600MW 机组启动过程中发电机进油原因分析及处理措施

乐先涛

（广东粤电靖海发电有限公司，广东揭阳 500223）

0 引言

惠来电厂1#汽轮发电机组(以下简称“本机组”)为东方电机股份有限公司生产的QFSN－600－2－22A型三相同步汽轮发电机，发电机额定功率为600MW，最大连续输出功率642MW。在2011年2月18日C级检修后启动过程中出现发电机大量进油，励端油水检漏计连续排油，汽端和排泄扩大箱油水检漏计间断排油，主机润滑油箱油位持续下降。之前机组启动过程中也曾多次出现发电机进油现象，但在机组正常运行后该现象就完全消失。

1 密封油系统简介

密封油系统专用于向发电机两端密封瓦提供连续不断的密封油，且油压高于发电机内氢气压力一定数值，以防发电机内氢气沿转轴与密封瓦的间隙向外泄漏，同时，也防止油压过高而导致发电机内大量进油。

密封油系统是根据密封瓦的形式决定的，最常见的有双流环式密封油系统和单流环式密封油系统，本机组采用的是单流环式密封油系统。本机组的密封油系统运行方式包括:正常运行回路、事故运行回路、紧急密封油回路(即第三密封油源)。密封油系统配置有二台交流密封油泵和一台直流密封油泵，正常运行时，一台交流密封油泵运行，另一台作备用，直流密封油泵作事故备用。在正常运行状态下，汽轮机润滑油进入密封油真空箱，经主密封油泵升压后由差压调节阀调节至合适的压力，经滤网过滤后进入发电机的密封瓦，其中空气侧的回油进入空气析出槽，氢气侧的回油进入氢侧排泄扩大箱后再向下流入浮子油箱，而后依靠压差流入空气析出槽。由于采用汽轮机润滑油这一高压油源，空气析出槽内的油无法流入密封油真空油箱，只能流入汽轮机润滑油套装油管，回到主机润滑油箱，开始下一个油循环。本机组密封油循环系统如图1所示:

图1 惠来电厂1#机组密封油系统

本机组密封油系统发电机内氢气的额定压力为0.414MPa，密封油油压为0.056 ±0.02MPa，当差压值降至0.036MPa时为下限报警信号值。

2 启机过程中发电机进油原因分析

现假设密封油空气析出箱至真空油箱逆止阀出现故障。密封油浮子油箱在投入运行时，整个浮子油箱内的压力和密封油排泄扩大箱内的氢压相等(0.3MPa)，当汽轮机定速3000r/min，润滑油辅助油泵和主油泵一起做功时，主机润滑油母管压力为0.24MPa，此时密封油浮子油箱内的压力和主机润滑油母管压力之差仅有0.06MPa。

按照相关规定，当发电机内氢压为0.05MPa时，为了维持油氢压差，密封油压力和流量也小，理论上浮子油箱内的密封油可以克服浮子油箱和空气析出箱的高度差(5m左右)流回至空气析出箱。但当发电机内氢压升至0.3MPa时，为了维持油氢压差，密封油压力和流量也随之增大，而此时密封油浮子油箱内的压力和主机润滑油母管压力之差仅有0.06MPa，密封油排泄扩大箱进油大于浮子油箱排油，从而导致密封油排泄扩大箱油位缓慢上升，进而导致油氢压差阀氢侧引压管的压力逐渐升高。根据油氢压差阀的原理，为了保持之前设定好的油氢压差值，油氢压差阀肯定会开大，以提高供油压力和流量，继而开始恶性循环，密封油排泄扩大箱的油位越来越高。当排泄扩大箱内油位上升至一定高度时，封住了浮子油箱至排泄扩大箱的回气管，致使排泄扩大箱至浮子油箱回油管道形成气堵，继而导致排泄扩大箱流到浮子油箱回油量减小。随着排泄扩大箱的油位进一步升高，造成密封油两侧回油不畅，直至发电机两侧油位开始升高，最后导致发电机进油。

根据规定，当主机定速3000 r/min后，主油泵可以向整个润滑油系统供油，停运润滑油辅助油泵后，润滑油母管压力从0.24MPa降至0.16MPa。而随着发电机并网后机组负荷的升高，运行人员将发电机内的氢气压力升高至0.414MPa。此状态下，密封油浮子油箱内的压力和主机润滑油压力之差有0.254MPa，此时，即使密封油空气析出箱至真空油箱逆止阀故障，浮子油箱内的油也能顺利流到空气析出箱。

以上分析论证了为何只有在机组启动过程中发电机大量进油，而在机组正常运行后发电机进油现象就完全消失的原因。

3 试验论证发电机大量进油原因

暂时关闭密封油空气析出箱至真空油箱逆止阀前的截止阀，10分钟后主机润滑油箱油位开始逐步稳定在1255mm，35分钟后发电机励端、汽端及排泄扩大箱油水检漏计基本无油水排出。在保证以上条件不变的前提下，重新打开密封油空气析出箱至真空油箱逆止阀前的截止阀，启动主机润滑油辅助油泵，保持主机润滑油母管压力为0.24MPa，45分钟后主机润滑油箱油位开始缓慢下降，发电机励端、汽端及排泄扩大箱油水检漏计开始间断排出油水。

4 处理结果

由于密封油空气析出箱至真空油箱逆止阀运行中无法隔离处理，因此决定打闸停机，停运主机润滑油系统和密封油系统。检修人员拆开密封油空气析出箱至真空油箱逆止阀，发现此阀确已故障。检修人员更换新的逆止阀后打开密封油空气析出箱至真空油箱逆止阀前的截止阀，机组重新启动直至带额定负荷，主机润滑油箱油位稳定，发电机励端、汽端及排泄扩大箱油水检漏计基本无油水排出。

5 结论

发电机运行中进油将危及发电机的安全，因此防止发电机进油应引起各级人员的足够重视。本文通过对启机过程中遇到的各种现象进行综合分析及相关试验，充分论证了在启机过程中多次出现发电机进油的原因是因为密封油空气析出箱至真空油箱逆止阀故障，并提出了行之有效的处理措施。实施这些措施后，有效地阻止了发电机进油，提高了发电机安全运行的可靠性。

［1］ 王春燕，李军.国产600MW发电机进油原因分析及处理［J］.东北电力技术，2006，(10).

［2］ 赵岩峰.商建波.300MW汽轮发电机进油原因及处理［J］.吉林电力，2006，(5).