600MW 機組啟動過程中發電機進油原因分析及處理措施

樂先濤

（廣東粵電靖海發電有限公司，廣東揭陽 500223）

0 引言

惠來電廠1#汽輪發電機組(以下簡稱“本機組”)為東方電機股份有限公司生產的QFSN－600－2－22A型三相同步汽輪發電機，發電機額定功率為600MW，最大連續輸出功率642MW。在2011年2月18日C級檢修后啟動過程中出現發電機大量進油，勵端油水檢漏計連續排油，汽端和排泄擴大箱油水檢漏計間斷排油，主機潤滑油箱油位持續下降。之前機組啟動過程中也曾多次出現發電機進油現象，但在機組正常運行后該現象就完全消失。

1 密封油系統簡介

密封油系統專用于向發電機兩端密封瓦提供連續不斷的密封油，且油壓高于發電機內氫氣壓力一定數值，以防發電機內氫氣沿轉軸與密封瓦的間隙向外泄漏，同時，也防止油壓過高而導致發電機內大量進油。

密封油系統是根據密封瓦的形式決定的，最常見的有雙流環式密封油系統和單流環式密封油系統，本機組采用的是單流環式密封油系統。本機組的密封油系統運行方式包括:正常運行回路、事故運行回路、緊急密封油回路(即第三密封油源)。密封油系統配置有二臺交流密封油泵和一臺直流密封油泵，正常運行時，一臺交流密封油泵運行，另一臺作備用，直流密封油泵作事故備用。在正常運行狀態下，汽輪機潤滑油進入密封油真空箱，經主密封油泵升壓后由差壓調節閥調節至合適的壓力，經濾網過濾后進入發電機的密封瓦，其中空氣側的回油進入空氣析出槽，氫氣側的回油進入氫側排泄擴大箱后再向下流入浮子油箱，而后依靠壓差流入空氣析出槽。由于采用汽輪機潤滑油這一高壓油源，空氣析出槽內的油無法流入密封油真空油箱，只能流入汽輪機潤滑油套裝油管，回到主機潤滑油箱，開始下一個油循環。本機組密封油循環系統如圖1所示:

圖1 惠來電廠1#機組密封油系統

本機組密封油系統發電機內氫氣的額定壓力為0.414MPa，密封油油壓為0.056 ±0.02MPa，當差壓值降至0.036MPa時為下限報警信號值。

2 啟機過程中發電機進油原因分析

現假設密封油空氣析出箱至真空油箱逆止閥出現故障。密封油浮子油箱在投入運行時，整個浮子油箱內的壓力和密封油排泄擴大箱內的氫壓相等(0.3MPa)，當汽輪機定速3000r/min，潤滑油輔助油泵和主油泵一起做功時，主機潤滑油母管壓力為0.24MPa，此時密封油浮子油箱內的壓力和主機潤滑油母管壓力之差僅有0.06MPa。

按照相關規定，當發電機內氫壓為0.05MPa時，為了維持油氫壓差，密封油壓力和流量也小，理論上浮子油箱內的密封油可以克服浮子油箱和空氣析出箱的高度差(5m左右)流回至空氣析出箱。但當發電機內氫壓升至0.3MPa時，為了維持油氫壓差，密封油壓力和流量也隨之增大，而此時密封油浮子油箱內的壓力和主機潤滑油母管壓力之差僅有0.06MPa，密封油排泄擴大箱進油大于浮子油箱排油，從而導致密封油排泄擴大箱油位緩慢上升，進而導致油氫壓差閥氫側引壓管的壓力逐漸升高。根據油氫壓差閥的原理，為了保持之前設定好的油氫壓差值，油氫壓差閥肯定會開大，以提高供油壓力和流量，繼而開始惡性循環，密封油排泄擴大箱的油位越來越高。當排泄擴大箱內油位上升至一定高度時，封住了浮子油箱至排泄擴大箱的回氣管，致使排泄擴大箱至浮子油箱回油管道形成氣堵，繼而導致排泄擴大箱流到浮子油箱回油量減小。隨著排泄擴大箱的油位進一步升高，造成密封油兩側回油不暢，直至發電機兩側油位開始升高，最后導致發電機進油。

根據規定，當主機定速3000 r/min后，主油泵可以向整個潤滑油系統供油，停運潤滑油輔助油泵后，潤滑油母管壓力從0.24MPa降至0.16MPa。而隨著發電機并網后機組負荷的升高，運行人員將發電機內的氫氣壓力升高至0.414MPa。此狀態下，密封油浮子油箱內的壓力和主機潤滑油壓力之差有0.254MPa，此時，即使密封油空氣析出箱至真空油箱逆止閥故障，浮子油箱內的油也能順利流到空氣析出箱。

以上分析論證了為何只有在機組啟動過程中發電機大量進油，而在機組正常運行后發電機進油現象就完全消失的原因。

3 試驗論證發電機大量進油原因

暫時關閉密封油空氣析出箱至真空油箱逆止閥前的截止閥，10分鐘后主機潤滑油箱油位開始逐步穩定在1255mm，35分鐘后發電機勵端、汽端及排泄擴大箱油水檢漏計基本無油水排出。在保證以上條件不變的前提下，重新打開密封油空氣析出箱至真空油箱逆止閥前的截止閥，啟動主機潤滑油輔助油泵，保持主機潤滑油母管壓力為0.24MPa，45分鐘后主機潤滑油箱油位開始緩慢下降，發電機勵端、汽端及排泄擴大箱油水檢漏計開始間斷排出油水。

4 處理結果

由于密封油空氣析出箱至真空油箱逆止閥運行中無法隔離處理，因此決定打閘停機，停運主機潤滑油系統和密封油系統。檢修人員拆開密封油空氣析出箱至真空油箱逆止閥，發現此閥確已故障。檢修人員更換新的逆止閥后打開密封油空氣析出箱至真空油箱逆止閥前的截止閥，機組重新啟動直至帶額定負荷，主機潤滑油箱油位穩定，發電機勵端、汽端及排泄擴大箱油水檢漏計基本無油水排出。

5 結論

發電機運行中進油將危及發電機的安全，因此防止發電機進油應引起各級人員的足夠重視。本文通過對啟機過程中遇到的各種現象進行綜合分析及相關試驗，充分論證了在啟機過程中多次出現發電機進油的原因是因為密封油空氣析出箱至真空油箱逆止閥故障，并提出了行之有效的處理措施。實施這些措施后，有效地阻止了發電機進油，提高了發電機安全運行的可靠性。

［1］ 王春燕，李軍.國產600MW發電機進油原因分析及處理［J］.東北電力技術，2006，(10).

［2］ 趙巖峰.商建波.300MW汽輪發電機進油原因及處理［J］.吉林電力，2006，(5).