引進型600MW發電機氫油水系統異常情況分析和處理

周軍

【摘 要】發電機氫油水系統是發電機的核心輔助系統，據有關資料顯示，在發電機運行過程中因漏水、局部水路堵塞、漏氫、漏油等輔助系統故障導致的發電機異常，占發電機意外事故率的30%左右。本文對引進型600MW發電機氫油水系統的安裝、調試、運行中的常見問題作了簡要分析，并對相應的處理措施進行了總結，為之后發電機的維護工作提供了參考。

【關鍵詞】發電機 氫油水系統 異常

我國目前的600MV發電機氫油水系統及其設備，一般全套引進國外成熟的技術進行國產轉換設計和生產。發電機主要采用真空凈油型密封油系統、氫氣系統和定子線圈冷卻水系統并配備獨立的儀表電器控制柜。雖然這些系統比較完善，但仍存在如漏氫量過大、氫氣濕度法、差壓閥及平衡閥失靈、發電機進油等諸多問題。本文對引進型600？MW發電機氫油水系統中常見的問題進行了總結，并提出了一些建議。

1氫油水系統

氫油水系統主要包括氫氣控制系統、密封油系統、定子線圈冷卻水系統和各設備配備的儀表系統等。氫氣控制系統主要包括供氫控制裝置、二氧化碳控制裝置、氫氣干燥器和監視氣體壓力等表計組成。供氫控制裝置由兩個氫氣減壓器并聯組成，其結構十分緊密，一般設計為掛壁式，布置簡便。氫站供給通過減壓降壓后向發電機輸入氫氣，可以實現自動補氫。密封油系統一般采用真空凈油型系統，經汽輪機潤滑油供油管導入，經過真空凈化、油泵加壓、壓差調節閥整定、過濾后輸入到密封瓦。定子線圈冷卻水系統主要采用氣動基地式溫度調節閥、壓力調節閥進行定子線圈的進水溫度和壓力的調節，使之參數穩定在合適的范圍內。

2常見的故障原因及處理措施

2.1信號管錯誤導致的非正常密封油調節

在密封油系統安裝中，由于對密封油系統的平衡閥、壓差閥信號管的重要性認知不足，導致了信號管連接口的隨意安裝，容易造成密封油系統無法正常調節的問題，進而可能導致發電機大量進油或定子內冷卻水系統的油污染。如發電機氣端平衡閥的信號管錯誤的接到了發電機勵端口，而勵端平衡閥的信號管則接到了發電機氣端接口，會造成系統無法正常調試，導致發電機大量進油，造成嚴重的安全隱患。

其導致的主要原因是施工人員的認知不足和頻繁的人事變動。因此，需要加強對技術人員的崗前培訓工作，考核合格后方可上崗。在信號管道實際安裝過程中，嚴格按照設計圖紙和施工要求，進行信號管道裝接施工。施工人員的人事變動中，需要做好交接工作。

2.2發電機進油

雙流環式氫油密封系統分為空側密封油和氫側密封油，油密封裝置一般位于發電機端蓋內側，通過軸頸與密封瓦之間的油膜防止氫氣泄漏。密封瓦的空側和氫側是兩個相對獨立的油路，一般利用平衡閥控制兩者的油壓以維持平衡，避免了油路間的相互流串，防止了空氣對氫氣的污染，不需要另外加設真空凈油裝置。氫側回油控制箱是氫側油路的油源，在發電機使用中需要保持一定的油位，油位較高時，排油裝置將油自動排入空側油泵內，氫側控制油箱中的油就得以保留，隨著油位的升高自動通過回油腔進入發電機。這些現象大多發生在發電機調試階段，此時發電機沒有充入氫氣。因此，只要發電機開始工作，最好能夠充入0.2—0.3MPa的氫氣或空氣，并保持氫側油系統同時運行。在調試過程中先開啟空側油泵，后啟動氫側油泵，調整運行狀態下的氫側油壓，使之高于機內氣壓的0.08±0.01MPa，則能夠保證密封油系統的安全運行，有效的避免了發電機進油事故的產生。

發電機進油的主要原因：①氫側控制油箱的補油閥被強行打開，或其他排油閥被強行關閉，以及運行過程中浮球閥失靈等；②密封油系統中的閥門操作不當，如備用差壓閥的旁路閥被開啟等；③油檔固定螺絲密封不良或密封橡膠墊破損等。因此，在發電機工作中需要定期進行檢查維修，嚴格按照說明書操作，并對油檔落實進行仔細清理。

2.3發電機中氫氣純度不足

由于空側密封油和氫側密封油是相對獨立的，在運行中不容許兩者的相互串流，避免空側油對氫側油質的污染。但在實際運行中，由于門內管道布置不當造成流體阻力不平衡；閥門質量不足，造成閥門控制不靈活或卡殼；密封瓦縫隙較大對氫氣變化的跟蹤調節困難，使得空、氫兩側出現串油現象。

若上述現象不斷產生，那么空側將持續向氫側補油。由于空側密封油來之主油箱箱，而其中的潤滑油，因為汽輪機汽封漏氣導致含有較高的水分和空氣，在進入密封瓦與氫氣接觸時，分理出的水汽就會進入發電機，導致氫氣純度下降。

2.4非正常油氫壓差范圍內的運行

差壓閥機構實際上是一個內置的波紋筒，其上部接有發電機內部氫氣壓力信號，內部接有空側密封油泵輸出口油壓信號，波紋筒隨著氫氣壓力和油壓差值的變化而上下移動，從而引起下部閥門運轉；氫氣壓力變化時引起密封油變化，始終保持油壓大于機內氫壓的0.08±0.01MPa。實際過程中發生油氫差壓變化的主要因素有：①本身產品質量不符合要求；②波紋筒破損導致信號不準；③波紋筒內含有空氣；④腔體內雜志較大，油質的清潔度不夠。

因此，在設備投產之初需要選取符合要求的設備，并對新建機組安裝前需要對信號管內部進行仔細清理，并需要定期檢查確保設備完好，能夠正常工作。若出現內部含有空氣，則需要將設備卸下并抽真空處理。

2.5定子水路故障

定子水路故障一般包括水路漏水和堵塞。發電機定子繞組水路常見的漏水部位包括定子水結頭、接口焊接縫、空心銅線及絕緣引水管等；通常為了防止泄漏，一般采取水壓試驗或者氣密試驗。定子繞組水路的常見堵塞有濾芯破損堵塞、銅線氧化物堵塞及雜物堵塞等。

因此，為防止水路堵塞現象的發生，在生產建設時就需要嚴格把關制造和檢測工藝，確保出廠產品的質量符合設計序曲。并在設計定子水路中加設反沖洗回路，實現系統的自動清洗。

3結語

發電機的氫油水系統是水氫冷卻發電機的關鍵輔助設備，直接影響到發電機組能否安全、穩定的運行，安裝、調試、運行人員需要對其引起高度重視。總結經驗教訓，做好制造、安裝和運行維護中各環節的工作，確保機組處于良好的運行水平之下。

參考文獻：

[1]孟艷玲.核電汽輪發電機氫油水系統的加工制造工藝[J].中國機械，2014，（6）.

[2]周立娟.淺析汽輪發電機氫油水系統的異常狀況及處理措施[J].科技創新與應用，2014，（1）.

[3]吳慶軍，時準.1000MW級發電機氫油水系統的設計開發和驗證[A].中國電工技術學會、中國電機工程學會大電機專業委員會2014年學術年會論文集[C].2014.