600 MW發電機密封調試的關鍵點及措施

廖軍林，宋曉輝

0　概述

某型600 MW機組的發電機，采用氫氣冷卻。為了防止汽輪發電機內部冷卻氫氣的泄漏，在發電機的端部由密封油進行密封。密封機構的作用是確保發電機不發生漏油現象，同時，還可防止潮濕空氣進入發電機。因此，若不了解密封結構或操作不當，就有可能造成發電機內部進油等事故。特別在發電機內部無壓力的情況下，密封油極易沿軸向進入發電機內部，造成停機事故，應引起高度重視。現根據發電機密封油系統調試過程中存在的問題，對發電機進油的原因進行分析，并提出了各關鍵點的控制方法及預防性措施。

1　密封油系統功能及特點

發電機獨立循環的密封油系統，是由密封瓦建立一個密封油油壓，可防止發電機內具有壓力的氫氣，從電機軸徑處逸出。密封油壓力高于發電機內氣體的壓力，確保密封瓦內氫側與空側的油壓相等，并將油壓變動限定在允許范圍之內。通過換熱器冷卻密封油，從而帶走密封瓦與軸之間因摩擦而產生的熱量，將瓦溫和油溫控制在適當的范圍。為防止氣體混入發電機內的冷卻氫氣，密封油系統還配備了真空處理裝置，可除去油中的氣體。系統中設置了濾油網，濾除密封油中的雜質。通過發電機消泡箱和氫側回油控制箱，釋放掉溶于密封油中的飽和氫氣。利用壓力開關、差壓開關及差壓變送器等設備，可自動監測密封油系統的運行［1］。

2　密封油系統的參數及運行方式

2.1　單流環式密封油系統

單流環式密封油系統中，配備了2臺交流密封油泵、1臺直流密封油泵、1臺密封油真空泵。在系統中，還配置了氫側回油箱、空側回油箱、真空油箱及油氫差壓閥、冷卻器、過濾器等部件。

2.2　油路

密封油系統運行時，密封油從密封油空側油箱、真空油箱﹑主密封油泵，經冷卻器、密封油濾網﹑差壓閥、注入密封瓦，從空側回油，流入密封油空側油箱，再進入真空油箱。氫側回油經消泡箱后，進入氫側油箱。

2.3　事故時運行方式

如果發生事故，油泵將直接接受空側油箱中的油，不再接受真空油箱中的油。密封油系統其它油路的運行，與系統正常運行時相同。

2.4　系統運行參數

運行密封油系統時，油泵的出口壓力為1.2 MPa，主差壓閥壓力為100 kPa，備用差壓閥壓力為80 kPa，真空油箱內的真空壓力為－40 kPa，油的流量為20 dL/min，密封油箱的壓力為－50～150 Pa，發電機的額定氫氣壓力為0.5 MPa。

2.5　密封油系統的布置

密封油系統的布置方式，如圖1所示。

3　系統關鍵點的控制及調試

3.1　密封油系統的運行方式

該發電機密封油系統采用了單流環式密封瓦。密封瓦的回油，分為空側回油和氫側回油。空側回油同發電機支持軸承回油一起流入回油擴大槽，空側回油攜帶的氣體，由排煙風機抽出，并從汽機房頂排出。同時，擴大槽保持了一定的微負壓，以保證回油暢通。回油擴大槽內的回油，經過U型管回至汽輪機主油箱。氫側回油經消泡箱回至氫側油箱。若氫側油箱的油位較高，將通過浮球閥補至真空油箱。氫側回油攜帶的混合氣體，經密封油真空泵，也將從汽機房頂排出。

圖1　發電機密封油系統

3.2　密封油系統的沖洗

沖洗主機潤滑油系統后，將對密封油系統的進回油管道進行沖洗。沖洗前，應短接密封瓦的進油管和回油管。然后，啟動交流密封油泵進行沖洗，直至密封油的油質檢驗合格，然后拆除短接管道。再對密封瓦的軸承座進行沖洗，直至沖洗合格。

3.3　啟動前的檢查

啟動前，確認密封油回油擴大槽的油位正常，汽輪機潤滑油油泵的運行正常。檢查密封油供油溫、排煙風機狀態及油箱的負壓。拆除密封油的浮球固定支架，檢查氫側油箱的磁翻板液位計，開啟氫側油箱旁路閥。發電機運行平臺的汽端勵端密封油壓力表已裝妥，且儀表精度符合要求。在DCS畫面上，檢查密封油系統各設備、測點是否顯示正常。

3.4　密封油系統安全閥整定

檢查并確認系統設備正常，然后對系統的閥門狀態進行檢查。關閉主副差壓閥前后的手動門，檢查油泵出口手動門及開啟再循環手動門，分別啟動交流密封油泵。按安全閥的技術要求，對泵出口處的安全閥進行整定。整定結束后，停運油泵。同樣，對直流密封油泵的出口安全閥進行整定。

3.5　密封油差壓閥的調整

整定安全閥后，啟動1臺交流密封油泵，調整再循環手動門，控制密封油泵的出口壓力為0.4 MPa。正常運行后，緩慢開啟差壓閥前手動門，利用差壓閥后的手動調節門，將發電機進油壓力控制在0.1 MPa以下。待系統充滿油后，排出差壓閥信號管內的空氣，并按差壓閥的技術要求，對差壓閥進行調整。同樣，按此方法，調整備用差壓閥。

3.6　發電機的風壓試驗

觀察調整后差壓閥的跟蹤情況，待運行正常后，往發電機內部充入壓縮空氣，提升發電機的內部氣壓。當發電機內的壓力為0.05～0.1 MPa時，關閉浮子油箱的旁路手動門。緩慢提升電機內氣壓至額定值，對發電機進行氣壓試驗。

3.7　置換發電機內的氣體

發電機氣壓試驗合格后，需進行氣體置換。將發電機內氣體壓力調整為0.03 MPa，機內壓力赿低，氣體置換的速度就越快，可節省二氧化碳及氫氣的消耗量。氣體置換時，應緩慢進行升壓及降壓操作，便于差壓閥的跟蹤調節，使油與氫氣的壓差保持在允許范圍內。

4　發電機進油的原因及預防［2-4］

4.1　發電機進油原因分析

近年來，發電機進油的事故不斷發生，特別在新建機組中，發電機進油原因較為復雜，現結合多年調試經驗，并進行歸納后發現，發生進油現象，主要存在多個方面的原因。

(1)密封油的回油不暢。系統安裝后，軸承座的回油孔堵板未拆除、回油管道法蘭處的堵板未拆除，或是安裝回油管道的坡度較大，不能滿足設計要求。

(2)供油壓力的波動較大，或機內氣壓較低。如果密封油的壓力發生大幅波動，差壓閥就不能及時跟蹤。機內壓力過低，也會導致排油不暢。

(3)密封油的油質較差。油中存在顆粒雜物，使差壓閥的跟蹤調節失靈。

(4)系統中的自動補排油閥失靈，油位控制不佳。

(5)差壓閥的信號管被接反，在調試過程中，應仔細檢查系統設備是否安裝正確。

(6)密封瓦被損壞或密封瓦間隙過大，導致密封油的進油量增大。

4.2　預防發電機進油的措施

(1)新建機組調試前，一定要確認浮球閥的補排油狀態。有時，容易忘記拆除運輸前安裝的浮球閥固定支架。

(2)置換發電機氣體時，要密切監測差壓閥的跟蹤情況。置換時，發電機氣體壓力一般維持在30～50 kPa。浮子油箱旁路的手動門應全開。氣體置換合格后，提升機內壓力的速度不能太快，防止差壓閥的跟蹤不及時。當降低機內壓力時，及時調整再循環手動門，控制油泵出口壓力。根據機內壓力，及時開啟浮子油箱的旁路門。

(3)運行過程中，應不斷觀察主機潤滑油箱的油位和密封液位。確保發電機漏液監測開關處于正常狀態，并關注消泡箱的運行情況。

(4)機組正常運行時，如果氫側油箱油位過高，應及時退出浮子油箱。同時，開啟旁路排油，及時檢查浮球閥，恢復浮球閥的正常運行。

(5)運行時，應嚴密監測油與氫氣的壓差、發電機進油壓力及浮動油油量的變化，如有異常，應及時調整。

5　結語

發電機密封油為有機溶劑，如有泄漏，將腐蝕發電機線圈絕緣皮，降低定子線圈的絕緣性能。如果絕緣被擊穿，發電機可能出現相間短路，將嚴重威脅機組的安全運行。針對單流環密封油系統的調試及運行，提出了關鍵點的控制方式及預防措施，可為類似系統的調試及運行，提供參考。

參考文獻:

［1］上海電氣電站設備有限公司發電機廠.600 MW水氫氫汽輪發電機密封油系統說明書［R］.上海電氣，2016.

［2］楊榮光.發電機單流環式密封油系統防進油措施分析［J］.發電技術，2011(7):48-51.

［3］項順哲，韓景復.1000MW機組密封油系統調試常見問題及處理［J］.廣東電力，2013，26(6):49-52.

［4］何冬輝，趙奕州.單流環密封油系統調試技術要點及異常分析［J］.東北電力技術，2013(5):49-52.