300MW机组单流环式密封油系统典型故障及分析

300MW机组单流环式密封油系统典型故障及分析摘要：介绍了氢冷发电机组密封油系统的分类和特点，并针对马头发电公司单流环密封油系统出现过的几次的典型故障做了详细的分析。

abstract： the paper introduced the classification and features of seal oil system of hydrogen cooling generator，and analyzes the typical failure of single ring seal oil system in matou power generation company.关键词：单流环；密封油；故障；分析key words： single ring；seal oil；failure；analysis中图分类号：tm621.3 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）14-0048-021 氢冷发电机密封油系统作用、分类和特点现今大容量发电机均采用水-氢-氢方式冷却，发电机密封瓦（环）所需用的油，人们习惯上称之为密封油。

密封油系统专用于向发电机密封瓦供油，且使油压要高于发电机内氢压（气压）一定数量值。

密封瓦的型式通常有两类，一类是盘式，中等容量的发电机采用这种型式；另一类是环式，环式又分为单流、双流及三流环式三种。

马电5号、6号前苏制200mw发电机采用的是盘式密封，正常运行中主要监视密封油压和压紧油压。

缺点是此种密封油系统较为落后，尤其是轴向位移变化大时对密封瓦温影响过大。

马电7号、8号国产200mw发电机密封油系统采用的是双流环式。

双流环式油系统，氢侧油系统与空侧油系统各自独立，空、氢两侧油压相等，油流向分开，油量无交换。

双流环式油系统缺点是无真空净油装置，要求平衡阀和压差阀质量要高，要保证两侧油压平衡，维持油和氢之间有一定压差。

三流环式油系统与双流环式相似，氢侧油压与空侧油压也要相等，但在两侧油流的中间又增加了1路浮动油，油压略高于空侧油压，其作用是将密封环在大轴上“浮起”。

三流环式密封瓦共有4个油系统，6台油泵，结构较复杂，但密封较好，漏氢量少。

我公司发电机未采用此种密封油运行方式。

2 马电9号、10号发电机密封油系统2.1 马电9号、10号发电机为东方电气集团公司引进ge公司生产的发电机密封油系统即单流环运行方式。

具有以下特点：①单流环式供油系统在正常运行方式下，汽轮机来的润滑油进入密封油真空箱，经主密封油泵升压后由差压调节阀调节至合适的压力，经滤网过滤后进入发电机的密封瓦。

②空气侧的回油进入空气抽出槽，氢气侧的回油进入回油扩大槽后再向下流入浮子油箱，而后依靠压差流入空气抽出槽。

③有一套真空系统，起到油水分离作用，能将油中含有的水分先除去然后进入密封瓦，起到降低机内氢气湿度，提高氢纯度，保证回油畅通的作用。

④单流环式供油系统相比双流环式及三流环式机构简单，对制造和安装水平要求不高，但是漏氢量较大。

2.2 马头发电厂单流环密封油系统简介2.2.1 设备规范：氢气纯度 >96% 氢气露点 -5～-25℃发电机及氢气管路充氢容积：71m3漏氢量≤充氢容积 5%密封油油质：l-tsa32汽轮机油氢油压差：0.056±0.02 mpa密封瓦进油温度：35～45℃密封瓦出油温度：≤70℃2.2.2 系统介绍图2为马头发电厂#9发电机密封油系统图。

在正常运行方式下，汽轮机来的润滑油进入密封油真空箱，经主密封油泵升压后由差压调节阀调节至合适的压力，经滤网过滤后进入发电机的密封瓦。

本系统的密封瓦采用单流环密封瓦（图2），其中空气侧的回油进入空气抽出槽，氢气侧的回油后再向下流入浮子油箱，而后依靠压差流入空气析出箱。

汽轮机润滑油这一高压油源空气抽出槽内的油流入汽轮机润滑油套装油管，回到主油箱，开始下一个油循环。

系统还配置了一台再循环油泵，用于正常运行中对真空箱内的密封油的循环，经处于高度真空状态下的真空箱顶部设置的喷头降压喷雾，从而析出油中的水分和气体，不断的排出主厂房外，起到了循环处理作用。

此泵与主密封油泵联启联停。

真空泵的作用在于形成真空箱内的高度真空，出口有一储水器，应定期放水。

2.3 密封油系统的运行方式密封油系统具有三种运行方式，能保证各种工况下对机内氢气的密封。

2.3.1 正常运行方式回路：轴承润滑油管路→真空油箱→交流密封油泵→滤油器→差压阀→发电机密封瓦→机内侧（以下称氢侧）→扩大槽→浮子油箱→空气抽出槽→轴承润滑油排油→汽机主油箱。

空侧排油→空气抽出槽→润滑油排油→汽机主油箱。

2.3.2 在真空密封油箱故障或交流密封油泵全部故障情况下的事故运行回路：轴承润滑油管路→直流密封油泵→滤油器→差压阀→发电机密封瓦→氢侧排油→扩大槽→浮子油箱→空气抽出槽→轴承润滑油排油→汽机主油箱；空侧排油→空气抽出槽→轴承润滑油排油→汽机主油箱。

2.3.3 在主密封油泵和直流油泵都失去作用的情况下的紧急密封油回路：轴承润滑油管→滤油器→差压阀→发电机密封瓦→氢侧排油→扩大槽→浮子油箱→空气抽出槽→轴承润滑油排油→汽机主油箱空侧排油→空气抽出槽→轴承润滑油排油→汽机主油箱。

该运行回路的注意事项：轴承润滑油直接作为密封油源，密封发电机内氢气。

此时发电机内的氢气压力必须降到：0.05～0.02mpa 以下。

注意的是当主机润滑油系统停运时，可独立循环运行，此时应注意保持密封油真空箱高真空。

3 马头发电厂单流环密封油系统典型故障分析故障1：事情经过：2010年2月168小时试运期间，巡操发现主机油箱油位逐渐下降，但未发现润滑油系统有明显漏油现象，检查至6.3米时发现浮子油箱油位观察窗满油，同时主控告知回油扩大槽发油位高报警，就地巡操立即开启浮子油箱旁路门调整浮子油箱油位后，主油箱油位逐渐恢复正常，回油扩大槽油位高报警消失。

168小时试运结束后，经检查为浮子油箱浮球阀卡涩。

原因分析：回油扩大槽在发电机底部稍下，储存氢气侧回油。

油位高于设定值800mm时发报警。

该箱中间由一隔板隔开，防止发电机两侧风扇出口压力不一致时产生压差，造成油气在发电机两端之间循环。

箱体上部各设一根排气管，用以排掉低纯度的氢气。

两个回油间隔通过一个u型管连接，回油向下进入浮子油箱。

氢侧回油进入浮子油箱，氢气经分离通过其顶部的平衡管又回到回油扩大槽，油流入空气抽出槽。

由于浮子的控制作用，油箱内始终维持一定的油位，避免氢气进入空气抽出槽。

实现油位逐渐上升，浮子阀逐渐开大直至全开；油位逐渐降低，浮子阀逐渐关小直至全关的动态调节过程。

试运初期油系统油质不合格，油中含有大量杂质，造成浮子阀的阀芯在调节时出现卡涩。

同时细小颗粒使调节机构局部发生轻微磨损，加剧了卡涩状况。

当回油扩大槽油位逐渐上升时，浮子阀由于卡涩未能及时开启，使回油扩大槽油位继续上升，直至发高油位报警信号。

同时润滑油与密封油的进回油平衡被打破，使主油箱油位开始下降。

防范措施：经常检查浮子阀箱油位和主油箱油位的变化趋势，发现异常及时联系处理。

要定期通过节流浮子阀箱的进出口门，使油位升高或降低，让浮子阀在较大范围动作，人为地活动浮子阀，避免浮子卡涩和局部磨损。

在大修和小修中，定期检查浮子阀球体和各部调节机构活动情况，发现问题及时处理。

故障2：事情经过：2010年4月一段时间里发现氢气纯度经常不合格，多次进行排补氢，但只能维持一段时间。

后开启真后氢气纯度合格。

原因分析：密封油真空箱在正常运行中一般保持-95kpa以上，以利于密封油中的汽水析出。

虽然真空泵组不开，密封油系统也能维持运行，但极易是氢气中的水分和其他微量气体无法排除，造成纯度下降。

空油箱的真空泵组在零米安装，整套封装在一较为密闭的箱体内，前一时期控制箱面板指示灯坏没有配件，一直没有修复，运行值班员以为泵组在运行状态未仔细检查，加之真空油箱上未加真空表，主控dcs画面内真空油箱真空低报警未连点，使真空油箱处于一个微正压状态，其内气体和水蒸气未得到及时排除，造成氢气纯度经常不合格。

防范措施：加装就地真空表，连接好真空低报警。

经常检查真空泵组运行情况，保持真空油箱正常油压。

故障3：事情经过：2010年10月9号机组密封油系统a密封油泵运行，油压低信号发，备用b密封油泵联启，油压低信号消失，就地检查密封油泵运行正常，停用备用b密封油泵后，油压低信号又发出，备用b密封油泵再次联启。

怀疑a密封油泵故障，切换为b密封油泵后，出口油压低信号未发出，油压正常。

原因分析：巡视员就地检查a密封油泵运行平稳，未见异常，出口压力表波动比b密封油泵大。

首先排除了泵体内部故障的可能，检查发现真空箱的真空比平时的-94kpa高，达到了-98kpa，密封油泵工作在高真空下，机械密封的轻微漏气将会造成其出力明显下降，因此，联系检修对a密封油泵机械密封处涂抹黄油，再次启动a密封油泵后，油压恢复正常，油压低信号未再发出。

防范措施：记录运行密封油泵出口压力和真空箱真空的对应关系，进行于判断分析。

更换密封油泵的机械密封。

调节真空箱真空时，一定要缓慢，真空箱真空不可保持过高，防止油泵出口压力降低。

4 总结马头电厂9、10号发电机从投产到现在不过一年多的时间，之前我们完全没有这方面的实际经验，以上均是我在工作中遇到的一些问题和难点，但无论是哪一种类型的密封油系统，都或多或少地存在问题。

我们在分析和处理问题的过程中不断总结经验，完善系统，使密封油系统能够更好的安全稳定运行，为机组的安全经济运行做出贡献。

对于今后可能出现的新问题我们还要不断总结和学习。

参考文献：[1]东方电机集团公司《300mw汽轮发电机氢、油、水控制系统说明书》.[2]张军.引进型300mw发电机组密封油系统的技术特点及异常分析.[3]王压保，翟向纪.600mw汽轮发电机的漏氢治理.中小企业管理与科技.2010（09）.。