发电机单流环密封油系统常见问题分析及处理

王志强

(国网河北省电力公司电力科学研究院，石家庄 050021)

发电机单流环密封油系统常见问题分析及处理

王志强

(国网河北省电力公司电力科学研究院，石家庄 050021)

介绍发电机单流环密封油系统的主要设备和4种运行方式，分析发电机进油、密封效果差、真空油箱故障等密封油系统的常见问题及处理方法，并针对单流环密封油系统的特点，提出操作过程中应注意的问题。

发电机；密封油；单流环；差压；漏油；漏氢

火力发电厂发电机密封油系统主要以单流环式密封油系统和双流环式密封油系统为主。由于单流环密封油系统配置简单，同时具备密封油真空净化功能，而被国内越来越多大型氢冷汽轮发电机所采用[1]。单流环密封油系统在实际使用过程中操作繁琐，经常由于操作不当或不及时造成发电机进油、氢气外泄、密封油外泄等问题。以下以某300 MW汽轮机组单流环密封油系统为例，介绍其系统组成、不同工况应选择的运行方式，并论述了系统可能发生的问题及相应处理方法。

1 密封油系统概述

1.1 设备情况

单流环密封油系统主要由差压阀、回油扩大槽、浮子油箱、真空装置、油泵、密封瓦等设备组成。

a. 差压阀用于自动调整密封瓦进油压力，使该压力自动跟踪发电机内气体压力且使油-氢压差稳定在所需的范围之内。

b. 发电机两端的密封油通过氢侧排油管回到回油扩大槽，能够将油中氢气大量释放出来。回油扩大槽内部为横向隔断，使发电机两端回油形成一个油封。

c. 氢侧回油经回油扩大槽后进入浮子油箱，该油箱的作用是使油中的氢气进一步分离，浮子油箱内部装有自动控制油位的排油控制型浮球阀，以使该油箱中的油位保持在一定的范围之内，防止发电机内氢气外泄。

d. 真空装置中的设备主要包括真空油箱、真空泵和再循环泵，这些设备是单流环式密封油系统中的油净化设备。真空泵不间断工作，保持真空油箱中的真空度，同时，将空气和水分抽出并排放掉。

e. 密封油系统主要有2台主交流油泵、1台直流油泵、1台再循环油泵。

f. 发电机单流环密封瓦为8块组合结构，分为氢侧瓦和空侧瓦，密封油沿氢侧瓦和空侧瓦之间的环形油沟进入转轴与密封瓦之间的间隙，再分别向两侧流动。

1.2 运行方式

1.2.1 正常运行方式

单流环密封油系统正常运行回路，见图1。

图1 单流环密封油系统正常运行回路

1.2.2 事故运行方式

当2台交流密封油泵均不能启动时，采用事故运行方式。该运行方式需要对氢气纯度加强监视，定时排补氢，尽快投入正常运行回路。单流环密封油系统事故运行回路，见图2

图2 单流环密封油系统事故运行回路

1.2.3 润滑油供油运行方式

该运行方式适用于机组油系统启动过程中充氢气前。润滑油供油运行回路见图3。

图3 单流环密封油系统润滑油供油运行回路

1.2.4 补充运行方式

机组启动准备阶段当发电机内充有氢气，而润滑油系统需要应急停运时，可采用此种运行方式，但必须保证密封油真空箱高真空，以利于循环畅通。单流环密封油系统补充运行回路，见图4。

图4 单流环密封油系统补充运行回路

2 密封油系统常见问题

2.1 发电机进油

密封油系统发电机进油通常由2种原因造成：油氢差压过高；氢侧回油不畅。油氢差压过高会导致密封瓦泄油量增加，严重时密封油会从氢侧油档处溢出，造成发电机进油。因此油氢差压应作为重要参数，运行中给与高度重视，油氢差压偏离额定值应及时调整差压阀。氢侧回油不畅会造成浮子油箱满油，回油扩大槽油位升高甚至满油，氢侧排油满油后，造成发电机进油。通常发电机内气体压力小于0.05 MPa时，浮子油箱内浮球阀动作缓慢，将会引起排油不畅，因此，开启排氢风机，使空气抽出槽形成微负压，浮子油箱旁路运行，增大氢侧回油能力。机内气体压力大于0.05 MPa时，为防止氢侧回油管路“油封段”被破坏，投入浮子油箱运行。

正常运行时，如果扩大槽油位过高而导致其溢油管路上设置的油、水泄漏报警装置报警，应立即将浮子油箱退出运行，改用旁路排油，此时应根据旁路上的液位指示器操作旁路阀门开度，而且应密切监视，随时保持油位在液位信号器的中间位置。

2.2 密封效果差

发电机润滑油密封效果差可能由2种原因造成：油氢差压过低；氢侧回油管路“油封段”破坏。

油氢差压过低可能造成机内气体通过密封瓦外泄，气体外泄同时携带密封油及润滑油自轴承外侧油挡排出，造成发电机润滑油外漏。油氢差压过低的原因：压差调节阀跟踪性能不好，应重新调试压差调节阀，如差压阀卡涩，可对其进行解体处理或换新；油过滤器堵塞，造成油氢压差过低，此时应对油过滤器进行清理。

氢侧回油管路“油封段”破坏。氢侧回油管路“油封段”由回油扩大槽、浮子油箱(浮子油箱旁路)、空气抽出槽及其管路组成，见图5。

图5 氢侧回油管路“油封段”结构示意

当浮子油箱旁路运行时，此“油封段”起到密封发电机及回油扩大槽内气体外泄的作用。“油封段”最低处标高3.5 m，空气抽出槽标高10.5 m，同时空气抽出槽与排氢风机相连，正常工作时保持微负压，因此不考虑管道阻力及空气抽出槽负压影响，“油封段”最高的密封压力为55～65 kPa。浮子油箱旁路运行时，当机内压力高于“油封段”最高密封压力时，发电机内气体就可能通过油封段管路外泄，一旦气体外泄，“油封段”失去密封作用，发电机内气体大量进入空气抽出槽，使空气抽出槽形成正压，造成空侧密封油回油及发电机轴承润滑油回油不畅，轴承回油满油后，从发电机轴承外侧油挡露出。为避免该类故障的发生，当机内气体压力达到0.05 MPa时，投入浮子油箱运行，利用浮球阀维持的正常油位密封发电机内气体。当浮子油箱出现故障，不能维持正常油位时，切至浮子油箱旁路运行，此时应密切监视浮子油箱旁路油位监视器，就地手动调节阀门开度，保持油位在液位监视器中间位置。同时，对浮子油箱及浮球阀进行紧急检查和处理，尽快恢复浮子油箱至运行状态。

2.3 真空油箱故障

2.3.1 真空油箱真空低

真空油箱真空低可能由2种原因造成：管路和阀门密封不严；真空泵抽气能力下降。前者需要找出漏点，然后消除，重点查找真空油箱法兰，以及相连接的负压管路；后者则需要按真空泵使用说明书排查原因，其中应该重点检查真空泵油位是否正常，油是否存在乳化现象，另外有些真空泵需要外供冷却水，此时应确保冷却水正常。

2.3.2 真空油箱油位高

造成真空油箱油位高的原因主要是真空油箱中的浮球阀动作失灵所致，此时一般是浮球阀需要检修，假如一时不能将真空油箱退出运行，则可以将浮球阀进油管路S-58阀门开度关小作为应急处理办法，人为控制补油速度。

2.3.3 真空油箱油位低

真空油箱油位偏低，油泵容易“气蚀”，从而输出压力和流量将下降，甚至没有流量输出。真空油箱油位低可能由2种原因造成：浮球阀动作失灵；浮球阀出口端(真空油箱体内)的喷嘴被脏物堵住。这2种情况必须将真空油箱退出运行，停运真空泵、再循环泵、主密封油泵，改用故障密封油泵供油，破坏真空后，排掉积油然后打开真空油箱的人孔盖进行检修。另外，由于密封瓦间隙非正常增加，可能引起真空油箱油位始终处于较低的状况，此时可对密封瓦的总油量进行测量，测量结果与原始纪录相比较即可判断密封瓦间隙是否非正常增大。如果得到确认，则必须换用新密封瓦才能解决问题。

真空油箱不论何故退出运行或故障密封油泵(直流泵)投入运行时，再循环已经停运，由于密封油不经过真空油箱不能净化处理，油中所含的空气和潮气可能随氢侧回油扩散到发电机内，导致氢气纯度下降，此时应加强对氢气纯度的监视。当氢气纯度明显下降时，每8 h应操作氢侧回油箱上部的排气阀进行排污，然后让高纯度氢气通过氢气母管补进发电机内。

2.4 浮球阀常见问题

浮子油箱退出运行状态时，应先关闭进油和出油管路上的截止阀，以及气管路上的截止阀S-72，然后开启S-78阀释放箱内气体压力，而且必须将油箱内存油从S-67阀门处排完。在确保油箱内气压为零时，才可打开箱盖对浮球阀进行检修。在浮子油箱退出运行时，还应密切监视发电机内氢压，如机内氢压下降过快应采取相应补救措施，或者先让发电机减负荷运行。

氢侧回油箱油位过高，一般为油箱中浮子阀卡涩或气体置换过程中发电机内气体压力低造成的。浮子阀卡涩，若情节轻微，可采用橡皮锤振打浮子油箱。发电机内气压偏低(低于0.05 MPa)，浮子油箱必然排油不畅，甚至出现满油的情况。这时，只要氢侧回油箱用的油水探测报警器内不出现油，则说明氢侧回油依靠回油扩大槽与空气抽出槽之间的高度已自然流至主回油装置(空气析出箱)。尽管如此，气压偏低时仍然必须对油水探测报警器加强监视，一旦出现报警信号或发现有油，应立即进行人为排放，以免油满溢至发电机内。机内气压升高，浮子油箱排油才会通畅。

2.5 差压阀卡涩

密封油差压阀卡涩多见于新建机组及机组大修后启动过程中，主要表现为差压阀不跟踪或油氢差压跳变。运行过程中可以对差压阀卡涩进行处理，处理时需要先将差压阀切换至旁路运行，通过旁路手动阀控制油氢差压，然后对差压阀进行解体检查或换新。处理完毕后，应先对差压阀传压管注油，阀体活塞两端放空气，差压阀投运过程中应缓慢，确认油氢差压正常。

3 结论及建议

发电机密封油系统关系发电机运行的安全，其主要作用是密封发电机内气体，同时对密封油过滤、脱除气体。单流环密封油系统具有系统简单、单个差压阀、运行方式多、操作繁琐等特点，因此，在操作过程中应注意以下几点：

a. 单流环密封油系统启、停过程中，在氢压或气压低于0.05 MPa时，应切换至润滑油供油方式，其他情况应切换至正常运行方式。大多数氢气外泄、发电机进油都源于运行方式选择不当，合理选择运行方式，可以大大降低单流环密封油故障率。

b. 在润滑油供油方式运行时，应加强氢侧回油管路“油封段”监视，氢侧回油管路“油封段”一旦破坏会造成氢气外泄，且无远传测点，不易被发现。

c. 单流环密封油系统为单个差压阀，运行中应确保该差压阀正常投运并良好工作，一旦差压阀出现问题，可以通过手动旁路阀临时控制油氢差压。

[1] 彭 睿.两种单流环式密封油系统的设计特点[J].东方电气，2009(5):62-66.

本文责任编辑：齐胜涛

Common Problem and Processing Method for Single-ring Seal Oil System

This paper introduces the main equipment of single-ring type sealing oil system,summarizes four kinds of operation mode,anayzes common problems and processing methods about oil of genarator,bad sealing effects,vaccum oil chest problem, aiming at the characteristics of single-ring sealing oil system,proposes the process should be mentioned during operation.

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2013-08-09

王志强(1980-)男，工程师，主要从事汽轮机组调试及试验研究工作。

TM311

B

1001-9898(2014)01-0031-04