密封油系统油氢压差波动事件分析及处理

摘 要：简单介绍QFQS-300-2型汽轮机发电机组密封油系统工作原理。对密封油系统油氢差压波动原因进行分析并处理，消除差压波动现象。

关键词：密封油系统 原理 油氢差压波动分析、处理

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）09-0-02

一、我厂密封油系统介绍

3、4号机组为哈尔滨电机厂制造的QFQS-300-2型发电机组，冷却方式为水氢氢冷却：定子绕组用水冷却，转子绕组用氢气冷却，定子铁芯用氢气冷却。发电机密封瓦结构为双流环式结构。

密封油系统由氢侧油路和空侧油路组成，两油路间独立而又相互关联。密封瓦内部结构为两个供油槽，氢侧油路和空侧油路同时向双流环式密封瓦提供油源。空、氢侧的供油压力平衡时，密封油就不会在两个供油槽之间窜动，油流在这两条供油槽间保持相对的静止。空侧交、直流密封油泵向空侧密封油路供给稳定油压，经空侧密封油泵升压后，通过列管式冷油器降温、油过滤器过滤，然后进入发电机两端密封瓦空侧油环，回油与轴承润滑油汇合至油氢分离箱，回到空侧密封油泵入口，完成空侧密封油路循环。空侧密封油路通过差压阀来调节再循环流量大小，从而实现对油氢差压进行自动调整，保证油氢差压保持在0.085MPa。以确保密封油压始终大于发电机内的氢气压力，阻止发电机内的氢气泄漏。

氢侧密封油路由氢侧交、直流密封油泵提供油源，自油泵升压后，通过列管式冷却器冷却、油过滤装置过滤后，分成汽端、励端两路，通过两侧平衡阀后进入密封瓦。回油经发电机消泡箱后进入氢侧油箱，流至氢侧密封油泵入口完成氢侧油路循环。平衡阀保证空、氢侧油压接近相等，使空、氢侧的供油压力保持平衡，防止密封油在两个供油槽之间窜动。

二、密封油系统主要设备结构原理

1.主差压阀

密封油系统的油氢差压主要由差压阀来调整，主要部件为一个可压缩式的波形筒，波形筒外部信号来自发电机内氢气压力，波形筒内部信号来自空侧密封油泵出口压力。当发电机内氢气压力上升时，作用于波形筒上面的压力增大，使波形筒带动阀杆向下移动，阀门开度变小，空侧密封油再循环量变小，进入空侧密封瓦的油压增加，直到达到新的平衡；当发电机内氢气压力下降时，作用于波形筒上面的压力减少，阀门开度变大，空侧密封油再循环量变大，进入空侧密封瓦的油压减小，直到达到新的平衡。主差压阀结构：图1左所示。

2.备用差压阀

备用差压阀装在高压油备用密封油管路上。在投入时能自动的调整密封瓦空侧进油的油压，保证其油压始终高于发电机内氢气压力0.056MPa。备用差压阀与主差压阀结构相似，但作用原理不同，当发电机内氢气压力上升时，作用于波形筒上面的压力增大，使波形筒带动阀杆向下移动，进入空侧密封瓦的油压增加，直到达到新的平衡；当发电机内氢气压力下降时，作用于波形筒上面的压力减少，进入空侧密封瓦的油压减小，直到达到新的平衡。备用差压阀结构：图1右所示。

3.平衡阀

平衡阀装于氢侧密封油出口管道上，一侧信号取自空侧密封油压，一侧信号取自氢侧密封油压。平衡阀根据两侧油压变化通过空氢侧油压的变化不断调整阀门开度大小，使空、氢侧油压差维持稳定。平衡阀结构：图2所示。

4.氢侧油箱

密封油氢侧油箱上部有2个自动浮球阀：补油阀与排油阀，补油阀与空侧密封油油路中滤网的出口相连，在油箱油位较低时进行补油。排油阀与空侧密封油泵的入口侧相连，在油箱油位过高时，进行油箱排油，在排油阀和补油阀的综合作用下，使油箱油位达到正常液位。

正常运行情况下，通过自动浮球对油箱液位进行调整。当油箱液位过高，浮球带动排油阀打开，将油箱内密封油排至空侧密封油泵入口。当油箱油位偏低，浮球带动补油阀打开，空侧密封油补入氢侧油箱。当自动浮球阀失去故障时，通过氢侧油箱下部的手动强排门、强补门进行液位的调节。

三、密封油压差波动原因分析

1.密封油差压阀故障

油氢差压是通过与内部波形筒相连接的阀芯动作来进行调节的，当阀杆发生卡涩，差压不能及时调节至正常值，差压信号不能正常反馈，出现频繁调整，因此发生油氢差压波动。

2.差压阀波形筒未排空气

差压阀油侧波纹筒腔室内为死区，只能通过腔室下部的堵头才能将空气排出。气体压缩性远大于密封油，气体压缩、膨胀的瞬间，导致油氢差压发生波动。

3.空侧密封油泵出力不正常

当空侧密封油泵存在设备缺陷，出力不正常，空侧油压发生波动，进而引起差压发生波动。

4.密封油油质差

密封油油质差会引起阀杆或阀芯卡涩，使差压阀无法正常工作，不能对油压进行同步调整，从而引起差压波动。

5.密封瓦泄漏

密封瓦因检修质量差或安装工艺工序不当以及瓦面乌金磨损会造成密封瓦密封不严，发生泄漏，使密封油油压降低。密封间隙不均匀或其他异常情况造成泄漏量不均匀，导致密封油压力发生波動，进而引起油氢差压发生波动。

6.氢气压力变化

当氢气系统管道出现泄漏情况时，也会引起氢气压力降低，导致油氢差压的波动。

四、油氢差压波动的危害

密封油系统油氢差压过大可能会导致密封油进入发电机，主要有以下危害：

1.对发电机内部部件造成腐蚀；

2.密封油进入发电机内，密封油与氢气混杂，使氢气浓度下降；

3.若密封油油质不合格，含水率较高的话，会使氢气湿度升高，使氢气导电率增大，易发生发电机短路故障；

4.发电机内氢气主要靠密封油压大于氢压来进行密封，一旦密封油压小于氢气压力，会造成氢气外泄，严重时可能发生氢气爆炸。

五、油氢差压波动的处理方法

1.对差压阀进行检测，是否是差压阀故障波纹桶破裂导致油氢差压不稳定，应切至备用密封油及时更换差压阀。

2.如因为差压阀弹簧线性不理想，可在机组停运过程中讲差压阀完全隔离再从新投入，重新调试，使差压阀在额定工况下运行。

3.如果原因是波纹桶内空气未放尽，联系检修对空氢侧供油压力信号管进行排气。

4.加强对密封油品质进行检验，提高供油品质。保证油质清洁。

六、事件简介

2017年12月26日11：26，4号机组在启机中出现密封油系统油氢压差波动，突升至99.74 kPa，后下降至33.32 kPa，空侧直流油泵联起，压差回升至80.65-82.33 kPa保持正常。波动时间持续1分钟，后油氢压差恢复正常，密封油系统运行正常。

针对设备检修及运行情况进行全面分析：

1.检修情况

在2017年8月巡检过程中发现，主差压阀上部筒体阀杆处有油渗出，怀疑为上部波形筒内密封波形筒破损。联系检修人员解体，发现上部波形筒内部密封波形筒挤压严重，密封波形筒破损，导致密封油沿着阀杆处渗出。

随后联系厂家对差压阀整体进行返厂维修，更换油侧承压波形筒内部密封波形筒，对阀芯、阀杆进行研修。检修后，进行承压试验检测合格（附有检验报告）。

2.运行情况：

查看差压波动前后数据参数，氢侧交流密封油泵和空侧交流密封油泵出口油压均正常，无异常波动，油泵无故障。发电机内氢气压力始终为0.3MPa，保持稳定。对密封油油样进行化验，颗粒度等级<6，油质合格。主差压阀调节、反馈正常，无卡涩现象。

综合分析后，初步判断为调试过程中未对检修安装后的主差压阀进行排空气或排气不尽，导致差压信号不能正常反馈，造成油氢差压发生波动。

七、 处理结果

停机后，根据分析结果，对油侧波形筒内部进行排空。缓缓打开与差压阀油侧波形筒相连的堵头，有空气排出，排至有密封油流出后，将堵头紧固。启机后对密封油系统进行监视，油氢差压在正常范围内，未见异常波动。

由于调试期间人员疏忽，未对差压阀波形筒进行排空气或未排尽，导致油氢差压发生波动。

结语

密封油系统是发电机组的重要设备，一个小小的疏忽可能造成发电机进油、机组停運重大设备事故。双流环式密封瓦结构比较复杂，检修工作量较大，因此在检修及调试过程中要做好技术管理工作，加强日常油质管理和定期维护工作，消除设备隐患，避免发生因密封油系统故障而发生的机组非停事件。

作者简介：张世才（1990-），男，高级工，助理工程师，长期从事火力发电厂汽轮机检修及汽机点检。