200MW 發電機組發電機進油原因分析及防范措施

湯 剛

（徐州華美坑口環保熱電有限公司 江蘇 徐州 221141）

1 密封油系統介紹

徐礦阿克蘇電廠裝有兩臺東方汽輪機廠生產的CC200/169-12.7/1.0/0.35/535/535 型汽輪機配套有東方汽輪機廠生產的QFSN-200-2型汽輪發電機。 發電機密封瓦是雙流環式瓦，其供油系統有兩個各自獨立而又互有聯系的油路組成。 向密封瓦空氣側供油，密封油與空氣接觸的一側油路稱為空側油路。 向密封瓦氫側供油，密封油只與氫氣接觸的一側油路稱為氫側油路。

空側油路：主工作油源取自汽機軸承潤滑壓力油，備用油源取自汽機主油箱。 空側油路設有二臺交流泵，一臺直流泵，其中交、直流泵各一臺作為第一、第二備用泵。當主油源因某種原因斷流時，油泵可從備用油源（汽機主油箱）吸取工作油。按密封油進油油溫提供給油泵的軸承潤滑油，經油泵升壓后，通過過濾器除去固態雜質，經油氣壓差調節閥（下簡稱壓差閥）調節至所需壓力，然后進入發電機兩端密封瓦空氣側油室， 其回油與發電機軸承回油混合后流入專設的隔氫裝置內，再流回汽機主油箱。

氫側油路：油泵從密封油箱中吸油，加壓后經冷油器、過濾器后再經油壓平衡閥（下簡稱平衡閥）調整到所需壓力后，進入密封瓦的氫側油室，其回油流回密封油箱，如此循環，形成一個相對獨立的密閉油路。 (如圖1)

圖1 密封油系統圖

2 發電機進油的危害

密封油系統的安全一直是電廠運行的關注焦點，密封油系統的好壞不僅影響定子線圈的絕緣性能和壽命，嚴重時能使絕緣擊穿出現匝間或相間短路，而且也是避免發電機漏氫的關鍵。

（1）發電機進油后，含水的油滴容易在發電機端部線棒絕緣和端部綁扎結構表面構成擊穿放點通道， 從而會致使氫氣介電性能惡化，造成絕緣下降，嚴重威脅發電機的安全。

（2）密封油的泄漏和空、氫側的竄油，將潤滑油中的水分析出到氫氣中，增大了發電機內氫氣的濕度，這正是大型汽輪發電機氫氣濕度高的重要原因之一，也是發電機護環存在著氫致裂紋的主要原因。 氫氣濕度的增高，也造成了發電機的通風損耗加大，運行效率降低。

（3）空、氫側密封油的串油使潤滑油中溶解的空氣通過油氫交換進入發電機氫氣系統中，致使氫氣純度降低，頻繁補排氫，影響了機組安全經濟運行。

3 發電機進油的原因

（1）按照雙流環密封油密封瓦設計原理來講，能夠維持空側密封油壓與氫側密封油壓壓力平衡并保證油氫之間的差壓，但實際運行中由于設備機構和測量等方面很難控制空側密封油與氫側密封油壓力的平衡，進而造成密封油與氫氣壓力差值達不到0.04～0.06MPa，其主要原因是氫側密封油系統平衡閥調節精度差，它根據密封瓦內空側密封油壓自動調節密封瓦氫側油壓，使其始終和空側油壓相等；但是由于各種原因，油壓平衡不可能做到空氫兩側密封油壓完全相等，目前平衡閥規定最大允許壓差為1.5kPa(約150mm 水柱)。在實際運行中由于平衡閥活塞和油缸之間間隙較小，少量雜質可能造成活塞的運動阻力增大，甚至卡死致使平衡閥調節精度變差。 #1 發電機組平衡閥經常出現在氫壓下降時油壓跟蹤不靈敏， 造成氫側密封油壓大于氫壓0.06MPa 以上，致使發電機進油。

（2）密封油回油不暢對發電機進油影響非常大，如果氫側密封油回油不暢，氫側密封油就會越過油擋進入發電機內部。 隔氫裝置是為防止空側回油中可能含有的氫氣進入汽機主油箱而設置。當密封瓦內氫側油竄入空側或密封油箱排油時，含有氫氣的氫側密封油和軸承潤滑油一起流入隔氫裝置，氫氣在此分離出來由排風機抽出排至廠房外大氣中，隔氫裝置應高于汽機主油箱，而排煙風機裝置應高于隔氫裝置安裝，從排煙風機至隔氫裝置的連接管路應有一定的坡降。 然而在實際安裝中，為了繞開發電機勵磁線路，由于空間原因導致排煙風機至隔氫裝置的連接管路而形成一個U 型管。 在剛開始運行時，排煙管路里積油很少，基本上不影響防爆風機出力，但是時間久了，當U 型里積滿油時， 造成隔氫裝置里達不到-500～-200Pa 的微負壓導致發電機空側密封油回油不暢。 一旦空側密封油回油不暢，空側密封油就會大量串入氫側密封油。 氫側回油管路設計流量是20L/min， 如果量空側密封油進入氫側就會使氫側回油管路滿油，進而造成氫側密封油回油不暢，氫側密封油就會越過油擋進入發電機內部。

（3）在發電機氫氣和二氧化碳置換時，氫壓或二氧化碳壓力特別低，此時差壓閥和平衡閥達不到預設精度而不能自動跟蹤氫壓。 差壓閥與平衡閥只有在氫壓高于0.15MPa 時才能自動跟蹤， 在氫壓過低時差壓閥和平衡閥幾乎不跟蹤氫壓變化，此時我們應該手動調整旁路并控制油－氣壓差均在0.03～0.07MPa 之間。

（4）密封油箱它是氫側油路的獨立油箱，又稱為油封箱。 由于氫側回油包含氫氣，回到油封箱后必然會有部分氫氣分離，所以分離出來的氫氣可以通過油封箱上部的回氣管回到發電機內，也可以順著氫側回油管回到發電機，所以密封油箱的回氫管應該加大坡度和避免死彎，防止回氣管中存油形成氣封而造成回氣不暢，致使發電機內進油。但是實際安裝中，回氫管布置不僅彎管太多而且沒有坡度，經常造成回氫不暢。當回氫管回氫不暢時，氫側密封油回油分離出來的氫氣就會積累在氫側密封油箱中造成密封油箱里氫氣壓力升高， 當其達到一定程度時就會造成氫側密封油回油不暢，從而導致氫側密封油越過油擋進入發電機內部。

4 發電機防進油的措施

（1）勤與調整平衡閥：保證油氫差壓閥和平衡閥動作可靠，油氫差壓在正常范圍內。 平衡閥的目的是控制密封瓦內空氫側密封油不交換，基于這個原理可以觀察氫側密封油箱油位，當油位下降時說明氫側油壓高于空側油壓，此時氫側密封油向發電機進油可能性比較大。

（2）及時排掉氫側密封油油箱內累積的氫氣并在機組檢修期間對回氫管改造。

（3）及時排掉油氫分離器至防爆風機管路之間的積油：巡檢時注意用手感受U 型管上面管道的溫度， 如果管道有一定溫度說明U 管路無積油，當管道溫度變成常溫時，說明U 型管堵塞，此時要通過U型管底部的排油管排掉U 型管內積油。

（4）在發電機氫氣和二氧化碳置換時應根據發電機內氣體壓力用平衡閥及差壓閥旁路調整。

（5）保證發電機底部油水探測器工作正常。

（6）巡檢時通過回油窗檢查氫側密封油回油管是否暢通。

（7）密切關注氫側密封油箱的油位及主機潤滑油箱的油位。

5 結論

發電機密封油系統是電廠重要切精細復雜的一個系統，導致發電機進油的可能性很多，我們只有熟悉其內部結構和工作原理認真分析做好防范，才能有效滴防止發電機進油事故的發生。

［1］東方.QFSN-200-2 發電機密封油系統說明書[S].2011.

［2］王勇，劉建峰.600MW 發電機進油原因分析及對策[B].華電技術，2010(4).

［3］代云修.汽輪機設備及系統[M].北京：中國電力出版社，2006(6).