220MW機組發電機密封瓦故障分析與處理

王學義（勝利油田勝利發電廠 山東 東營 257000）

一、設備結構與運行原理概述

1.設備結構

我廠密封瓦采用雙流環式密封瓦結構，該油封由兩塊密封瓦組成，運轉時在轉軸和兩塊密封瓦之間形成一層圓筒形油膜，氫氣側和空氣側各有一股油流流入兩個油室，即氫側油室和空側油室。氫側油從垂直油道進入油膜間隙，從左側流出，空側則從斜向油室進入油道至油膜間隙，從右側出油，兩個油流各形成獨立循環系統。兩股油流的油壓靠平衡閥維持其壓力相等，使油隙處的油交換量降至最小。由于氫側油自形成以密閉循環系統，避免了溶有空氣的油流入氫側，而使機組內氫氣純度下降，氫側油中將溶有氫，但飽和后不再繼續溶入，所以氫氣也就不能被油無限制帶走。雙流環式密封結構密封性能好，可保持發電機內氫氣純度達到97%以上，該密封瓦由青銅鑄造，其內部澆有巴氏合金。密封瓦上通有的兩路密封油，即空氣側和氫氣側，簡稱空側，氫側，兩股油流自成獨立的循環系統，在空、氫側的密封瓦密封油前裝有平衡閥和差壓閥，用以調整密封瓦的密封油量，使兩個油流的油壓基本保持平衡，在密封瓦的中段，兩股油流基本不實現油流的交換，形成穩定油膜，避免了因油的吸附作用造成氫氣泄漏和發電機內氫氣的純度降低。

二、密封瓦故障的原因分析

1.密封瓦的徑向間隙問題

根據我廠220MW汽輪機發電機密封瓦設計安裝要求，密封瓦烏金面與軸頸的總間隙要求0.18-0.23mm之間，密封瓦與密封瓦座之間總間隙要求在0.13-0.20mm之間，安裝檢修時應盡量保持密封瓦烏金面內徑圓周面相等。如果密封瓦與軸頸間隙太小，容易造成磨損，致使瓦溫升高，產生振動；間隙太大，則密封油膜不穩定，甚至直接造成氫側漏油量增大，氫氣泄漏。

2.密封瓦與軸頸配合問題

發電機轉子軸頸與密封瓦烏金面配合必須光潔、無機械損傷、刮傷、劃痕和毛刺。否則直接影響密封效果，造成硬度較低的烏金面劃傷，長時間將威脅到密封瓦的運行安全，造成間隙大、油泄漏量增大、氫氣泄漏。故在機組大、小修以及臨時檢修時注意密封瓦和軸頸拆卸過程中的保護，防止軸頸和密封瓦面損傷，如有劃傷等配合缺陷，應當對密封面和軸頸進行修整。

3.密封瓦與轉子的垂直度問題

發電機密封瓦安裝在密封瓦座內，密封瓦座又直接安裝固定在發電機大端蓋處，所以發電機大端蓋與軸頸的垂直度是密封瓦安裝質量的重要條件，密封瓦座與軸頸的垂直度是密封瓦與軸頸的安裝質量的直接保證，若垂直度不夠，將影響密封瓦與軸頸的油膜質量，密封瓦將會產生偏磨現象，造成密封瓦磨損，瓦溫升高，油膜不穩定從而造成氫氣密封失效、泄漏。

4.密封墊損壞

密封墊是密封瓦座與發電機端蓋連接的重要部件，通過密封墊形成密封瓦座與發電機的密封，從而氫側密封油流能夠保持密封回油至氫側密封油箱，形成氫側油流的閉式循環，同時密封墊保證發電機內軸向竄出的氫氣在密封瓦座與發電機大端蓋間形成密封，與密封瓦空、氫兩側形成的保護油膜形成封閉密封，從而保證發電機內氫氣的純度。

三、檢修發現的問題分析及處理措施

停機后分別對汽輪機發電機的機側、勵側密封瓦進行解體檢查，解體后發現機側密封瓦烏金面有劃痕、損傷，解體密封瓦座，機側、勵側密封墊分別有不同程度的撕裂和損傷，其中機側密封墊的氫側進油孔處膠墊橫向撕裂，向下貫穿。

1.密封瓦烏金面損傷

解體發電機機、勵兩側密封瓦，機側密封瓦烏金面出現劃痕和損傷，測量密封瓦烏金面與軸頸間隙，間隙過大，超出檢修安裝要求值。

檢修措施：更換機、勵側兩側的密封瓦，檢查新瓦烏金面，要求無氣孔、夾渣、表面無凹坑，煤油滲透后無起層現象。

2.密封墊損壞

解體發電機密封瓦座，機、勵兩側密封瓦墊出現不同程度損傷，如圖2所示，其中機側密封墊尤為嚴重，密封墊在氫側進油孔處開始撕裂，橫向貫穿后撕裂之密封墊下部。密封墊氫側進油孔出橫向撕裂、向下貫穿，直接導致氫側進油不通過密封瓦從空側回油，直接回油至氫油分離器，從而在軸頸處僅有空側形成單側不穩定氫氣密封油膜，并致使氫側無回油，氫側密封油循環中斷，氫側密封油箱油位急劇下降，還可能導致發電機內氫氣從密封墊撕裂出泄漏，不斷融入空側回油，不斷氫油分離，經牌氫風機排入大氣。

檢修對策：更換密封墊，新密封墊選用彈性和韌性更好的丁青橡膠材料，制作密封墊，在人工裁剪沖孔后，嚴格檢查密封墊沖孔的角型和斷裂過渡，對不平滑處進行人工研磨、休整，確保沖孔、裁剪燕尾槽的平滑過渡，回裝時，對發電機端蓋處玻璃膠涂抹均勻，回裝密封瓦及固定密封瓦座時注意密封墊的錯位情況，確保密封墊回裝過程中位置準確、無損傷。

四、結論

本文對氫冷發電機組密封瓦可能出現的故障幾類原因進行了分析，并結合我廠2號機組密封瓦出現的故障進行了分析、提出相關檢修措施，機組在檢修后開機，空、氫側油壓以及氫壓運行參數恢復正常表明，論文對故障的分析正確，對同類事故的分析與解決具有一定的借鑒意義。