密封油系统存在的问题及对策

1、国产引进型300MW发电机密封油系统存在的问题及对策吕海涛（华能井冈山电厂,江西 吉安 343009）摘 要对发电机密封油系统存在的问题进行了初步分析，并提出了预防措施和改进意见。关键词300MW机组；密封油系统；平衡阀；差压阀目前国产引进型300MW汽轮发电机组的密封油系统虽然已经比较完善，但由于该系统比较复杂，在实际运行中的操作不当，以及检修维护质量的原因，使得该系统的运行仍然存在一些问题。由于密封油系统的运行安全直接威胁到整个发电机组的安全，如发电机机进油将引起发电机线圈绝缘下降；氢气纯度下降导致发电机效率降低，增加了机组补排氢次数和氢站制氢量，并可能导致发电机内部产生局部氢爆；发电机漏

2、氢还极易引起火灾。因此本人将自己在生产实践中遇到的一些问题进行了归纳分析，并提出预防和改进措施，以供大家参考。1 发电机内进油1.1在气体置换过程中，氢侧油箱满油，引起发电机进油。该种情况发生在发电机内氢气压力小于0.1Mpa以下，且氢侧油箱油位较高时。大家都知道氢侧密封油箱回氢管回到发电机消泡箱内，氢侧回油管回油到氢侧油箱是处于半充满状态回油，以利于溶解在氢侧密封油油中的氢气析出，并返回到发电进内。因此氢侧密封油箱的压力为发电机内氢气压力，随着发电机内氢气压力的降低，氢侧油箱上的氢气压力也将随之降低。而氢侧油箱的排油接在空侧油泵的入口，和空侧油箱形成连通管路。当氢侧油箱油位较高时，自动排油阀

3、浮子受浮力作用打开自动排油阀。这时该阀本应处于排油状态，但由于氢侧油箱压力过低，使得排油阀后的空侧密封油的压力高于该阀前氢侧油箱排油压力，从而不但排不了油，反而使排油阀后的空侧密封油进入氢侧油箱，造成氢侧油箱满油，引起发电机进油。 对此我们可以做一个简单的计算：根据伯努力方程，选择12为截面可得：h1= v2/2g +p/g+ hw，空侧密封油流量Q3.3×10-3m3/s，经计算v=0.269m/s，可见空侧密封油箱至空侧密封油泵入口流速很低，因此沿程阻力hw0，v2/2g0，h1p/g，p0.09Mpa。由计算可知当氢侧油箱上的氢气压力约等于0.09Mpa时，自动排油阀失灵。因此

4、在发电机内氢压小于0.1Mpa时，氢侧排油阀失去自动排油功能，这时要特别注意氢侧油箱油位，一般采取及时关闭自动排油阀后的截至阀，并通过氢侧油滤网后的大循环的排油和自动补油阀的补油来调整氢侧油箱油位。本人在实践中发现，当发电机内氢压小于0.1Mpa时，虽然自动排油阀已失灵，但自动补油阀仍然动作灵活可靠。这是因为自动补油来自空侧油泵出口，其压力始终高于氢侧油箱内压力。因此人为的控制氢侧油箱的低油位运行，就会使氢侧油箱一直处于补油状态，从而保证氢侧油位处在自动调整状态。而要保持氢侧油箱的低油位运行只需使氢侧油压略压高于空侧油压，保证氢侧向空侧的少量窜油，运行中只需将平衡阀调整螺栓做微量调整即可。这样

5、就可以使得低氢压时氢侧油箱油位仍处在自动调整状态，从而避免了人为调整，省去了运行人员的监视，而且使系统运行变得非常安全，有效避免了氢侧油箱满油，造成发电机进油的事故。用该办法调节氢侧油箱油位需要注意：第一，保持氢侧油压略压高于空侧油压即可（小于50mmH2O），以免对氢气纯度产生较大影响；第二，该方法适合在发电机充排气体时且氢压小于0.1Mpa时使用，系统正常后要及时调整回原来的平衡状态。1.2机组升速过程中差压阀、平衡阀跟踪不好，造成发电机进油。这是因为机组在升速过程中，尤其是热态启动过程中，发电机转速变化很快（300rpm/min），由于发电机两侧风扇的影响，机内两侧氢压升高，使得差压阀关

6、小，空侧油压上升，在平衡阀的作用下，氢侧油压也随之上升。但由于发电机内氢气压力上升速度快，若差压阀调节品质不好，就会出现差压阀波动，密封油压也将随之波动，造成发电机进油或发电机两侧端向外喷油雾；若平衡阀调节品质不好，还会出现空侧向氢侧窜油，使氢侧回油量增大，导致随高速旋转发电机风扇吸卷进入发电机内的油量增加。差压阀、平衡阀的调节品质除了和产品质量有关外，还和润滑油品质，密封油滤网以及运行人员的操作有密切关系。因此要从各个方面下功夫，如选择质量可靠的进口阀；在润滑油中加装装磁性滤油装置；采用高精度密封油滤网；补排氢时要不要太快，缓慢进行等。1.3另外密封瓦的加工缺陷，也是导致发电机进油的一个原因

7、。我厂就曾经出现过因密封瓦上一个工艺孔没有焊死，导致该漏点向发电机内渗油，每天从发电机检漏仪放出1升左右的油来，经多方面调整都无效果，最后揭瓦发现漏点，经补焊处理后才得以消除。2 密封油系统的振动2.1差压阀摆动导致系统振动。差压阀摆动是造成密封油系统振动的一个主要原因，其摆动主要有两方面的原因。第一是密封油品质差，油中含有杂质，造成差压阀或空侧油泵出口逆止阀卡涩，从而引起系统振动。该项工作主要是在机组调试阶段润滑油系统滤油时把好关，防止杂物、异物、沙粒（一些铸造设备没有处理干净所致）等残留在系统中，并在润滑油系统调试后再调试密封油系统，且密封油系统整体调试前对管道加装滤网进行大流量冲洗滤油，

8、油滤好后再接信号测量管路，以保证密封油系统的清洁。第二是差压阀空侧油压信号过于灵敏，导致差压阀摆动。该种情况往往在氢气压力变化较大或系统油压波动较大时发生。原因是主差压阀空侧油压信号取自空侧油泵出口附近，本身压力就不很稳定，再加上该压力主路取样管比较粗，导致压力信号比较灵敏，从而引起差压阀频繁波动。其实原进口该种密封油系统主差压阀空侧油压信号管路上只有一个节流孔，并没有设计该路取样管道，国内加装旁路主要是基于该系统在低温启动时因油的粘性大，空侧油压经节流孔反应不灵敏而设计。因此正常运行时靠节流孔取空侧油压即可，主路取样管只起到配合调节作用，系统正常运行时可保持其关闭，而这一点运行人员往往不是很

9、清楚，以为这一路全开才对。2.2空侧防爆风机出口逆止门卡涩，导致系统振动。该逆止门卡涩将使油箱形成正压，导致油箱内空侧油中的氢气不易析出来，且分离出来的氢气不能及时排出，这样将会使得氢气随空侧密封油进入空侧油泵入口，导致空侧油泵出口压力波动，油泵振动，联带引起差压阀振动。因此空侧防爆风机的出力应该尽量选择大一些 ，以利于回油和析出、排出氢气，且要选择动作可靠的出口逆止门。另外空氢侧油压信号管中含空气，空氢侧安全阀泄漏，再循环阀位置调整不当等，也将会引起系统振动。3 发电机氢气纯度下降快3.1空氢侧油压不平衡，导致氢气纯度下降。由于平衡阀不可能保持空氢侧油压的绝对平衡，因此空氢侧密封油发生窜油将

10、会不可避免。当空侧油压高时，空侧油窜到氢侧，再经密封油内油档被发电机风扇吸卷，将油中携带的空气释放到发电机内，同时氢侧油箱油位升高，自动排油阀打开排油；当氢侧油压高时，氢侧油窜到空侧，氢侧油箱油位降低，自动补油阀打开，使含空气量较高的空侧油补充到氢侧油箱，并进入氢侧油循环，最终将空气释放到发电机内。因此无论是氢侧还是空侧油压高，都将导致发电机内氢气受到污染，尤其是当空氢侧密封油存在较大的不平衡时影响更大。停机时，释放到发电机内的空气因受重力作用，还将逐渐下沉到发电机底部，聚集到发电机死角和低点处，造成发电机局部将油纯度不合格，产生局部氢爆的危险。因此如何尽可能的保持空氢侧油压平衡，是解决该问题

11、的关键所在。运行中要求空氢侧油压差在±50mmH2O，一般以密封油系统上的调端和励端的平衡表为判断油压平衡的依据，辅之以汽轮机运行平台就地空氢侧油压表。但由于现场压力表计的误差，以及平衡表取压信号存在误差，往往平衡表调平衡了，而实际空氢侧油压并没有平衡。本人在实践中觉得调整平衡阀应以平衡表为粗调信号，而以氢侧油箱补排油管道的温度为细调信号。这是因为正常运行时空氢侧回油温度在5060左右，若空氢侧油压比较平衡，就会出现氢侧油箱补油和排油量很微小的情况，补排油管道就会是冷的或者微热。若运行中补油或排油管道很热，说明氢侧油箱在补油或排油，那么空氢侧密封油一定存在着较大的不平衡，因此即使是表

12、计平衡了，还是需进一步调整平衡阀。3.2密封瓦间隙大，导致氢气纯度下降。当空氢侧密封油差压保持一定时，空氢侧密封油的交换量与密封瓦间隙成正比。对于国产引进型300MW汽轮发电机组，密封瓦直径间隙在0.150.28mm之间，由于密封瓦安装间隙的偏大和运行中密封瓦磨损都将导致密封油流量的大大增加，而空氢侧密封油不可避免的存在着交换，密封油流量的增加将导致空氢侧油量交换的成倍增加，空侧窜到氢侧的密封油携带的空气、水份最终将被交换到发电机的氢气中去，从而降低了氢气纯度。因此密封瓦检修时应严格按照标准，保证密封瓦的间隙尽量靠近下限，以减少密封油流量，并保证密封瓦不被磨损；另外就是采用高精度密封油滤网，降

13、低密封油中的颗粒度，从而减少密封油中的微小颗粒与密封瓦及轴颈的相对流动产生的研磨。3.3密封油温过高，导致氢气纯度下降过快。众所周知密封油的粘度随着温度的升高而降低，流动性随着粘度的降低增强。因此在相同密封瓦间隙的情况下，随着密封油温度的升高而导致密封油流量增大，从而导致空氢侧密封油交换量的增加。一般情况下，密封油温度应控制在2750之间。在密封油冷却水量充足的情况下，为了减小空氢侧密封油交换量，可尽量控制密封油温保持低限运行，原则是发电机轴承振动不受影响。5 结 论（1）发电机气体置换过程中，气体压力小于0.1Mpa时容易进油，经微调平衡阀，保持氢侧油压略压高于空侧油压是可以避免进油发生的。（2）差压阀、平衡阀调整不好，启停机过程中易发生发电机进油，要从设备、运行等多方面下功夫才能避免。（3）密封油油质差，差压阀空侧油压信号过于灵敏，防爆风机出口逆止阀卡涩，都将造成差压阀的摆动。改善油质，关闭差压阀空侧油压主路信号，限制氢压变化速度是解决该问题的有效措施。（4）空氢侧密封油量的交换和密封瓦间隙偏大，是发电机氢气纯度下降的本质原因。采取适当的调整措施调整好平衡阀，控制较低的密封油温度，改善油质，保证较小的密封瓦间隙，对氢气纯度的下降过快将有所改善。参 考 文 献1汽轮机望亭发电厂编著 中国电