浅谈秦山二期发电机密封油系统

张民

【摘 要】本文分三部分，首先分析发电机密封油系统对机组可能造成的影响，重点介绍发电机进油原因及预防措施；其次，详细阐述了发电机密封油系统的功能、运行原理。

【关键词】发电机密封油系统功能；运行原理；密封油进油原因及防止措施

0 前言

发电机密封油系统对氢气冷却的汽轮发电机组安全运行有着非常重要的作用，系统设计安全可靠性高。本文主要阐述了密封油系统的功能、工作原理、密封油进油的原因以及防止措施。

1 发电机密封油系统简介

1.1 发电机密封油系统的功能

发电机密封油系统的功能是向发电机轴封装置连续不断地提供密封油来防止发电机转子和定子铁芯等部件冷却介质（氢气）的泄漏，并阻止大气中的污染物进入氢气中，以保持氢气的纯度。对意外情况（例如密封瓦变形）而从密封瓦处泄漏出来的氢气，空侧密封油箱上的排油烟风机能将其及时地排至厂房外的大气中。

系统提供的密封油能满足密封瓦对油压、油量和油温的要求，在额定和最大氢压下能保证发电机带负荷运行。

1.2 发电机密封油系统的工作原理

发电机密封油系统的功能是向发电机密封瓦提供压力略高于发电机氢压的密封油，以防止发电机冷却用氢气从发电机轴向外泄漏。密封油进入密封瓦后，经密封瓦两侧与发电机轴之间的密封间隙，沿轴向从密封瓦两侧流出，即分为氢气侧回油和空气侧回油，并在该密封间隙处形成油流，即起到油密封作用，同时又润滑和冷却密封瓦。

由图1可知秦二厂的密封瓦是双流双环式油密封瓦。双流，即在密封瓦的氢气侧和空气侧各设独立的油路，并采用空、氢侧平衡阀使两路油压维持在10cmH2O之内，严格控制两路油流进行交换，从而减少了氢气的泄漏和空气进入发电机内；双环，即密封在空侧进油处沿轴向分成两个独立的浮动油环，空侧油使两环胀开，并分别推向密封瓦座的两个侧面，从而使密封瓦两侧与密封瓦侧座面靠紧，减少由瓦座的间隙造成的密封油损失。为防止密封瓦浮动环随轴转动，在环上设置有止动键，使之切向定位于密封瓦座内。

密封瓦的氢侧回油经密封座与下半端盖组成的回油腔汇集于下半端盖消泡箱内进行氢油分离，然后流回氢侧回油箱，即氢侧密封油是在独立的油路中循环。空侧回油则与轴承回油一起流入主润滑油箱，其中可能有少量氢气在氢气分离箱中分离，并被排油烟风机抽出，从而使回到主油箱的油中不含有氢气，保证了主油箱的安全运行。在任何情况下，空侧密封油压力与发电机内氢压力差在调节阀的作用下均能维持在84kPa左右。因此，即使在发电机停机时也可以不要将发电机的氢气排出，就能对轴承外油档和轴承进行检查。在空、氢侧密封油路之间设有联络阀，可以进行空、氢侧油的交换，也能控制密封油箱油位。由于氢侧密封油和发电机内的氢气接触，油中不可避免的会含有一定量的氢气，所以在消泡油箱出来的油管路上还有一个U型管，它的作用可以将油中的氢气分离出去，防止氢气进入氢侧油箱。

2 发电机密封油系统的运行

防止发电机进油危害以及原因和主要主要措施：

密封油进入发电机，阻塞定子风道而引起定子局部过热，油污附在转子绕组表面影响其散热，同时表面油污使匝间绝缘发生油污炭化，长时间运行可能使转子匝间短路，含水油液在定子端部线棒表面或端部绑扎结构表面构成击穿放电通道，潮湿的油烟使间隙中的氢气介质电性能变坏，为定子端部线棒绝缘击穿事故提供了外部条件。油中含水，从而使发电机内氢气湿度增加，使发电机内氢气的纯度下降，从而增加发电机风磨耗、降低发电机效率，发电机内进油必须停机并打开发电机进行清理，整个过程包括发电机内多次气体置换和充排氢，油污清理和绝缘处理等，花费的时间至少数天，对电厂造成巨大的经济损失。

秦二厂的密封瓦是双环流式密封瓦，对于密封油压力的调节精度要求比较高。如果因为某个调节阀故障或运行人员调整不当都会造成发电机进油事故，秦二厂及同类发电厂中均发生过发电机进油事故。发电机进油事故一般主要有下列原因：1）氢侧密封油箱的浮球卡涩，造成氢侧油箱失控，通过氢侧油箱进油管最终造成发电机下部的消泡油箱满油，进入发电机内部。2）密封油压力与氢气压力差过大，一般大于0.1MPa就可能会造成发电机进油。3）空侧密封油压与氢侧密封油压差过大（空侧大于氢侧）造成发电机进油。

密封油进入发电机主要是由于氢侧回油不畅或由于氢侧回油控制箱失控、误操作，从而引起空侧油过多地流向氢侧，密封油通过氢侧迷宫式挡油板进入到发电机本体内，造成密封油渗入发电机事故。当发电机内氢压较低时或发电机内为常压空气时，更容易产生进油现象。这是由于当发电机内无压力时，因空侧回油箱位置高于氢侧回油箱，当氢侧回油箱油位高时无法经排油浮球阀直接排至空侧油泵进油总管。而不像在发电机正常运行时，机内充有较高压力的空气，其排油动力即为氢气动力，排油能力较机内无气压时要大得多。当机内无压力时，如氢侧回油管路稍有不畅或氢侧回油的油量稍微过大，就有可能造成发电机进油。还有一点也是运行人员须注意的，这就是启动盘车必须先投运密封油系统，否则会导致密封瓦磨损变形导致漏氢。

发电机进油事故发生时首先要分析原因，主控操作员及现操人员要同时对有关参数、现象加以综合分析，并做出正确处理。在发电机进油后运行人员可以打开发电机下部的检漏装置进行确认并将发电机内部的油放出，同时要加强对汽轮机润滑油箱进行检查，如果润滑油箱油位低及时联系维修人员加油。对于氢侧油箱满油，立即将补油阀GHE217VH关闭，同时开启强制排油阀GHE236VH，将氢侧油箱的油倒入空侧密封油系统。如果密封油压比氢压大造成发电机进油时，可以通过开大GHE103VH或关小GHE101VH这两个阀门，来调整密封油压力调节阀GHE252VH的开度，使油氢差压降到正常值。如果是空氢侧差压大造成发电机进油时，可以通过调整GHE107VH、GHE108VH和GHE111VH、GHE112VH阀门来调节空、氢调节阀GHE238VH、GHE242VH的开度，就可以将空、氢侧密封油差压调至正常。

从运行角度防止发电机进油的主要措施：在发电机密封油系统停运后，关闭GHE245/248VH并实施运行隔离，防止汽机润滑油泵和高压备用密封油泵启动时发电机进油。正常运行时，氢侧回油箱的油位自动控制：油箱油位低时，浮子式自动补油阀218VH自动开启，通过空侧密封油泵出口压头为氢侧回油箱补油。油箱油位高时，浮子式自动排油阀219VH自动开启，发电机内的氢气压力将氢侧回油箱内的油排到空侧密封油泵的吸入口。油位正常时自动补油阀218VH和自动排油阀219VH处于关闭状态。当机组启、停过程中，发电机充、排氢而氢气压力较低时，自动排油阀219VH开启后不能达到自动排油目的。运行规程中要求发电机内压力低于0.2MPa时开启低压排油阀236VH，利用氢侧密封油泵出口压力实现发电机内低压排油。为了防止发电机进油，运行人员每班要对汽轮机润油箱油位进行检查，不定期的打开发电机检漏装置进行检查，就会及早发现进油事故，避免事故扩大。

3 结束语

发电机密封油系统是发电机重要的辅助系统，在日常运行中应做好密封油系统相关参数的监视、设备的巡检、定期试验的执行和缺陷的及时处理；在机组状态改变时，尤其要做好相参数的监视，将系统运行在适应机组状态的方式下；在机组大修时，要保证检修质量，做好相关的隔离和在线，各种配合工作要充分做好风险分析和安全措施。只有各个环节做到位，才能保证密封油系统的正常运行，保证机组的安全稳定。

【参考文献】

[1]汽轮发电机密封油控制系统说明书G4-09-APE1-02[S].哈尔滨电机厂.

[2]发电机密封油系统设计手册FC-16-GHE-11[S].

[3]常规岛逻辑图图册[Z].

[4]叶鸣钧.秦山二期发电机密封油系统（GHE）运行，2009[S].

[责任编辑：汤静]