密封油系統油氫壓差波動事件分析及處理

摘 要：簡單介紹QFQS-300-2型汽輪機發電機組密封油系統工作原理。對密封油系統油氫差壓波動原因進行分析并處理，消除差壓波動現象。

關鍵詞：密封油系統 原理 油氫差壓波動分析、處理

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）09-0-02

一、我廠密封油系統介紹

3、4號機組為哈爾濱電機廠制造的QFQS-300-2型發電機組，冷卻方式為水氫氫冷卻：定子繞組用水冷卻，轉子繞組用氫氣冷卻，定子鐵芯用氫氣冷卻。發電機密封瓦結構為雙流環式結構。

密封油系統由氫側油路和空側油路組成，兩油路間獨立而又相互關聯。密封瓦內部結構為兩個供油槽，氫側油路和空側油路同時向雙流環式密封瓦提供油源。空、氫側的供油壓力平衡時，密封油就不會在兩個供油槽之間竄動，油流在這兩條供油槽間保持相對的靜止。空側交、直流密封油泵向空側密封油路供給穩定油壓，經空側密封油泵升壓后，通過列管式冷油器降溫、油過濾器過濾，然后進入發電機兩端密封瓦空側油環，回油與軸承潤滑油匯合至油氫分離箱，回到空側密封油泵入口，完成空側密封油路循環。空側密封油路通過差壓閥來調節再循環流量大小，從而實現對油氫差壓進行自動調整，保證油氫差壓保持在0.085MPa。以確保密封油壓始終大于發電機內的氫氣壓力，阻止發電機內的氫氣泄漏。

氫側密封油路由氫側交、直流密封油泵提供油源，自油泵升壓后，通過列管式冷卻器冷卻、油過濾裝置過濾后，分成汽端、勵端兩路，通過兩側平衡閥后進入密封瓦。回油經發電機消泡箱后進入氫側油箱，流至氫側密封油泵入口完成氫側油路循環。平衡閥保證空、氫側油壓接近相等，使空、氫側的供油壓力保持平衡，防止密封油在兩個供油槽之間竄動。

二、密封油系統主要設備結構原理

1.主差壓閥

密封油系統的油氫差壓主要由差壓閥來調整，主要部件為一個可壓縮式的波形筒，波形筒外部信號來自發電機內氫氣壓力，波形筒內部信號來自空側密封油泵出口壓力。當發電機內氫氣壓力上升時，作用于波形筒上面的壓力增大，使波形筒帶動閥桿向下移動，閥門開度變小，空側密封油再循環量變小，進入空側密封瓦的油壓增加，直到達到新的平衡；當發電機內氫氣壓力下降時，作用于波形筒上面的壓力減少，閥門開度變大，空側密封油再循環量變大，進入空側密封瓦的油壓減小，直到達到新的平衡。主差壓閥結構：圖1左所示。

2.備用差壓閥

備用差壓閥裝在高壓油備用密封油管路上。在投入時能自動的調整密封瓦空側進油的油壓，保證其油壓始終高于發電機內氫氣壓力0.056MPa。備用差壓閥與主差壓閥結構相似，但作用原理不同，當發電機內氫氣壓力上升時，作用于波形筒上面的壓力增大，使波形筒帶動閥桿向下移動，進入空側密封瓦的油壓增加，直到達到新的平衡；當發電機內氫氣壓力下降時，作用于波形筒上面的壓力減少，進入空側密封瓦的油壓減小，直到達到新的平衡。備用差壓閥結構：圖1右所示。

3.平衡閥

平衡閥裝于氫側密封油出口管道上，一側信號取自空側密封油壓，一側信號取自氫側密封油壓。平衡閥根據兩側油壓變化通過空氫側油壓的變化不斷調整閥門開度大小，使空、氫側油壓差維持穩定。平衡閥結構：圖2所示。

4.氫側油箱

密封油氫側油箱上部有2個自動浮球閥：補油閥與排油閥，補油閥與空側密封油油路中濾網的出口相連，在油箱油位較低時進行補油。排油閥與空側密封油泵的入口側相連，在油箱油位過高時，進行油箱排油，在排油閥和補油閥的綜合作用下，使油箱油位達到正常液位。

正常運行情況下，通過自動浮球對油箱液位進行調整。當油箱液位過高，浮球帶動排油閥打開，將油箱內密封油排至空側密封油泵入口。當油箱油位偏低，浮球帶動補油閥打開，空側密封油補入氫側油箱。當自動浮球閥失去故障時，通過氫側油箱下部的手動強排門、強補門進行液位的調節。

三、密封油壓差波動原因分析

1.密封油差壓閥故障

油氫差壓是通過與內部波形筒相連接的閥芯動作來進行調節的，當閥桿發生卡澀，差壓不能及時調節至正常值，差壓信號不能正常反饋，出現頻繁調整，因此發生油氫差壓波動。

2.差壓閥波形筒未排空氣

差壓閥油側波紋筒腔室內為死區，只能通過腔室下部的堵頭才能將空氣排出。氣體壓縮性遠大于密封油，氣體壓縮、膨脹的瞬間，導致油氫差壓發生波動。

3.空側密封油泵出力不正常

當空側密封油泵存在設備缺陷，出力不正常，空側油壓發生波動，進而引起差壓發生波動。

4.密封油油質差

密封油油質差會引起閥桿或閥芯卡澀，使差壓閥無法正常工作，不能對油壓進行同步調整，從而引起差壓波動。

5.密封瓦泄漏

密封瓦因檢修質量差或安裝工藝工序不當以及瓦面烏金磨損會造成密封瓦密封不嚴，發生泄漏，使密封油油壓降低。密封間隙不均勻或其他異常情況造成泄漏量不均勻，導致密封油壓力發生波動，進而引起油氫差壓發生波動。

6.氫氣壓力變化

當氫氣系統管道出現泄漏情況時，也會引起氫氣壓力降低，導致油氫差壓的波動。

四、油氫差壓波動的危害

密封油系統油氫差壓過大可能會導致密封油進入發電機，主要有以下危害：

1.對發電機內部部件造成腐蝕；

2.密封油進入發電機內，密封油與氫氣混雜，使氫氣濃度下降；

3.若密封油油質不合格，含水率較高的話，會使氫氣濕度升高，使氫氣導電率增大，易發生發電機短路故障；

4.發電機內氫氣主要靠密封油壓大于氫壓來進行密封，一旦密封油壓小于氫氣壓力，會造成氫氣外泄，嚴重時可能發生氫氣爆炸。

五、油氫差壓波動的處理方法

1.對差壓閥進行檢測，是否是差壓閥故障波紋桶破裂導致油氫差壓不穩定，應切至備用密封油及時更換差壓閥。

2.如因為差壓閥彈簧線性不理想，可在機組停運過程中講差壓閥完全隔離再從新投入，重新調試，使差壓閥在額定工況下運行。

3.如果原因是波紋桶內空氣未放盡，聯系檢修對空氫側供油壓力信號管進行排氣。

4.加強對密封油品質進行檢驗，提高供油品質。保證油質清潔。

六、事件簡介

2017年12月26日11：26，4號機組在啟機中出現密封油系統油氫壓差波動，突升至99.74 kPa，后下降至33.32 kPa，空側直流油泵聯起，壓差回升至80.65-82.33 kPa保持正常。波動時間持續1分鐘，后油氫壓差恢復正常，密封油系統運行正常。

針對設備檢修及運行情況進行全面分析：

1.檢修情況

在2017年8月巡檢過程中發現，主差壓閥上部筒體閥桿處有油滲出，懷疑為上部波形筒內密封波形筒破損。聯系檢修人員解體，發現上部波形筒內部密封波形筒擠壓嚴重，密封波形筒破損，導致密封油沿著閥桿處滲出。

隨后聯系廠家對差壓閥整體進行返廠維修，更換油側承壓波形筒內部密封波形筒，對閥芯、閥桿進行研修。檢修后，進行承壓試驗檢測合格（附有檢驗報告）。

2.運行情況：

查看差壓波動前后數據參數，氫側交流密封油泵和空側交流密封油泵出口油壓均正常，無異常波動，油泵無故障。發電機內氫氣壓力始終為0.3MPa，保持穩定。對密封油油樣進行化驗，顆粒度等級<6，油質合格。主差壓閥調節、反饋正常，無卡澀現象。

綜合分析后，初步判斷為調試過程中未對檢修安裝后的主差壓閥進行排空氣或排氣不盡，導致差壓信號不能正常反饋，造成油氫差壓發生波動。

七、 處理結果

停機后，根據分析結果，對油側波形筒內部進行排空。緩緩打開與差壓閥油側波形筒相連的堵頭，有空氣排出，排至有密封油流出后，將堵頭緊固。啟機后對密封油系統進行監視，油氫差壓在正常范圍內，未見異常波動。

由于調試期間人員疏忽，未對差壓閥波形筒進行排空氣或未排盡，導致油氫差壓發生波動。

結語

密封油系統是發電機組的重要設備，一個小小的疏忽可能造成發電機進油、機組停運重大設備事故。雙流環式密封瓦結構比較復雜，檢修工作量較大，因此在檢修及調試過程中要做好技術管理工作，加強日常油質管理和定期維護工作，消除設備隱患，避免發生因密封油系統故障而發生的機組非停事件。

作者簡介：張世才（1990-），男，高級工，助理工程師，長期從事火力發電廠汽輪機檢修及汽機點檢。