330MW发电机单流环式密封油系统原理及调试故障分析

330MW发电机单流环式密封油系统原理及调试故障分析

【摘要】发电机密封油系统，调试过程复杂，以往同类型机组安装中因调试故障，发电机经常出现进油现象，严重影响了机组168整组启动的进度。通过我们对系统原理的深入学习，设备安装阶段的跟进，能较好的解决调试故障，避免发电机进油事故。

【关键词】发电机密封油差压阀浮子油箱空气抽出槽

广州中电荔新电厂，2×330MW机组于2009年投产建设，2012年上半年2台机组都进入168之前的分部试运阶段。作为业主方，我们主要负责该阶段的系统试运跟踪督促工作，在发电机密封油系统调试阶段，遇到了较多设备调试故障，通过大家对密封油系统原理和设备安装阶段的学习，及时的解决了调试中的问题，促进了机组168整体试运的顺利进行。

荔新电厂，2×330MW机组采用东方电机厂生产的发电机，型号为QFSN-330-220B，冷却方式为水氢冷。发电机密封油系统使用单流环式，机内氢气是靠转轴与密封瓦之间的压力油密封的，密封油系统的作用就是向发电机密封瓦供油，且使油压高于发电机内氢压一定数量值，约为0.056±0.02Mpa，已防止发电机内氢气沿轴与密封瓦之间的间隙向外泄漏。

1 密封油系统原理分析

发电机密封瓦所需用的油，其实就是汽轮机轴承润滑油，按用途习惯称为密封油。位于发电机密封座内的密封瓦在轴向与径向分开，采用弹簧连接，有较好的随动性。在密封瓦旁靠机内侧同时装置了梳式挡油盖和接触式挡油盖，可避免机内受到油污染。

荔新电厂密封油系统原理如图所示，密封油系统包括正常运行回路、事故运行回路、紧急密封油回路、真空装置及开关表盘。

正常运行回路：主机轴承润滑油供油管→真空油箱→主密封油泵（或备用密封油泵）→滤油器→压差阀→发电机密封瓦→氢侧排油（空侧排油不经扩大槽和浮子油箱直接回空气抽出槽）→扩大槽→浮子油箱→空气抽出槽→轴承润滑油回油→汽机主油箱。

事故运行回路，密封油泵直接接从轴承润滑油供油管取油，而紧急密封油回路则由主机轴承润滑油管直接供油，经过滤油器和压差阀至发电机密封瓦。

扩大槽里面有一个横向隔板，把油槽分成两个隔间，之间可通过外侧的U 形管连接，目的是防止因发电机两端之间的风机压差而导致气体在密封油排油管中进行循环。发电机氢气侧（以密封瓦为界）汽端、励端各有一根排油管与扩大槽相连，来自密封瓦的排油在此槽内扩容，以使含有氢气的回油能分离出氢气。

扩大槽内部有一管路和油水探测报警器相连接，此管路安装在扩大槽汽端，高于扩大槽至浮子邮箱回油管，当扩大槽内油位升高超过预定值时发出报警信号。

浮子油箱的作用是使氢侧回油中的氢气进一步分离，浮子油箱内部装有自动控制油位的浮球阀，浮球阀动作需灵敏，油位升高浮球阀开大，以使该油箱中的油位保持在一定的范围之内。浮子油箱外部装有旁路手动阀及液位视察窗，以便必要时人工控制油位。浮子油箱与扩大槽平衡管两个阀门在系统运行时一定要开启，因为浮子油箱能否正常回油，完全依靠引至扩大槽平衡管的氢压。

2 密封油系统调试故障分析

发电机密封油系统整体调试，对推进机组整组启动具有重要意义，因为它的成败，直接关系到主机能否按预定时间冲转。所以我们汽机专业组严格审核调试单位方案，并召开专业组会议，分析同类型电厂调试中的故障案例，对可能遇到的问题，做了预防性工作。为了防止发电机进油，我们在扩大槽油水探测器信号管上接了一条胶管，用于更直接的观测扩大槽是否满油，一但发现胶管滴油，立即停泵排油，这样可有效防止发电机进油。以下是荔新电厂发电机密封油系统调试遇到的故障分析。

（1）发电机密封油系统，油泵、真空油箱、真空泵、空气抽出槽风机等设备经过分部调试合格后，就安排系统整体调试。调试人员安排运行人员往发电机进压缩空气，开启轴承润滑油至真空油箱手动门，真空油箱油位正常后，启动密封油泵向密封瓦供油，2小时后我们就发现扩大槽油水探测器胶管滴油，立即通知运行人员停油泵排油。经检查，浮子油箱油位、压差阀、密封瓦等都未见异常，随后调试人员决定再次启动油泵运行，为了排除浮子油箱浮球影响，浮子油箱改由旁路手动调节运行，1小时候后扩大槽油水探测器再次进油，可确定扩大槽已满油。经仔细检查，并邀请设备厂家现场查看也未见明显异常。询问电建单位，扩大槽、浮子油箱、空气抽出槽、回油管道等安装标高倾斜度是否符合图纸规范，答复是“没问题”。我们专业组仔细分析，逐步排查，用透明胶管灌水量标高差，空气抽出槽与轴承润滑油回油母管标高差>30mm，符合要求，但发现扩大槽与空气抽出槽标高差小于图纸设计要求，扩大槽安装标高偏低50mm，即不能满足发电机厂要求值高差380mm，导致密封油氢侧回油不畅，经电建单位提高扩大槽安装标高后，密封油回油至扩大槽没有不畅溢流现象。

（2）发电机密封油系统，差压阀可自动调节油量大小，保证油压始终大于气压0.056Mpa。密封油系统在调试时，调试人员安排打风压，发电机风压充至250Kpa，密封油出口调成0.67Mpa，油氢压差阀整定56Kpa，投浮子油箱关闭旁路，浮子油箱油位正常。几小时后巡视发现，密封油扩大槽油水探测器进油报警，可判断扩大槽油位高溢油至探测器，此时发电机风压降至200Kpa，且浮子油箱满油，及时通知运行人员停密封油泵，检查发电机无进油，通知电建单位把扩大槽、浮子油箱放油至正常。经仔细检查发现差压阀控制部分漏油，密封油扩大槽与浮子油箱平衡管手动门被关，造成浮子油箱满油，密封油差压阀油-氢压差大，扩大槽油位升高溢流。经过处理后，再次启动密封油泵运行，扩大槽、浮子油箱回油正常，没有满油现象。

（3）密封油真空油箱的空气和水分，通过2台罗茨真空泵和1台水环泵抽吸排出厂外，保证密封油清洁度并维持油箱真空。调试密封油系统时，发现油箱真空下降至-80kpa，通过仔细检查管路和阀门，没有发现密封不严现象，2台罗茨真空泵也运转正常，但用测温枪检查保护罩内水环式真空泵时，发现泵体温度达到90°，2台罗茨泵体温度95°。分析认为，水环式真空泵原理为通过改变水环容积来抽吸气体，叶轮几乎完全浸在密封水中，且密封水为常温工业水，泵体温度一般不会太高，经逐步排查，发现水环真空泵出口的汽液分离器排水管排水很少，且有蒸汽冒出，即可判断水环泵密封水堵塞，造成抽吸能力下降，通过敲打密封水进水管后，分离器排水突然增大，并且3台泵运行温度也很快降了下来，真空也升高到-90Kpa，真空油箱恢复正常运转。

密封油系统设备较多，调试过程较复杂，因设备安装不符规范及人员操作失误，我们在调试中遇到了各种问题，但是通过认真分析，查找原因，逐步排查，提出解决方案，我们能够很好的处理调试故障，这些故障问题的处理也为以后机组的稳定运行积累了宝贵经验。

参考文献：

[1]东方电机股份有限公司《300MW汽轮发电机氢、油、水控制系统说明书》.