摘 要：簡(jiǎn)單介紹QFQS-300-2型汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組密封油系統(tǒng)工作原理。對(duì)密封油系統(tǒng)油氫差壓波動(dòng)原因進(jìn)行分析并處理，消除差壓波動(dòng)現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：密封油系統(tǒng) 原理 油氫差壓波動(dòng)分析、處理

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2018）09-0-02

一、我廠密封油系統(tǒng)介紹

3、4號(hào)機(jī)組為哈爾濱電機(jī)廠制造的QFQS-300-2型發(fā)電機(jī)組，冷卻方式為水氫氫冷卻：定子繞組用水冷卻，轉(zhuǎn)子繞組用氫氣冷卻，定子鐵芯用氫氣冷卻。發(fā)電機(jī)密封瓦結(jié)構(gòu)為雙流環(huán)式結(jié)構(gòu)。

密封油系統(tǒng)由氫側(cè)油路和空側(cè)油路組成，兩油路間獨(dú)立而又相互關(guān)聯(lián)。密封瓦內(nèi)部結(jié)構(gòu)為兩個(gè)供油槽，氫側(cè)油路和空側(cè)油路同時(shí)向雙流環(huán)式密封瓦提供油源?？?、氫側(cè)的供油壓力平衡時(shí)，密封油就不會(huì)在兩個(gè)供油槽之間竄動(dòng)，油流在這兩條供油槽間保持相對(duì)的靜止?？諅?cè)交、直流密封油泵向空側(cè)密封油路供給穩(wěn)定油壓，經(jīng)空側(cè)密封油泵升壓后，通過(guò)列管式冷油器降溫、油過(guò)濾器過(guò)濾，然后進(jìn)入發(fā)電機(jī)兩端密封瓦空側(cè)油環(huán)，回油與軸承潤(rùn)滑油匯合至油氫分離箱，回到空側(cè)密封油泵入口，完成空側(cè)密封油路循環(huán)?？諅?cè)密封油路通過(guò)差壓閥來(lái)調(diào)節(jié)再循環(huán)流量大小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)油氫差壓進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，保證油氫差壓保持在0.085MPa。以確保密封油壓始終大于發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣壓力，阻止發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣泄漏。

氫側(cè)密封油路由氫側(cè)交、直流密封油泵提供油源，自油泵升壓后，通過(guò)列管式冷卻器冷卻、油過(guò)濾裝置過(guò)濾后，分成汽端、勵(lì)端兩路，通過(guò)兩側(cè)平衡閥后進(jìn)入密封瓦?；赜徒?jīng)發(fā)電機(jī)消泡箱后進(jìn)入氫側(cè)油箱，流至氫側(cè)密封油泵入口完成氫側(cè)油路循環(huán)。平衡閥保證空、氫側(cè)油壓接近相等，使空、氫側(cè)的供油壓力保持平衡，防止密封油在兩個(gè)供油槽之間竄動(dòng)。

二、密封油系統(tǒng)主要設(shè)備結(jié)構(gòu)原理

1.主差壓閥

密封油系統(tǒng)的油氫差壓主要由差壓閥來(lái)調(diào)整，主要部件為一個(gè)可壓縮式的波形筒，波形筒外部信號(hào)來(lái)自發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣壓力，波形筒內(nèi)部信號(hào)來(lái)自空側(cè)密封油泵出口壓力。當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣壓力上升時(shí)，作用于波形筒上面的壓力增大，使波形筒帶動(dòng)閥桿向下移動(dòng)，閥門開度變小，空側(cè)密封油再循環(huán)量變小，進(jìn)入空側(cè)密封瓦的油壓增加，直到達(dá)到新的平衡；當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣壓力下降時(shí)，作用于波形筒上面的壓力減少，閥門開度變大，空側(cè)密封油再循環(huán)量變大，進(jìn)入空側(cè)密封瓦的油壓減小，直到達(dá)到新的平衡。主差壓閥結(jié)構(gòu)：圖1左所示。

2.備用差壓閥

備用差壓閥裝在高壓油備用密封油管路上。在投入時(shí)能自動(dòng)的調(diào)整密封瓦空側(cè)進(jìn)油的油壓，保證其油壓始終高于發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣壓力0.056MPa。備用差壓閥與主差壓閥結(jié)構(gòu)相似，但作用原理不同，當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣壓力上升時(shí)，作用于波形筒上面的壓力增大，使波形筒帶動(dòng)閥桿向下移動(dòng)，進(jìn)入空側(cè)密封瓦的油壓增加，直到達(dá)到新的平衡；當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣壓力下降時(shí)，作用于波形筒上面的壓力減少，進(jìn)入空側(cè)密封瓦的油壓減小，直到達(dá)到新的平衡。備用差壓閥結(jié)構(gòu)：圖1右所示。

3.平衡閥

平衡閥裝于氫側(cè)密封油出口管道上，一側(cè)信號(hào)取自空側(cè)密封油壓，一側(cè)信號(hào)取自氫側(cè)密封油壓。平衡閥根據(jù)兩側(cè)油壓變化通過(guò)空氫側(cè)油壓的變化不斷調(diào)整閥門開度大小，使空、氫側(cè)油壓差維持穩(wěn)定。平衡閥結(jié)構(gòu)：圖2所示。

4.氫側(cè)油箱

密封油氫側(cè)油箱上部有2個(gè)自動(dòng)浮球閥：補(bǔ)油閥與排油閥，補(bǔ)油閥與空側(cè)密封油油路中濾網(wǎng)的出口相連，在油箱油位較低時(shí)進(jìn)行補(bǔ)油。排油閥與空側(cè)密封油泵的入口側(cè)相連，在油箱油位過(guò)高時(shí)，進(jìn)行油箱排油，在排油閥和補(bǔ)油閥的綜合作用下，使油箱油位達(dá)到正常液位。

正常運(yùn)行情況下，通過(guò)自動(dòng)浮球?qū)τ拖湟何贿M(jìn)行調(diào)整。當(dāng)油箱液位過(guò)高，浮球帶動(dòng)排油閥打開，將油箱內(nèi)密封油排至空側(cè)密封油泵入口。當(dāng)油箱油位偏低，浮球帶動(dòng)補(bǔ)油閥打開，空側(cè)密封油補(bǔ)入氫側(cè)油箱。當(dāng)自動(dòng)浮球閥失去故障時(shí)，通過(guò)氫側(cè)油箱下部的手動(dòng)強(qiáng)排門、強(qiáng)補(bǔ)門進(jìn)行液位的調(diào)節(jié)。

三、密封油壓差波動(dòng)原因分析

1.密封油差壓閥故障

油氫差壓是通過(guò)與內(nèi)部波形筒相連接的閥芯動(dòng)作來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)的，當(dāng)閥桿發(fā)生卡澀，差壓不能及時(shí)調(diào)節(jié)至正常值，差壓信號(hào)不能正常反饋，出現(xiàn)頻繁調(diào)整，因此發(fā)生油氫差壓波動(dòng)。

2.差壓閥波形筒未排空氣

差壓閥油側(cè)波紋筒腔室內(nèi)為死區(qū)，只能通過(guò)腔室下部的堵頭才能將空氣排出。氣體壓縮性遠(yuǎn)大于密封油，氣體壓縮、膨脹的瞬間，導(dǎo)致油氫差壓發(fā)生波動(dòng)。

3.空側(cè)密封油泵出力不正常

當(dāng)空側(cè)密封油泵存在設(shè)備缺陷，出力不正常，空側(cè)油壓發(fā)生波動(dòng)，進(jìn)而引起差壓發(fā)生波動(dòng)。

4.密封油油質(zhì)差

密封油油質(zhì)差會(huì)引起閥桿或閥芯卡澀，使差壓閥無(wú)法正常工作，不能對(duì)油壓進(jìn)行同步調(diào)整，從而引起差壓波動(dòng)。

5.密封瓦泄漏

密封瓦因檢修質(zhì)量差或安裝工藝工序不當(dāng)以及瓦面烏金磨損會(huì)造成密封瓦密封不嚴(yán)，發(fā)生泄漏，使密封油油壓降低。密封間隙不均勻或其他異常情況造成泄漏量不均勻，導(dǎo)致密封油壓力發(fā)生波動(dòng)，進(jìn)而引起油氫差壓發(fā)生波動(dòng)。

6.氫氣壓力變化

當(dāng)氫氣系統(tǒng)管道出現(xiàn)泄漏情況時(shí)，也會(huì)引起氫氣壓力降低，導(dǎo)致油氫差壓的波動(dòng)。

四、油氫差壓波動(dòng)的危害

密封油系統(tǒng)油氫差壓過(guò)大可能會(huì)導(dǎo)致密封油進(jìn)入發(fā)電機(jī)，主要有以下危害：

1.對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部部件造成腐蝕；

2.密封油進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)，密封油與氫氣混雜，使氫氣濃度下降；

3.若密封油油質(zhì)不合格，含水率較高的話，會(huì)使氫氣濕度升高，使氫氣導(dǎo)電率增大，易發(fā)生發(fā)電機(jī)短路故障；

4.發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣主要靠密封油壓大于氫壓來(lái)進(jìn)行密封，一旦密封油壓小于氫氣壓力，會(huì)造成氫氣外泄，嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生氫氣爆炸。

五、油氫差壓波動(dòng)的處理方法

1.對(duì)差壓閥進(jìn)行檢測(cè)，是否是差壓閥故障波紋桶破裂導(dǎo)致油氫差壓不穩(wěn)定，應(yīng)切至備用密封油及時(shí)更換差壓閥。

2.如因?yàn)椴顗洪y彈簧線性不理想，可在機(jī)組停運(yùn)過(guò)程中講差壓閥完全隔離再?gòu)男峦度?，重新調(diào)試，使差壓閥在額定工況下運(yùn)行。

3.如果原因是波紋桶內(nèi)空氣未放盡，聯(lián)系檢修對(duì)空氫側(cè)供油壓力信號(hào)管進(jìn)行排氣。

4.加強(qiáng)對(duì)密封油品質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，提高供油品質(zhì)。保證油質(zhì)清潔。

六、事件簡(jiǎn)介

2017年12月26日11：26，4號(hào)機(jī)組在啟機(jī)中出現(xiàn)密封油系統(tǒng)油氫壓差波動(dòng)，突升至99.74 kPa，后下降至33.32 kPa，空側(cè)直流油泵聯(lián)起，壓差回升至80.65-82.33 kPa保持正常。波動(dòng)時(shí)間持續(xù)1分鐘，后油氫壓差恢復(fù)正常，密封油系統(tǒng)運(yùn)行正常。

針對(duì)設(shè)備檢修及運(yùn)行情況進(jìn)行全面分析：

1.檢修情況

在2017年8月巡檢過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，主差壓閥上部筒體閥桿處有油滲出，懷疑為上部波形筒內(nèi)密封波形筒破損。聯(lián)系檢修人員解體，發(fā)現(xiàn)上部波形筒內(nèi)部密封波形筒擠壓嚴(yán)重，密封波形筒破損，導(dǎo)致密封油沿著閥桿處滲出。

隨后聯(lián)系廠家對(duì)差壓閥整體進(jìn)行返廠維修，更換油側(cè)承壓波形筒內(nèi)部密封波形筒，對(duì)閥芯、閥桿進(jìn)行研修。檢修后，進(jìn)行承壓試驗(yàn)檢測(cè)合格（附有檢驗(yàn)報(bào)告）。

2.運(yùn)行情況：

查看差壓波動(dòng)前后數(shù)據(jù)參數(shù)，氫側(cè)交流密封油泵和空側(cè)交流密封油泵出口油壓均正常，無(wú)異常波動(dòng)，油泵無(wú)故障。發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣壓力始終為0.3MPa，保持穩(wěn)定。對(duì)密封油油樣進(jìn)行化驗(yàn)，顆粒度等級(jí)<6，油質(zhì)合格。主差壓閥調(diào)節(jié)、反饋正常，無(wú)卡澀現(xiàn)象。

綜合分析后，初步判斷為調(diào)試過(guò)程中未對(duì)檢修安裝后的主差壓閥進(jìn)行排空氣或排氣不盡，導(dǎo)致差壓信號(hào)不能正常反饋，造成油氫差壓發(fā)生波動(dòng)。

七、 處理結(jié)果

停機(jī)后，根據(jù)分析結(jié)果，對(duì)油側(cè)波形筒內(nèi)部進(jìn)行排空。緩緩打開與差壓閥油側(cè)波形筒相連的堵頭，有空氣排出，排至有密封油流出后，將堵頭緊固。啟機(jī)后對(duì)密封油系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，油氫差壓在正常范圍內(nèi)，未見異常波動(dòng)。

由于調(diào)試期間人員疏忽，未對(duì)差壓閥波形筒進(jìn)行排空氣或未排盡，導(dǎo)致油氫差壓發(fā)生波動(dòng)。

結(jié)語(yǔ)

密封油系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)組的重要設(shè)備，一個(gè)小小的疏忽可能造成發(fā)電機(jī)進(jìn)油、機(jī)組停運(yùn)重大設(shè)備事故。雙流環(huán)式密封瓦結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，檢修工作量較大，因此在檢修及調(diào)試過(guò)程中要做好技術(shù)管理工作，加強(qiáng)日常油質(zhì)管理和定期維護(hù)工作，消除設(shè)備隱患，避免發(fā)生因密封油系統(tǒng)故障而發(fā)生的機(jī)組非停事件。

作者簡(jiǎn)介：張世才（1990-），男，高級(jí)工，助理工程師，長(zhǎng)期從事火力發(fā)電廠汽輪機(jī)檢修及汽機(jī)點(diǎn)檢。