发电机密封油系统的运行分析

王田志 吕建超 杨连波

摘 要

本文首先对漏氢事件过程进行详细描述，并列举曾发生的发电机进油事件，然后对发电机密封油系统做深入剖析，分析密封油系统日常运行的一些关键点，从而确保密封油系统能更加稳定地运行。

关键词

事件;原因;參数;分析

中图分类号： TN967.1;P228.4          文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.011

1 事件分析

1.1 密封油过滤器堵塞导致发电机漏氢事件分析

1.1.1 事件经过

（1）2013年3月17日，某机组汽轮机打闸惰走至623转/分时，主控突发氢油压差低、空/氢侧直流油泵启动报警，检查氢油压差最低到9.4kpa，按厂家试验结果（密封油压至少要高于发电机内氢压20KPa才能密封发电机内氢气），该压差下密封油已无法密封发电机内450KPa压力的氢气。

（2）正在主控室的相关运行人员发现第二台排烟风机已启动，两台风机同时运行，风机入口却无法建立负压，意识到发电机内的氢气已大量溢出至轴承腔室;现场配合冲转专工汇报9瓦处有气带油喷出，且有烟雾，维修也同时确认，此时发电机内氢压正下降，现场测量密封油空侧排烟风机出口氢含量高量程100%。

（3）从主控赶到现场的运行人员稍做检查后，为保证现场人员及设备安全，立即开始紧急排氢并汇报主控。

（4）氢油压差报警（35kpa）消除，氢油压差恢复，现场停止排氢。

（5）查找氢油压差降低的原因，发现空侧油泵正常应为0.72-0.74MPa，此时已高至0.9MPa，分析应为空侧过滤器堵塞，并迅速进行过滤器切换。

（6）密封油空侧过滤器切换成功，氢油压差恢复到84kPa，发电机氢压稳定。

（7）空侧过滤器切换成功后，运行人员检测GHE空侧排烟风机出口氢含量为0。

（8）维修对“滤芯进行更换，并对滤芯室进行清洁”。根据瓦温及回油温度判断，轴瓦正常。

1.1.2 事件原因

此次事件的直接原因是密封油过滤器堵塞导致空侧密封油压下降到不能维持氢油压差。空侧油的流向为空侧油泵-过滤器-压力表，虽然空侧油有3路备用油源，但由于油源均在过滤器前，因此在本次事件中备用油源不起作用，而使0.4～0.5MPa压力的氢气密封在发电机内至少要保持35kPa的氢油压差。

1.2 发电机进油事件

1.2.1 事件描述

2002年5月7日，某机组处于商业运行后首次小修状态。发电机内压缩空气卸压，高压备用密封油泵在运行，调试人员为试验刚刚换上去的发电机密封油系统备用压差调节阀，启动空侧交流密封油泵，但并没有启动氢侧交流密封油泵，导致5分钟后，氢侧回油箱满溢至消泡箱，主控消泡箱液位高报警出现，尽管主控操纵员迅速停空侧交流密封油泵和高压备用密封油泵，但发电机进油事故仍然发生。最终导致发电机励端进油，发电机出口三相封闭母线进油。延长了机组小修时间。

1.2.2 原因分析

这次发电机进油事件的直接原因是只启空侧交流油泵，而不启氢侧油泵，导致现场无法控制氢侧回油箱的油位，暴露了试验人员对试验项目风险分析不够，同时由于现场通讯不畅，最终导致发电机进油事故的发生。

2 发电机密封油系统的参数及运行分析

2.1 运行参数

正常运行时，空侧密封油由空侧交流电动密封油泵提供，氢侧密封油由氢侧交流电动密封油泵提供，正常压力调节阀自动控制氢油之间压差，使密封油压比氢压高0.084MPa。空侧和氢侧的密封油冷却器为一台运行一台备用。冷却器由常规岛闭式冷却水系统提供冷却，通过控制冷却水的流量，使冷却后的发电机密封油进油温度小于52℃。

正常运行参数：密封油压与氢压的额定压差84kpa、空侧轴封装置总油量220L /min、氢侧轴封装置总油量51L /min、密封油进油温度<52℃、空侧密封油出油温度<55.6℃、氢侧密封油出油温度<63.5℃、工作氢压0.4 MPa、二次冷却水进水温度<38℃、冷却水量120 T/h、氢气纯度>98%。

2.2 运行分析

从上述事件及系统原理分析，对日常运行来说，主要有如下几点值得我们关注和思考：

（1）过滤器刮油除污的必要性

每天对油过滤器进行刮油除污的操作是非常必要的，我们要严格按照进行一次刮油的频率进行刮油除污，以防止杂质在过滤器中积累，下面简要介绍一下刮油的操作：

为保证密封油系统向发电机密封瓦连续不断地提供合格的密封油，以确保发电机密封瓦可靠地工作，需定期对密封油系统自洁式过滤器进行旋转及排污，结合厂家提供的资料，对过滤器运行方式规定如下：

密封油系统运行过滤器进、出口压差开关出现压差高报警或者空侧油泵出口压力超过0.75MPa时对过滤器进行旋转刮洗并进行排污一次;

对密封油系统运行过滤器进行刮洗时，先确定好运行油过滤器（过滤器切换操作手柄指向的过滤器即为运行过滤器，同时触摸过滤器壁温，温度高者为运行过滤器），然后旋转运行过滤器顶盖上黑色塑料手柄3～5圈（顺时针、逆时针均可），在确认排污引流软管排放口放置在临时接油盘后，用专用操作手柄微开刚刚旋转的运行过滤器排污阀（排污阀为球阀，微开，有流量即可），排放2升左右的油液后将运行过滤器排污阀关闭，并稍稍提起透明塑料引流软管将管中的存油排至接油盘并确认软管中没有流动油流，以确保排污阀关闭;

切换过滤器方法：打开过滤器六通阀上的压力平衡阀（切换手柄即为六通阀操作手柄），旋松锁紧手轮2圈以上，提起切换手柄并旋转180°至固定槽内，旋紧锁紧手轮，关闭压力平衡阀。

操作过滤器过程中如有意外情况发生，操作人员应立即恢复操作前的状态并汇报主控，主控联系维修及专工进行处理。

需要注意的是，在刮油过程中，开启排污阀的操作一定要缓慢并且不能开度过大，以防污油大量喷出，污染地面及设备，并造成油压下降，使氢油压差发生波动，甚至导致备用油源投入。

（2）参数的意义

{1}氢侧回油控制箱的液位：正常在±30mm内波动，油位低为-50mm，油位高为50mm。当油位异常时，将出现报警，提醒人员要进行及时的响应：

就地检查液位;

检查系统在线正确并作相应调整，维持氢侧密封油箱正常液位，必要时通知维修处;

查漏、堵漏并进行补油;

检查氢压，必要时补氢，并调整油箱油位正常;

检查空侧、氢侧油压差平衡器，必要时通知维修处。

如果油位过高或全满可能导致消泡箱液位升高，直至触发报警，发电机进油。

{2}消泡箱液位：正常小于50mm，油位高报警为50mm，由于位置较高，目视视窗液位约为2/3时，触发高报。这时应检查氢侧密封油箱油位满油后，再检查发电机机液体探测器内是否有积油（如有积油则稍开相应排污阀排除），并通知维修利用窥视镜检查消泡箱液位;检查与氢侧密封油箱油位相关阀门在线是否正确;稍稍开启消泡箱放油阀来降低其液位，以檢验其报警的真实性;通知维修人员对相关信号进行检查;若处理无效，则应停止氢侧密封油的运行。

因此，消泡箱液位高时，将导致手动停止氢侧密封油泵运行，还有可能使氢侧油漏入发电机危急发电机安全，甚至导致停机。

{3}密封油的油温：正常空、氢侧冷油器出口温度控制在38～49℃。密封油运行的温度对发电机的运行质量影响很大。密封油温度高所带来的负面影响：

密封油温度较高时，密封油的油量就要成倍增加，空氢侧的油量交换要成倍地增加，因而从密封油带入发电机内的空气、水分也成倍地增加。

油温较高时，油的饱和含空气量、饱和含氢气量和饱和含水量都显著增加，进而补氢量和氢气去湿量也成倍增加。

油温较高时，油蒸气更容易挥发进入发电机，污染定子和转子线圈。

当油系统中存有杂质时，较大的油流量更容易将杂质带入密封环中去，引起密封环或转轴不必要的磨损。

因此，在发电机转轴的振动满足要求的情况下，采用较低的密封油油温，对发电机的长期安全、经济运行是有利的。

需要注意的是，当失去或没有控制气源时，空氢侧冷却器出口密封油温度调节的阀门将处于全开状态，这增加了密封油空侧和氢侧冷却器的冷却效果，泵的出口油温将降低，这有可能使发电机的振动加大。

3 结束语

发电机密封油系统的油压与氢气压力的平衡以及油温高低对发电机稳定运行起着至关重要的作用，深入了解发电机密封油系统并运用在日常工作中是保障机组安全运行的前提。

参考文献

[1]刘河，张海峰.国产600MW机组密封油系统常见缺陷原因分析及处理方法[J].汽轮机技术，2009，51（4）：298-299.

[2]王晓博.发电机密封油系统操作和维护手册[S].上海：上海汽轮发电机有限公司，2008：5-24.

[3]毛树忠.GHE系统报警处理规程.浙江嘉兴：中核核电运行管理有限公司二厂，2013[内部资料].