氢冷发电机进油的原因分析及预防措施

【摘要】介绍了氢冷发电机组双流环式密封油系统的工作原理，分析了在机组运行及备用期间导致发电机进油的各种原因，提出了一系统有效的防范措施，取得了良好的效果。

【关键词】发电机；密封油；进油；防范措施

1、引言

靖远第二发电有限公司二期2×330MW #5、6燃煤發电机组分别于1996年11月、1997年7月投产发电，发电机冷却方式为水氢氢冷却。密封油系统主要作用是密封发电机内氢气，防止氢气泄露以及外界空气进入发电机。双流环式密封油系统具有密封效果好、可靠性高的特点，但若操作不当很可能造成发电机进油事故，发电机正常运行时进油，将影响定子线圈的绝缘性能，严重时使绝缘击穿，出现匝间或相间短路，严重影响机组的正常运行。

2、发电机密封油系统的工作原理

双环流式密封瓦内有空、氢侧两个环状配油槽。密封油系统提供的氢侧密封油流向氢侧配油槽，空侧密封油流向空侧配油槽，然后，沿转轴轴向穿过密封瓦内径与转轴之间的间隙流出。如果空、氢侧油路的供油压力在密封瓦处恰好相等，油就不会在两条配油槽之间的间隙中窜流，只要密封油压始终高于机内气体压力，便可防止发电机内氢气从机内逸出。

2.1空侧密封油油路

空侧密封油泵从空侧回油箱取得油源，一部分油通过两组冷却器、密封油滤网后进入双流环式密封瓦的空侧配油槽，另一部分油则通过主差压阀原回到空侧密封油泵的入口，正常运行中通过主差压阀的调整保持空侧密封油压始终大于氢压0.084Mpa。

2.2氢侧密封油油路

氢侧密封油箱的油通过氢侧密封油泵升压后经冷油器、滤网及平衡阀送入双流环式密封瓦的氢侧配油槽，在油泵的出口设置一旁路阀，通过该旁路阀的开度对氢侧密封油泵出口油压进行粗调。氢侧密封油供油压力则通过平衡阀进行细调，使之自动跟踪空侧密封油压，保持空氢侧密封油差压基本一致。

2.3密封油备用油源

为保证空侧交流密封油泵故障时，发电机内氢气不外逸，空侧油路设有几路备用油，除空侧直流密封油泵外，还从汽轮机润滑油系统引入高、低压备用油，通过备用差压调节阀的节流来控制油压，当空侧密封油压力比氢压只高出0.056MPa时，该备用差压调节阀开启，并保持0.056MPa的油氢差压。

3、发电机进油原因分析

3.1发电机进油的途径

密封油进入发电机内一条路径是：由于各种原因引起消泡箱油位上升→消泡箱油位高报警没有及时处理→油位继续上升→从迷宫挡油板和转轴之间的间隙溢入发电机内；另一条是：密封油与风压差太大，或密封瓦的间隙过大，直接将密封油喷入发电机。

3.2发电机进油原因

（1）氢侧回油箱油位控制不当，氢侧密封油箱满油后导致消泡箱满油，从而使油溢入发电机内。

（2）氢侧密封瓦配油槽处油压过高使密封油通过油挡直接喷入发电机内。

（3）机组启动初期，在启动油系统时，密封油系统备用差压阀前后截门#24、#25及旁路#26三个阀门处于开启状态，此时有两路进油可能。一是压力较高的油直接由空侧密封油管路进入消泡箱，消泡箱满油后进入发电机；二是油经密封油箱补油门进入氢侧密封油箱使密封油箱满油，从而使消泡箱满油最终进入发电机内，若密封油箱上的强制补油阀处于旋进状态，则发电机进油会更加严重。

（4）发电机排氢过程中，因主差压阀故障卡涩等原因造成油氢差压高，从而使发电机进油。

（5）消泡箱至氢侧密封油箱回油管道堵塞，或回油不畅造成消泡箱满油，继而引起发电机进油。

（6）当氢压较低时，氢侧油箱内压力较低无法及时排除过多的油将使氢侧密封油箱保持在满油的油位，甚至可能出现消泡箱满油，使得发电机存在进油的危险。

（7）氢侧回油箱油位自动控制失灵，补油阀开启在某一开度卡住或排油阀在较高油位时不能自动开启，可能在空侧密封油压稍高于氢侧密封油压时，密封瓦处的油向氢侧窜流而导致氢侧回油箱的满油，直到消泡箱满油，最后进入发电机。

4、防止发电机进油措施

4.1在发电机退氢时，应缓慢降氢压

氢压缓慢下降，可以使主差压调节阀及平衡阀能及时跟踪调节，以保证合适的油氢差压。

4.2严格按照阀门检查卡操作

投入主机润滑油系统前确保密封油备用差压阀油路隔离，投入密封油系统前确保“氢气侧回油箱”上下的四个针阀全部旋出，处于自由状态。

4.3保证消泡箱液位报警装置正常

消泡箱液位较高时，及时发出报警通知运行人员进行处理，避免消泡箱满油。

4.4保证浮子式检漏器的高液位报警功能正常

浮子式液位检漏器接于发电机的最低位置。若发电机内进入油或水，流至液体检漏器内到一定高度即发出高液位报警，提醒运行人员做出相应的处理。

4.5加强发电机氢气置换过程中密封油的监视

发电机氢气置换时，发电机内气体压力低而且随时处于波动状态，此时特别考验差压阀及平衡阀的工作性能，所以在发电机氢气置换过程中要加强对密封油各参数的监视，若出现异常要及时进行手动干预。

4.6保证检修时密封瓦间隙符合要求

对于300MW汽轮机，要求密封瓦与转轴直径间隙为0.105-205mm，检修时应严格按标准保证密封瓦间隙符合要求，并尽量靠近下限，这样即能减少密封油流量，又能防止因密封瓦间隙过小而产生的密封瓦温高、密封瓦磨损甚至发电机转轴振动过大等缺陷。

4.7加强主机润滑油及密封油滤油工作

密封油中含有杂质，特别是铁屑，不仅会磨损密封瓦和转轴，破坏原有的轴瓦间隙，造成发电机进油，还会使设备孔洞堵塞和差压阀、平衡阀、密封油箱排补油装置调节机构卡涩失灵。

5、结束语

氢冷发电机密封油系统是否正常，关乎机组能否安全运行和发电机的寿命。通过对造成发电机进油的各种原因进行分析，针对以上原因制定出了切实可行的预防措施，对避免发电机进油事故起到了很好的指导作用。

参考文献

[1]吴季兰.300MW火力发电机组丛书第二分册.汽轮机设备及系统.北京：中国电力出版社，2001.

作者简介

张国情（1984—），男，助理工程师，主要从事330MW火力发电厂集控运行工作。