東汽300MW機組氫密封油系統常見故障分析與處理

摘 要： 發電機密封油系統雖經多年運行已是一個非常完善的系統，但如果在安裝、調試及運行過程中操作不當，仍然會出現一些問題，譬如漏氫量大、發電機進油、差壓閥及平衡閥工作失常等。本文針對發電機密封油系統出現的常見問題進行了全面深入的分析與處理。

關鍵詞：密封油系統 發電機進油 發電機漏氫 差壓閥 平衡閥

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）12-0297-02

前言

目前國內汽輪發電機大都采用水氫氫冷卻方式，氫氣的密封采用雙流環式氫油密封系統。其系統由雙流環式密封瓦、密封油泵、冷油器、過濾器、油封箱、氫油壓差閥、油壓平衡閥及連接管道、閥門等構成。雖然該系統經多年運行已是一個非常完善的系統，但如果在安裝、調試及運行過程中操作不當，仍然會出現一些問題，諸如漏氫量大、發電機進油、差壓閥及平衡閥工作失常等一系列問題。

一、原因分析

1.發電機進油

1.1 由于發電機下空間狹小，管道不便于布置，安裝單位往往將氫側回油管向油箱的坡度不夠。結果造成回油不暢，使得消泡箱內的油位過高而進入發電機內。

1.2 發電機端蓋靠近密封瓦處結合面由于加工精度不夠或螺栓緊力不夠，造成密封油沿發電機端蓋進入發電機內。

1.3 兩側油流密封瓦，分為空側密封油系統與氫側密封油系統；在這兩個單獨的的系統中氫側密封油箱為氫側密封油提供壓力用油，在密封油系統正常工作中，保證運行油位，防止氫氣進入氫側密封油泵，當密封油箱油位上漲時，排油電磁閥自動動作，將油排至潤滑油管路，所排放的油量與密封油箱內的氫氣壓力有關，但是氫氣壓力偏低，直接影響密封油箱的排油量，如果監視不及時，直接導致密封油通過回油管道進入發電機內部，造成發電機線圈被油腐蝕，影響發電機絕緣性能降低。這種現象大多發生在啟動初期或盤車狀態，尤其在調試階段最容易發生。因為此時發電機不充氫氣。

1.4 密封瓦間隙或密封瓦內側油檔間隙超標，極易造成發電機進油。

1.5 正常運行時補、排油電磁閥失靈，當氫側回油箱油位過高時，將造成發電機進油。

2.發電機漏氫

發電機漏氫量大的原因除與發電機本體及其相連接的管道關聯外，基本上都是通過密封油系統泄漏出去。其原因主要有以下幾點：

2.1密封瓦與軸徑配合間隙超標或由于油質不良原因導致密封瓦烏金磨損，這就導致空側與氫側出現相互混油現象，在檢修或安裝中，必須符合技術標準要求，調整好密封瓦徑向和軸向間隙。在機組運行中如果油質出現劣化（顆粒度超標）時，造成密封瓦與發動機軸徑磨損，出現密封瓦間隙偏大，導致發動機氫氣泄漏量增加，系統內某電廠出現過這種情況，制氫車間很難滿足氫氣的需要，機組安全運行受到嚴重影響。

2.2 運行期間，絕大多數電廠往往對密封油系統油質的工作不夠重視，運行人員對定期檢查的工作項目往往不執行也是發電機漏氫的一個原因。如制造廠的說明書要求每八小時應對刮片式濾油器進行旋轉清理并排污，但往往電廠工作人員做不到這一點。

3.氫油壓差閥跟蹤性能差

密封油系統中壓力調節壓差閥殼體內部裝設波紋筒，其外部直接與發動機內氫氣相同，其信號管相連，感受發電機內部氫壓， 波紋筒內部與發電機密封瓦腔室的空側密封油相同，到波紋筒內外壓差不一致時，連接下部的滑閥上下運動，調節空側密封油進入密封瓦的油量，但必須保證空側油壓高于發電機內部氫壓0.09Mpa，根據壓差閥安裝位置，確定油壓大于氫壓的數值，這一點也尤為重要。在機組運行過程當中，由于機組工況不斷發生變化，壓差閥由于多種原因出現異常情況，也就是所調節失靈，主要因素有以下：

3.1 壓差閥制造廠家出現設計錯誤，安裝質量不符合技術要求，出現彈簧性能偏低，滑閥與套筒配合精度差，出現調節遲緩現象，在氫壓波動是調節性能差，所以在機組運行中必須監視儀表顯示數值，必要時人為加以調節。

3.2 波紋筒由于檢修或制造等原因，再加上投運操作不當，直接出現波紋筒開裂，使其失效。

3.3 壓差閥波紋筒在檢修完畢或安裝過程中，內部積存有空氣，未進行排放，造成油壓波動，影響差壓閥調節性能。

3.4 壓差閥由于檢修質量工藝差，未清理內部腔室，存有一些雜質，造成壓差閥卡澀，尤其在檢修中機組易發生此類現象。

4.平衡閥工作失常

平衡閥分汽端和勵端二只，其信號分別取之于各自密封瓦處的空、氫側油壓，通過空、氫側油壓的變化自動調節平衡閥開度的大小，從而使空、氫側在密封瓦處的油壓差始終保持在±50mmH2O柱之內。平衡閥工作失常首先表現在空氫側微差壓計上，其值偏差較大的原因有以下幾點：

4.1 油質不良，平衡滑閥發生卡澀。

4.2 傳壓管較細，平衡閥接受到的信號較弱，降低了平衡閥的工作靈敏度和平衡精度。

4.3 平衡閥桿間隙、活塞間隙過大或墊片老化，密封效果不佳，導致出現泄漏情況，因此氫側工作油將進入到氫側信號油室，使氫側信號油壓力升高，造成氫側油壓高于空側油壓，使微差壓計的允許值發生變化。變化過程是由平衡閥到密封瓦連接的油管中的沿程阻力損失以及平衡閥閥套漏流和氫氣側信號油管的通流面積等。

4.4 平衡閥的調節工作程度是受限的，如果出現調節遲緩或有偏差時，采取打開氫側密封油泵出口管的再循環調整門，進行調節，滿足氫密封油系統的汽側、勵側空側密封油與氫氣的壓差接近相等，其次再調整兩端的平衡閥，使空、氫側在密封瓦處的油壓差始終保持在±50mmH2O柱之內。

5.空、氫側油泵出口濾網堵塞

機組長期運行，由于油質劣化，油質顆粒度超標，導致空側或氫測出口濾網堵塞，使空氫側密封油壓發生變化，直接影響密封油壓差閥的調節性能。

二、處理措施

1.發電機進油

1.1 對氫側回油管進行改造，保證氫側回油管向氫側密封油箱傾斜，坡度不小于5/1000，有條件的以30/1000～50/1000為好。

1.2 如時間允許，可將發電機端蓋結合面重新加工，直至精度滿足要求。如時間不允許，可在下結合面處均勻涂抹一層5012硅膠，涼2分鐘左右，合上上蓋，將螺栓緊到位，可有效防止發電機進油。

1.3 在機組調試階段，發電機內最好能充入0.15～0.3 Mpa的氮氣或壓縮空氣，保證密封油系統的安全運行。

1.4 嚴格執行工藝標準，一般將發電機密封瓦徑向間隙調整至0.15～025mm，引進型機組為0.23～0.28mm，軸向間隙調整至0.13～0.20mm，引進型機組為0.19～0.23mm即可。內側油檔一般采用聚四氟乙烯，在安裝時要注意檢查油檔有無缺損的地方，然后將油檔間隙按規程上要求安裝即可有效避免發電機進油

1.5 運行人員加強巡視，當發現氫側回油箱油位開啟時，強制進行排油。

2.發電機漏氫

2.1 除對密封瓦間隙進行調整外，可在空側密封油的來油母管上安裝真空濾油裝置，可對密封油進行在線濾油，提高密封油的精度。避免造成密封瓦磨損，而造成發電機漏氫。

2.2 運行人員加強巡檢，每8小時對刮片式濾油器進行旋轉清理并排污。

3.氫油壓差閥跟蹤性能差

針對氫油壓差閥跟蹤性能差的原因分析，具體處理措施有如下幾種：

3.1 選用正規廠家產的氫油壓差閥，備好氫油壓差閥，以便波紋套筒破裂時及時進行更換。

3.2 放凈波紋筒內的空氣。

3.3 安裝前對傳壓管仔細清理以保證油質的清潔。

4.差壓閥投入方法不當

如運行人員操作不當，則有可能造成壓差閥內部膜片單面過壓（即油壓高于0.15MPA以上），從而引起保護螺帽脫落或主閥芯墊片破損，致使壓差閥傷失調壓能力。為此，提請運行人員注意如下事項：

4.1 油循環階段不投用壓差閥

4.2 只要壓差閥不投入或退出運行，就必須關閉壓差閥前后及引壓管路的截止閥（如下圖示的J1-J4號閥門）

4.3 投運：先使用旁路門手動調節密封油系統的油-氫壓差（△P），將△P值調至0.056MPA左右。（在顯示表觀察△P值）

然后開J1，緊接著開J2直至全開，然后全開閥門J3；逐步關閉旁路門，同時逐步打開閥門J4，直至旁路門全關、J4全開，則壓差閥投入運行。

4.4 退出：先關小J4，直至△P值有下降顯示，再慢慢開啟旁路門，直至△P值有回升顯示，如此反復操作，直至J4全關（旁路門開度適當）；然后關閉J1 J2 J3，則壓差閥退出運行。

5.平衡閥工作失常

針對以上平衡閥工作失常的原因分析，可采取如下的處理措施進行防范：

5.1 用濾油機對氫側密封油箱的油進行在線濾油，保證油質的清潔度。

5.2 將傳壓管加大到Φ18×1.5mm左右，以提高其平衡精度及調節能力。

5.3對平衡閥閥桿間隙過大，可采用更換閥桿或平衡閥的措施來解決。

6.空、氫側油泵出口濾網堵塞

針對空、氫側密封油泵出口濾網堵塞情況，在正常運行中，嚴密監視油泵出入口油壓變化情況，發現壓差超標，及時旋轉刮片濾油器手輪并排污（對于實施改造的濾網來講，更換濾芯）保證壓差在標準范圍內。

四、結束語

密封油系統是向發電機軸封裝置連續不斷地提供密封油，其密封油壓力高于發電機內氫氣壓力，從而防止了氫氣從發電機中漏出。由此可見，密封油系統的安全穩定運行與否，直接關系到機組的安全運行。應引起電廠及相關單位的高度重視。只有把好選材、制造、安裝和運行的每一個環節，才能使其始終保持在安全穩定的運行狀態。才能把密封油系統發生的故障率減少到最低。

參考文獻

[1]《300MW火力發電機組叢書》第三分冊《汽輪發電機及電氣設備》中國電力出版社

[2]《東汽密封油調節、安裝使用說明》東方汽輪機廠

作者簡介：張永斌，男，（1969-），調速系統高級技師、工程師，張家口發電廠設備部汽機高級點檢員。