660 MW超臨界機組密封油系統探析

朱月朋 郭 慶 喬 松

（1.山西漳電同華發電有限公司，山西忻州034114；2.山西電力調度控制中心，山西太原030000）

1 密封油系統簡介

某廠定子鐵芯及轉子部分用氫氣冷卻，為了防止氫氣在運行期間沿軸向泄漏出去，引起不安全事件發生，在發電機兩段放置密封瓦。密封油系統為封裝式，形式為雙密封瓦裝置，該密封瓦中有兩個密封供油槽，兩個密封瓦片的油槽形成兩個油流，分為空氣側和氫氣側。兩個密封瓦位于發電機兩側，汽端和勵端，汽端為靠近汽輪機側，勵端為靠近勵磁碳刷側，每一側的密封瓦分為空側和氫側兩路。

密封油系統油源為潤滑油，主要作用為：

（1）防止氫氣從發電機中漏出；

（2）防止密封瓦裝置磨損，起到潤滑的作用；

（3）減少空氣及水分進入發電機內。

正常運行時雙流環密封瓦供油由兩路系統提供，一路為氫側密封油（該路油源靠近氫氣側），一路為空側密封油（該路油源靠近空氣側）。空側密封油與氫氣的油氫差壓通過主差壓閥來調節，空側密封油與氫側密封油的差壓通過氫側密封油的平衡閥來調整。

空側密封油正常運行時的油路為：空側油箱→空側密封油交流油泵→主差壓閥調節→空側密封油冷卻器→空側密封油濾網→空側密封瓦→空側油箱。氫側密封油正常運行時的油路為：消泡箱→氫側回油箱→氫側密封油交流油泵→氫側密封油冷卻器→氫側密封油濾網→平衡閥（空氫兩路）→氫側密封瓦→消泡箱→氫側回油箱。

該系統有四路油源。

第一路油源為主油泵，輔助油通過管道上的泄壓閥供應到空氣側的密封瓦，當氫油差壓降到56 kPa時，第一路備用油源自動投入。

第二路油源為汽機潤滑油系統的氫密封備用泵，也稱高備泵，因為與第一路油源為同一路，當油氫差壓降到56 kPa時，油通過備用差壓閥進入密封油系統。當油氫差壓降到56 kPa時，備用油源將自動投入，汽機轉速大于2/3額定轉速時，即＞2 000 r/min時用第一路備用油；轉速＜2 000 r/min時用第二路備用油（以主油泵是否出力來判斷）。

第三路油源為密封油系統空氫側各自的直流油泵。當油氫差壓降到0.035 MPa時，空氫側各自的直流油泵自動啟動，油氫差壓恢復到84 kPa，此油源只可運行約2 h。

第四路油源為汽機潤滑油系統交流油泵提供，油壓為35～105 kPa。在這種情況下，機器中的壓力必須及時降到0.014 MPa。

2 密封油系統主要部件

消泡箱安裝在發電機下部，分別分布在汽端和勵端，兩者之間有一個U型管連接，防止風扇兩側風壓不一致，密封油從氫氣側直流溢流出來到消泡箱，使該箱油位不會太高。兩個消泡箱與氫氣罐之間安裝了氫壓平衡管。箱內有浮球來監視油位高低，以便及時發現問題。

主差壓閥安裝在空側交流油泵的旁路，用來調節維持油氫差壓在0.084 MPa，因主差壓閥初始無信號時閥芯處于完全關閉狀態，故啟泵瞬間系統產生一個沖擊壓力，所以啟泵前要打開泵旁路手動門，待系統穩定后逐步關閉旁路門。啟動時或正常運行時出現系統油壓周期性振動，應調節油壓信號管上的手動門開度，以系統穩定、不再振動為準；正常運行時油壓信號手動門開度為關閉手動門后反向開啟1～2圈。

備用差壓閥安裝在高壓備用油管路上，保證機組油氫差壓始終在0.056 MPa以上，其工作原理與主差壓閥相反。

氫側油箱內有兩個浮球閥，一個連接在空側密封油濾網后，另外一個連接在空側排油閥處。兩個浮球閥的上手動干預閥門為開狀態，下手動干預閥門關閉，通過浮球實現液位的自動控制。如果浮球閥出現異常無法自動調節，可通過浮球閥的上、下手輪實現強補、強排。

空側油箱通過U型管與主機潤滑油系統連接，油源為潤滑油，其作用是防止發電機溢出的氫氣進入潤滑油系統并造成更大的風險。U形管還可以保證空側密封油在失去潤滑油后能正常運行。空側油箱頂部安裝有隔氫風機，以保證密封油中攜帶的氫氣不進入潤滑油系統，共有兩臺隔氫風機，一用一備。

3 發電機密封油系統邏輯

（1）氫側密封油回油箱油位高LVH≥60 mm。

（2）氫側過濾器出口油壓低開關≤0.65 MPa聯鎖啟動氫側密封直流油泵。

（3）空側交流油泵運行，發電機氫油差壓低開關≤0.035MPa聯啟空側直流油泵。

（4）氫密封備用泵自動啟（聯鎖投入）：1）汽機跳閘；2）汽機轉速＜2 852 r/min；3）密封油備用油壓低（開關量）；4）氫油差壓低（模擬量）＜0.056 MPa。

（5）氫密封備用泵停允許：1）汽機轉速＞2 900 r/min；2）汽機已跳閘。

4 密封油空氫側直流油泵聯鎖試驗

4.1 試驗前準備

（1）檢查主差壓閥工作正常，密封油氫差壓正常0.084 MPa；汽側、勵側平衡閥工作正常，密封油系統正常。

（2）通知熱控人員到現場做好短接氫側濾網出口壓力開關準備。

（3）通知機務人員到現場，做好安全門不回座、系統漏油準備。

（4）就地巡檢，做好安全門不回座的事故預想，做好氫油差壓大幅度下降發電機漏氫的準備，做好氫側密封油箱油位上升的事故預想，防止發電機進油。

（5）就地專業技術人員把控。

4.2 試驗步驟

（1）就地檢查空側安全門一路投入，一路備用。

（2）就地緩慢開空側密封油泵再循環手動門3/4圈，監視氫油差壓由93 kPa下降至70 kPa，就地空側密封油壓由0.7 MPa降至0.68 MPa。

（3）熱工人員就地模擬空側密封油氫油差壓低信號，空側直流密封油泵延時2 s聯啟。

（4）檢查空側直流密封油泵聲音、振動正常，電流58.4 A（額定115.4 A），空側密封油壓由0.68 MPa上升至0.72 MPa（就地安全門未動作），檢查氫油差壓至107 kPa。

（5）熱工人員就地恢復空側密封油氫油差壓低信號。

（6）檢查就地運行正常，停運空側直流密封油泵，檢查泵不倒轉。恢復空側密封油泵再循環手動門至原來位置。檢查氫油差壓恢復至正常90 kPa，空側密封油壓降回0.7 MPa。

（7）就地檢查氫側安全門一路投入，一路備用。

（8）就地緩慢開氫側密封油泵再循環手動門至全開，監視就地氫側密封油壓由0.9 MPa降至0.74 MPa。就地檢查發現氫側密封油箱油位由180 mm緩慢上升至230 mm，氫側密封油泵電流由4.93 A減至4.43 A。

（9）熱工人員就地模擬氫側密封油出口油壓低信號，氫側直流密封油泵延時2 s聯啟。

（10）檢查氫側直流密封油泵聲音、振動正常，電流17.23 A（額定30.3 A），氫側密封油壓1.25 MPa（就地安全門動作），氫側密封油泵電流由4.43 A升至6.88 A。

（11）熱工人員就地恢復氫側密封油出口油壓低信號。

（12）停運氫側直流密封油泵，泵不倒轉。恢復氫側密封油泵再循環手動門至原來位置，檢查油壓恢復至0.9 MPa、電流恢復至正常。油位緩慢降至170 mm。

4.3 危險點分析

（1）就地應緩慢開空側密封油泵再循環手動門，注意氫油差壓變化，防止氫油差壓大幅度下降，形成發電機漏氫。

（2）當空/氫側直流油泵聯啟后應注意空/氫側油壓變化，防止因為油壓高而使發電機進油。

（3）當空/氫側油壓過高時檢查空側安全門動作正常。但在停運油泵時應注意安全門回座正常，如發現安全門未回座應及時啟動直流油泵，正常后緩慢關閉安全閥后手動門，但應注意油壓變化。

（4）就地應緩慢開氫側密封油泵再循環手動門，注意平衡閥動作正常，密封瓦空、氫側油壓差在±5 cm H2O范圍內（可將氫側油壓調至稍大于空側油壓），注意氫側密封油箱油位變化，若油位上升較快應及時恢復原來運行方式。再將空側油泵再循環稍開，適當降低空側油壓，再進行操作。

（5）在停運空氫側直流油泵時應防止出現直流油泵出口逆止門不嚴而發生倒轉，若發生倒轉應及時關閉泵出口門。

5 結語

通過對密封油系統的學習，了解其工作原理、設備流程、日常操作及邏輯控制，為今后工作的開展奠定了良好的理論知識和實踐操作基礎，有利于保證機組安全穩定運行。