謝 高，李 強，董益華，應光耀

（1.神華國華惠州熱電分公司，廣東 惠州 516082；2.湖南華潤電力鯉魚江有限公司，湖南 郴州423401；3.浙江省電力公司電力科學研究院，杭州 310014）

大型火力發(fā)電機組的發(fā)電機多采用氫冷方式，為了密封發(fā)電機中的氫氣設置了密封油系統(tǒng)，以防止外界空氣進入和內部氫氣泄漏。在國內主流機型中，雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)常見于上汽和哈汽的300 MW和600 MW機組，從這些機組的實際運行情況來看，主要存在發(fā)電機進油和氫氣純度下降等問題，影響機組安全穩(wěn)定運行。

1 密封油系統(tǒng)存在的問題

1.1 系統(tǒng)運行原理

雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)有著相對復雜的系統(tǒng)結構和運行特性，其系統(tǒng)構成如圖1所示，系統(tǒng)向密封瓦提供空側和氫側2路獨立循環(huán)的密封油源，通過各自的油路分別將油通入密封瓦上的2個環(huán)狀配油槽。

空側密封瓦回油與支持瓦潤滑油回油一起排至空側密封油箱，大部分油通過U形管依靠重力作用自動溢流到潤滑油回油管路，另一部分油作為空側密封油源在空側油路中循環(huán)，空側油路的低壓備用油源取自主機潤滑油，其管路往往配置手動旁路閥。

氫側密封瓦回油流入消泡箱，再經(jīng)直管溢流裝置流至氫側密封油箱，氫側密封油箱通過2個浮球閥和上下4個頂針來控制油位，補油來自空側密封油泵出口，排油至空側密封油箱。

差壓閥維持空側密封油壓略高于發(fā)電機內氫氣壓力約0.084 MPa，平衡閥則維持密封瓦氫側與空側的油壓基本相等，通過差壓閥與平衡閥的自動調節(jié)控制，達到防止外界空氣進入和內部氫氣漏出的目的。

1.2 故障案例1

某臺亞臨界600 MW機組發(fā)電機采用氫冷方式和典型的雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)。機組小修結束后進行系統(tǒng)恢復工作，當日15：36起，數(shù)次啟停潤滑油泵配合進行轉子調整工作。20：50發(fā)現(xiàn)主機油箱油位大幅下降，進而確認發(fā)電機進油，緊急停運正在運行的潤滑油泵，通過檢漏計從發(fā)電機放出約9 m3的油。

圖1 雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)

進油過程如下：第1次潤滑油泵啟動期間，出于即將恢復密封油系統(tǒng)的考慮，操作人員順便打開密封油低壓備用油源旁路手動閥進行充油，充油結束時關閉該閥門不到位，殘留了約兩圈的開度。同時，密封油系統(tǒng)尚有未終結的工作票，其隔離措施中氫側密封油箱上下4個頂針的位置恰使油箱處于強補禁排狀態(tài)。在隨后的潤滑油泵啟動期間，密封油在潤滑油壓作用下灌進消泡箱，再進一步進入發(fā)電機，而在此過程中，消泡箱及檢漏計高報警均未能引起操作員足夠的警惕和注意，錯失了第一時間發(fā)現(xiàn)發(fā)電機進油的機會。發(fā)電機進油將影響定子線圈的絕緣性能，嚴重時導致絕緣擊穿，威脅機組的安全運行。

1.3 故障案例2

某臺亞臨界300 MW機組，也采用氫冷方式和雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)。機組正常運行期間4～5 d因氫壓下降而補氫1次，氫氣純度均能維持在96%以上，運行一段時間后氫氣純度明顯下降。為維持正常氫氣純度加大了補氫頻次，平均2 d就得補氫1次，大大增加了制氫壓力，而氫氣純度下降還會降低冷卻效率，影響機組安全運行。

經(jīng)現(xiàn)場檢查，勵端空氫差壓表晃動異常，可見勵端空氫側竄流明顯，對勵端平衡閥進行調整，無明顯效果，氫側密封油箱補排油管路也明顯發(fā)燙，說明密封油回油流量變化較大。

2 故障原因分析

2.1 發(fā)電機進油

對進油位置進行分析，圖1所示“唯一的漏油點”是密封油進入發(fā)電機的唯一路徑：供油量大于排油量引起消泡箱油位上升，消泡箱高報警信號發(fā)出后未能及時處理，油位繼續(xù)上升，密封油從迷宮檔油板和轉軸之間的間隙進入發(fā)電機。對進油原因進行分析，主要可歸納為以下幾點。

（1）安全意識不夠，關鍵參數(shù)監(jiān)視不到位。運行人員對密封油系統(tǒng)原理認識不深，閥門操作有誤，補排氫操作速度過快，設備退出順序及調整不符合要求。

（2）氫側密封油回油量偏大，導致靜壓回油管路不暢，密封瓦與轉軸間隙過大、密封油溫度偏高、密封油壓偏高等均容易造成這種情況。另外，當氫壓較低時，氫側回油壓差小，氫側密封油箱將經(jīng)常保持在滿油的油位，使得發(fā)電機更容易出現(xiàn)進油的危險。

（3）差壓閥和平衡閥跟蹤不良或因油質原因卡澀，引起密封油量大幅變動，油位控制不住導致進油。另外，當氫側密封油箱自動補排油裝置卡澀失靈時，也容易發(fā)生因滿油而溢入發(fā)電機的事故。

2.2 氫氣純度下降

在機組正常運行過程中，氫氣純度下降主要是由于空氫側竄油和密封油流量變大引起。

空氫側油壓難以保持絕對平衡，當空側油壓高時，空側油竄到氫側，將油中攜帶的空氣釋放至發(fā)電機內。當氫側油壓高時，氫側油竄到空側，氫側油箱油位降低，自動補油閥打開，使含空氣量較高的空側油補充到氫側油箱，最終將空氣釋放到發(fā)電機內，降低了氫氣純度。

當密封瓦與轉軸間隙增大、密封油溫度升高等原因導致密封油流量大大增加時，空氫側密封油的交換量成倍增加，空側密封油中攜帶的空氣通過交換進人氫側密封油中，再通過氫側密封油進入到發(fā)電機氫氣中，同樣降低了氫氣純度。

3 改進措施

3.1 對密封油系統(tǒng)的改進

（1）氫側回油不暢極易導致發(fā)電機進油，建議加裝圖1所示“改造管路”（平衡閥前至空側密封油箱），由手動閥控制油量，這樣在氫側油箱回油不暢時，先關閉排油浮球閥上頂針使之處于禁止排油狀態(tài)，然后開啟此手動閥至一定位置，通過氫側密封油泵將氫側密封油箱內油輸至空側密封油箱，使氫側密封油箱油位恢復正常。

（2）加強熱工信號監(jiān)視，建議在氫側密封油箱補排油管路上視現(xiàn)場實際情況加裝油溫或壁溫測點（圖1所示T1與T2），正常運行時補排油管路是微熱的，若溫度升高明顯或很高，說明氫側密封油箱加大了補油或排油，那么空氫側密封油可能存在著較大的不平衡，可根據(jù)此情況進一步調整平衡閥。

3.2 提高運行維護水平

（1）了解系統(tǒng)運行中各參數(shù)變化的規(guī)律及其相關影響，加強監(jiān)視和巡查，制定完善的操作卡并嚴格執(zhí)行，嚴防誤操作，尤其關注氫側密封油箱上下4個頂針的開關狀態(tài)。

（2）提高檢修質量，確保管路安裝正確，尤其是差壓閥、平衡閥等引壓管和密封瓦間隙應符合設計要求，解體檢查差壓閥和平衡閥以防卡澀，檢查確認氫側密封油箱浮球閥動作正常。

（3）系統(tǒng)投停和運行過程中加強油質監(jiān)督，確保油質符合規(guī)程要求，防止因細小硬質顆?？ㄗ〔顗洪y和平衡閥等情況的發(fā)生。

（4）保證液位報警裝置能起到有效報警作用，關注差壓閥和平衡閥的靈敏度和跟蹤性能。

（5）系統(tǒng)補排氫應緩慢，避免壓力變化過快導致差壓閥、平衡閥、氫側密封油箱油位不能及時調整。

（6）系統(tǒng)運行期間控制合理的密封油壓和油溫，注意氫側密封油箱油位的變化情況。

（7）發(fā)電機不充氫時，可打開機座下的排污閥，這樣發(fā)電機即使進油也可以及時排出，并加強就地巡檢。

4 結語

雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)容易發(fā)生發(fā)電機進油和氫氣純度下降問題，造成安全上的隱患和冷卻效率的下降，在問題案例分析的基礎上，對其原因進行了歸納并給出了改進措施，只有不斷提高運行維護水平才能保證機組的安全可靠運行。

[1]劉河，張海峰.國產(chǎn)600 MW機組密封油系統(tǒng)常見缺陷原因分析及處理方法[J].汽輪機技術，2009，51（4）：298-299.

[2]王春艷，李軍.國產(chǎn)600 MW發(fā)電機進油原因分析及處理[J].東北電力技術，2006（10）：18-23.

[3]鄭漢，楊洋.600 MW汽輪發(fā)電機進油原因分析[J].吉林電力，2006，34（1）：46-48，50.