淺談秦山二期發電機密封油系統

張民

【摘 要】本文分三部分，首先分析發電機密封油系統對機組可能造成的影響，重點介紹發電機進油原因及預防措施；其次，詳細闡述了發電機密封油系統的功能、運行原理。

【關鍵詞】發電機密封油系統功能；運行原理；密封油進油原因及防止措施

0 前言

發電機密封油系統對氫氣冷卻的汽輪發電機組安全運行有著非常重要的作用，系統設計安全可靠性高。本文主要闡述了密封油系統的功能、工作原理、密封油進油的原因以及防止措施。

1 發電機密封油系統簡介

1.1 發電機密封油系統的功能

發電機密封油系統的功能是向發電機軸封裝置連續不斷地提供密封油來防止發電機轉子和定子鐵芯等部件冷卻介質（氫氣）的泄漏，并阻止大氣中的污染物進入氫氣中，以保持氫氣的純度。對意外情況（例如密封瓦變形）而從密封瓦處泄漏出來的氫氣，空側密封油箱上的排油煙風機能將其及時地排至廠房外的大氣中。

系統提供的密封油能滿足密封瓦對油壓、油量和油溫的要求，在額定和最大氫壓下能保證發電機帶負荷運行。

1.2 發電機密封油系統的工作原理

發電機密封油系統的功能是向發電機密封瓦提供壓力略高于發電機氫壓的密封油，以防止發電機冷卻用氫氣從發電機軸向外泄漏。密封油進入密封瓦后，經密封瓦兩側與發電機軸之間的密封間隙，沿軸向從密封瓦兩側流出，即分為氫氣側回油和空氣側回油，并在該密封間隙處形成油流，即起到油密封作用，同時又潤滑和冷卻密封瓦。

由圖1可知秦二廠的密封瓦是雙流雙環式油密封瓦。雙流，即在密封瓦的氫氣側和空氣側各設獨立的油路，并采用空、氫側平衡閥使兩路油壓維持在10cmH2O之內，嚴格控制兩路油流進行交換，從而減少了氫氣的泄漏和空氣進入發電機內；雙環，即密封在空側進油處沿軸向分成兩個獨立的浮動油環，空側油使兩環脹開，并分別推向密封瓦座的兩個側面，從而使密封瓦兩側與密封瓦側座面靠緊，減少由瓦座的間隙造成的密封油損失。為防止密封瓦浮動環隨軸轉動，在環上設置有止動鍵，使之切向定位于密封瓦座內。

密封瓦的氫側回油經密封座與下半端蓋組成的回油腔匯集于下半端蓋消泡箱內進行氫油分離，然后流回氫側回油箱，即氫側密封油是在獨立的油路中循環。空側回油則與軸承回油一起流入主潤滑油箱，其中可能有少量氫氣在氫氣分離箱中分離，并被排油煙風機抽出，從而使回到主油箱的油中不含有氫氣，保證了主油箱的安全運行。在任何情況下，空側密封油壓力與發電機內氫壓力差在調節閥的作用下均能維持在84kPa左右。因此，即使在發電機停機時也可以不要將發電機的氫氣排出，就能對軸承外油檔和軸承進行檢查。在空、氫側密封油路之間設有聯絡閥，可以進行空、氫側油的交換，也能控制密封油箱油位。由于氫側密封油和發電機內的氫氣接觸，油中不可避免的會含有一定量的氫氣，所以在消泡油箱出來的油管路上還有一個U型管，它的作用可以將油中的氫氣分離出去，防止氫氣進入氫側油箱。

2 發電機密封油系統的運行

防止發電機進油危害以及原因和主要主要措施：

密封油進入發電機，阻塞定子風道而引起定子局部過熱，油污附在轉子繞組表面影響其散熱，同時表面油污使匝間絕緣發生油污炭化，長時間運行可能使轉子匝間短路，含水油液在定子端部線棒表面或端部綁扎結構表面構成擊穿放電通道，潮濕的油煙使間隙中的氫氣介質電性能變壞，為定子端部線棒絕緣擊穿事故提供了外部條件。油中含水，從而使發電機內氫氣濕度增加，使發電機內氫氣的純度下降，從而增加發電機風磨耗、降低發電機效率，發電機內進油必須停機并打開發電機進行清理，整個過程包括發電機內多次氣體置換和充排氫，油污清理和絕緣處理等，花費的時間至少數天，對電廠造成巨大的經濟損失。

秦二廠的密封瓦是雙環流式密封瓦，對于密封油壓力的調節精度要求比較高。如果因為某個調節閥故障或運行人員調整不當都會造成發電機進油事故，秦二廠及同類發電廠中均發生過發電機進油事故。發電機進油事故一般主要有下列原因：1）氫側密封油箱的浮球卡澀，造成氫側油箱失控，通過氫側油箱進油管最終造成發電機下部的消泡油箱滿油，進入發電機內部。2）密封油壓力與氫氣壓力差過大，一般大于0.1MPa就可能會造成發電機進油。3）空側密封油壓與氫側密封油壓差過大（空側大于氫側）造成發電機進油。

密封油進入發電機主要是由于氫側回油不暢或由于氫側回油控制箱失控、誤操作，從而引起空側油過多地流向氫側，密封油通過氫側迷宮式擋油板進入到發電機本體內，造成密封油滲入發電機事故。當發電機內氫壓較低時或發電機內為常壓空氣時，更容易產生進油現象。這是由于當發電機內無壓力時，因空側回油箱位置高于氫側回油箱，當氫側回油箱油位高時無法經排油浮球閥直接排至空側油泵進油總管。而不像在發電機正常運行時，機內充有較高壓力的空氣，其排油動力即為氫氣動力，排油能力較機內無氣壓時要大得多。當機內無壓力時，如氫側回油管路稍有不暢或氫側回油的油量稍微過大，就有可能造成發電機進油。還有一點也是運行人員須注意的，這就是啟動盤車必須先投運密封油系統，否則會導致密封瓦磨損變形導致漏氫。

發電機進油事故發生時首先要分析原因，主控操作員及現操人員要同時對有關參數、現象加以綜合分析，并做出正確處理。在發電機進油后運行人員可以打開發電機下部的檢漏裝置進行確認并將發電機內部的油放出，同時要加強對汽輪機潤滑油箱進行檢查，如果潤滑油箱油位低及時聯系維修人員加油。對于氫側油箱滿油，立即將補油閥GHE217VH關閉，同時開啟強制排油閥GHE236VH，將氫側油箱的油倒入空側密封油系統。如果密封油壓比氫壓大造成發電機進油時，可以通過開大GHE103VH或關小GHE101VH這兩個閥門，來調整密封油壓力調節閥GHE252VH的開度，使油氫差壓降到正常值。如果是空氫側差壓大造成發電機進油時，可以通過調整GHE107VH、GHE108VH和GHE111VH、GHE112VH閥門來調節空、氫調節閥GHE238VH、GHE242VH的開度，就可以將空、氫側密封油差壓調至正常。

從運行角度防止發電機進油的主要措施：在發電機密封油系統停運后，關閉GHE245/248VH并實施運行隔離，防止汽機潤滑油泵和高壓備用密封油泵啟動時發電機進油。正常運行時，氫側回油箱的油位自動控制：油箱油位低時，浮子式自動補油閥218VH自動開啟，通過空側密封油泵出口壓頭為氫側回油箱補油。油箱油位高時，浮子式自動排油閥219VH自動開啟，發電機內的氫氣壓力將氫側回油箱內的油排到空側密封油泵的吸入口。油位正常時自動補油閥218VH和自動排油閥219VH處于關閉狀態。當機組啟、停過程中，發電機充、排氫而氫氣壓力較低時，自動排油閥219VH開啟后不能達到自動排油目的。運行規程中要求發電機內壓力低于0.2MPa時開啟低壓排油閥236VH，利用氫側密封油泵出口壓力實現發電機內低壓排油。為了防止發電機進油，運行人員每班要對汽輪機潤油箱油位進行檢查，不定期的打開發電機檢漏裝置進行檢查，就會及早發現進油事故，避免事故擴大。

3 結束語

發電機密封油系統是發電機重要的輔助系統，在日常運行中應做好密封油系統相關參數的監視、設備的巡檢、定期試驗的執行和缺陷的及時處理；在機組狀態改變時，尤其要做好相參數的監視，將系統運行在適應機組狀態的方式下；在機組大修時，要保證檢修質量，做好相關的隔離和在線，各種配合工作要充分做好風險分析和安全措施。只有各個環節做到位，才能保證密封油系統的正常運行，保證機組的安全穩定。

【參考文獻】

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[4]葉鳴鈞.秦山二期發電機密封油系統（GHE）運行，2009[S].

[責任編輯：湯靜]