一例典型的密封瓦绝缘垫损坏导致发电机漏氢案例浅析

程奎龙

摘要：某厂发电机选用东方电机股份有限公司生产的QFSN-300-2-20B型汽轮发电机，发电机采用双流浮动环式密封瓦结构，密封瓦空气侧与氢气侧各自组成一个独立的油循环系统，正常工作时，通过差压阀调节密封油压从而达到密封氢气的作用。某厂近几年多次发生密封瓦绝缘垫损坏引起的发电机密封瓦漏氢事件，本文针对该事件进行专题分析、总结，以便同型机组避免类似缺陷的发生。

关键词：发电机；密封瓦；泄漏；处理

中图分类号：TM311 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2017）12-0084-01

Absrtact： the generator of QFSN-300-2-20B type produced by Dongfang Motor Co.， Ltd. is used in a certain factory. The generator adopts double flow floating ring seal tile structure. The air side of seal tile and hydrogen side respectively constitute an independent oil circulation system. In normal operation， the seal oil pressure is adjusted by differential pressure valve to achieve the effect of sealing hydrogen. The hydrogen leakage event of generator seal tile caused by the damage of sealing tile insulation pad occurred many times in a certain factory in recent years. This paper makes a special analysis on this event and summarizes it in order to avoid similar defects of the same type unit.

Keywords： generator； sealing tile； leakage； treatment

1 概述

呼熱电2×300MW机组汽轮机为东方汽轮机厂制造的N300-16.7/537/537型亚临界、一次中间再热、单轴、两缸两排汽、凝汽式汽轮机，11号机2007年12月投产，12号机2007年12月投产，额定功率300MW，最大功率333MW。汽轮机与凝汽器连接方式为弹性连接，汽轮机采用高中压缸合缸结构，低压缸为双流反向布置。发电机为东方电机股份有限公司制造的QFSN-300-2-20B型三相、二极、隐极式转子同步发电机，冷却方式为水-氢-氢。氢气利用装在转子两端的轴流式风扇进行强制循环，并通过发电机两端氢冷器进行冷却。

2 发电机密封油系统的组成

由于氢冷发电机的转子轴必须穿过发电机的端盖，因此这部分成了氢内冷发电机密封的关键。密封油分为空侧和氢侧两个油路将油供给轴密封瓦上的两个环状配油槽，油沿转轴轴向穿过密封瓦内径与转轴之间的间隙流出。如果这两个油路中的供油油压在密封瓦处恰好相等，油就不会在两个配油槽之间的间隙中窜流，通常只要密封油压始终保持高于机内气体压力，便可防止氢气从发电机内逸出。空侧油路供给的油则将沿轴和密封瓦之间的间隙流往轴承侧，并同轴承回油一起进入空侧密封油箱，从而防止了空气与潮气侵入发电机内部。氢侧密封油则沿轴和密封瓦之间的间隙流往发电机内侧，落入消泡箱，最后回到氢侧密封油箱。

空侧油路：由空侧交流密封油泵从空侧回油箱取得油源，将一部分油泵入油冷却器、滤油器注入密封瓦的空侧，另一部分油经过差压阀流回到油泵进油侧。通过差压阀将调节空侧密封油压力始终保持在高出发电机内气体压力0.084Mpa的水平上。另外空侧配有直流密封油泵备用。

氢侧油路：氢侧密封油路中的油泵从氢侧密封油箱取得油源。它把一部分油经过油冷却器、滤油器、平衡阀送往密封瓦的氢侧，在油泵旁装有再循环管道，通过再循环管上的节流阀对氢侧密封油压进行粗调。氢侧油路的油压则通过平衡阀进行细调，并使之自动跟踪与空侧密封油压差保持±0.49kPa，以达到基本平衡的目的。另外氢侧密封油设有两台交流油泵，正常运行中一台运行一台备用。

消泡箱：从密封瓦氢侧出来的油先流到消泡箱中，在那里气体得以从油中扩容逸出，消泡箱装于发电机下半端盖中，消泡箱内部装有自动控制油位的浮球阀，通过直管溢流装置使消泡箱中的油位不至于过高。消泡箱汽、励端各有一个。在消泡箱中各装有一个浮子式液位高报警器，当箱内油位过高到一定程度时，就发出消泡箱油位高报警，使运行人员能及时处理，从而防止密封油流入发电机内部。

空侧密封油箱油位控制：空侧密封油箱通过U形管与主机润滑油回油管道连接，发电机端部轴承润滑油回油与空侧密封油回油汇集到空侧密封油箱，大部分油通过U形管依靠重力作用自动溢流到润滑油回油管路，保持油箱中油位正常，因此空侧密封油箱不需要进行油位监视，另一部分油作为空侧密封油源在空侧油路中循环。此油路把润滑油系统与密封油系统联系在一起，即使密封油系统无油情况下，只要润滑油系统启动后十几秒针，就会将密封油系统注满油。

氢侧密封油箱油位控制：氢侧密封油箱是氢侧油路的储油箱，在运行中必须保持一定的油位。由于在密封瓦中空、氢侧油压做不到绝对的平衡，故空、氢侧仍有少量的油相互窜动，这样长期积累，就可能使氢侧油路中的油量发生增减变化，氢侧密封油箱起到控制补、排油作用。它主要依靠浮子式补、排油阀门完成，当油箱内油位升高，浮子上移，排油门打开，将多余的油排入空侧油路；当油箱内油位降低，浮子下移，补油门打开，空侧密封油向氢侧密封油箱补油，从而达到油位保持在一定范围内。密封油箱补油阀和排油阀上还设有强制开启、关闭手轮，以便人工调节油箱油位。

3 设备解体及处理情况

3.1汽端密封瓦过热，轴瓦乌金损伤：检查发现汽端轴颈轻微损伤，有沟槽，轴颈最大为450.03mm，最小为449.93mm，对轴颈磨损处进行处理，使轴颈表面光洁、无毛刺。更换新密封瓦，旧瓦直径为450.18mm，新瓦直径为450.15mm。修后复查密封瓦径向间隙为0.18mm，在规定范围内（0.18～0.23mm）。

3.2励端密封瓦过热严重，乌金面烧损：励端轴颈最大为450.03mm，最小为449.97mm。已更换新密封瓦，旧瓦直径为450.19mm，新瓦直径为450.16mm。修后复查密封瓦径向间隙为0.19mm，在规定范围内（0.18～0.23mm）。

3.3汽端、励端过渡环在自由状态时中分面间隙较大，标准为0.03mm不入，实测汽端间隙为0.10mm，励端间隙为0.12mm，严重超标。对过渡环中分面进行刮研处理，处理后自由状态下实测汽端、励端过渡环均0.03mm不入，红丹粉检查中分面接触面积在85%以上，达到回装标准。过渡环复装后，实测中分面间隙均0.03mm不入。

3.4励端密封瓦座密封垫底部油孔有缺口，无密封效果。将新密封垫剪燕尾槽接口（见下图）后回装，新墊尺寸为φ2=860mm，φ2=690mm，H2=10mm。回装时对密封垫上的油孔和螺丝孔进行修正，防止密封垫压偏阻塞油孔，对称紧固瓦座各部螺栓。复装后实测密封垫各部均匀压入2mm。

4 检修质量把控关键点

（1）密封瓦间隙，检修前后的测量和记录必须保证同一位置和尽量是同一人；

（2）4.2密封瓦回装时，应认真清理每个部套，尤其是绝缘件；每回装一个部套，测量一次绝缘；

（3）过渡环上下半轴向错口量小于0.03mm；

（4）过渡环的水平结合面在自由状态下0.03mm塞不入；

（5）密封瓦座上下半轴向错口量小于0.03mm；

（6）密封瓦座的水平结合面在自由状态下0.03mm塞不入；

（7）密封瓦与轴径相应的径向间隙标准：0.18-0.23mm；

（8）密封瓦与密封瓦座轴向总间隙标准：0.13-0.20mm；

（9）检查密封瓦水平结合面的间隙，把紧结合面螺栓用0.03mm塞尺应塞不入；

（10）#5、#6轴瓦轴承盖与轴瓦顶部镶块紧力标准：-0.02～0.02mm；轴瓦顶部间隙标准：0.60～0.66mm；轴瓦侧隙标准：塞尺塞入深度应在15～20mm，两侧总间隙1.34～1.40mm；

（11）励端过渡环对密封座及端盖对地绝缘电阻，用1000V兆欧表测量其值不小于1MΩ；励端轴承盖与轴瓦的绝缘电阻，用1000V兆欧表测量其值不小于1MΩ；汽端绝缘无要求。

5 结束语

运行中，造成发电机氢气系统和密封油系统的工作不正常的原因多种多样，处理方法不能一概而论，需要从设备、管理等方面不断完善。我厂由于发电机密封瓦绝缘垫损坏而导致的漏氢量突增的现象，属于典型的一类缺陷，具有一定的参考价值，也可以为其它同型机组分析、解决问题提供一定的经验。

参考文献

[1]杨凯利.600MW汽轮发电机氢气纯度低的解决方法.第二届全国火力发电厂汽轮机专业技术交流研讨会，2008

[2]钱燕.FSN-300-2型汽轮发电机双流环密封油系统漏油分析及处理措施.陕西电力，2008