1、發電機進油原因分析及預防    關鍵詞:密封瓦;發電機;防范措施;單流環一、概述 發電機密封瓦(環)所用的油(其實就是汽輪機軸承潤滑油),人們習慣上按其用途稱之為密封油。密封油系統專用于向發電機密封瓦供油,且使油壓高于發電機內氫壓一定數值量,以防止發電機內氫氣沿轉軸與密封瓦之間的間隙向外泄漏,同時也防止油壓過高而導致發電機內大量進油。 密封油系統是根據密封瓦的形式而決定的,密封瓦的型式通常有兩類,一類是盤式,中等容量的發電機采用這種型式;另一類是環式,環式又分為單流、雙流及三流環式三種。單流環式供油系統只有1套,不分氫側和空側。在正常運行方式下,汽輪機來

2、的潤滑油進入密封油真空油箱,經主密封油泵升壓后由差壓調節閥調節至合適的壓力,經濾網過濾后進入發電機的密封瓦。空氣側的回油進入空氣抽出槽,氫氣側的回油進入擴大槽后再向下流入浮子油箱,而后依靠壓差流入空氣抽出槽。 二、某公司采用單流環密封瓦的密封油系統簡介 某公司采用單流環密封瓦的密封油系統見圖1。 圖1某公司采用單流環密封瓦的密封油系統 1、系統簡介。左圖為某公司汽輪發電機密封油系統圖。在正常運行方式下,汽輪機來的潤滑油進入密封油真空油箱,經交流密封油泵升壓后由差壓調節閥調節至合適的壓力,經濾網過濾后進入發電機的密封瓦。本系統的密封瓦采用單流環密封瓦,見圖2,其中空氣側的回油進入空氣抽出槽,氫氣

3、側的回油進入擴大槽后再向下流入浮子油箱,而后依靠壓差流入空氣抽出槽。由于采用汽輪機潤滑油這一高壓油源,空氣抽出槽內的油無法流入真空箱,而只能流入汽輪機潤滑油套裝油管,回到主油箱,開始下一個油循環。 系統還配置了一臺再循環油泵,用于正常運行中對真空箱內的密封油打循環,經處于高度真空狀態下的真空油箱頂部設置的噴頭降壓噴霧,從而析出油中的水分和氣體。真空泵不斷的工作,形成真空箱內的高度真空,同時將空氣和水分抽出并排出主廠房外,起到了密封油循環凈化的作用。另外,在擴大槽頂部和發電機底部引出細管,接至油水探測器,用于正常運行及氣體置換時檢查密封油進入發電機的程度。發現有油時應及時排放并查找原因予以消除。

4、 2、主要技術參數。密封油油質:同汽機潤滑油;密封瓦進油溫度:2550;密封瓦出油溫度:70;密封瓦油壓大于機內氫壓:0.056±0.02(MPa);密封瓦用油量:汽端92L/min勵端92L/min 3、密封油系統運行回路。正常運行回路:軸承潤滑油供油管真空油箱主密封油泵(或備用密封油泵)濾油器壓差閥發電機密封瓦氫側排油(空側排油不經過擴大槽和浮子油箱直接回空氣抽出槽)擴大槽空氣抽出槽軸承潤滑油排油汽機主油箱。事故運行回路:軸承潤滑油供油管事故密封油泵(直流密封油泵)濾油器壓差閥發電機密封瓦氫側排油(空側排油不經過擴大槽和浮子油箱直接回空氣抽出槽)擴大槽空氣抽出槽軸承潤滑油排油汽機

5、主油箱。緊急運行回路:此運行回路的作用是在主密封油泵和直流油泵都失去作用的情況下,軸承潤滑油直接作為密封油源密封發電機內氫氣。此時發電機內的氫氣壓力必須降到0.05MPa。 4、密封油系統的油位控制。擴大槽在發電機底部稍下,儲存氫氣側回油。油位高于預定值時發報警。該箱中間由一隔板隔開,防止發電機兩側風扇出口壓力不一致時產生壓差,造成油氣在發電機兩端之間循環。箱體上部設一根平衡管與浮子油箱連通,用以平衡擴大槽與浮子油箱的壓力以保證擴大槽回油暢通。兩個回油間隔通過一個U型管連接,回油向下進入浮子油箱。氫側回油進入浮子油箱,氫氣經分離通過其頂部的平衡管又回到擴大箱,油流入空氣抽出槽。由于浮子的控制作

6、用,油箱內始終維持一定的油位,可以避免氫氣進入空氣抽出槽。油位逐漸上升時,浮子閥逐漸開大直至全開;油位逐漸降低時,浮子閥逐漸關小直至全關。空氣抽出槽位置低于擴大槽以確保回油。發電機軸承的回油與空氣側回油混合后進入空氣抽出槽,空氣在此分離經外管線排出,回油進入汽輪機軸承回油套裝母管,回到主油箱。密封油真空油箱的油位由一浮子閥控制。油位逐漸上升時,浮子閥逐漸關小直至全關;油位逐漸降低時,浮子閥逐漸開大直至全開。當浮子閥故障時,易于出現油位失控的現象,此時可通過開關手動補油門暫時來維持合適的油位。 三、發電機進油原因分析 發電機密封油系統可有效地密封發電機內氫氣,但當控制或操作不當時,可能造成密封油

7、進入發電機,影響定子線圈的絕緣性能,嚴重時使絕緣擊穿,出現匝間或相間短路,嚴重影響機組的正常運行。 1、密封瓦配油槽處油壓大于氫壓0.075Mpa,使密封液油直接流入發電機內。引起密封瓦配油槽處油壓高主要有:(1)差壓閥內部波紋筒損壞或差壓閥卡澀,差壓閥調節異常,使密封瓦配油槽處油壓大于氫壓0.075Mpa。(2)差壓閥初始整定值不正確,不能滿足正常運行的需要,密封瓦配油槽處油壓大于氫壓0.075Mpa,這主要出現在差壓閥檢修后。(3)發電機內氣體壓低于0.08Mpa,使差壓閥工作性能降低,不能正常調節,密封瓦配油槽處油壓大于氫壓0.075Mpa,此種情況主要出現在發電機氣體置換和發電機事故排

8、氫期間。        2、密封瓦回油不暢,使密封瓦處積油進入發電機。(1)浮子油箱油位自動控制失靈,浮子閥開啟在某一開度卡住或浮子閥在較高油位時不能自動開啟,使浮子油箱和擴大槽滿油,使氫側密封瓦回油不暢,最后進入發電機。(2)在發電機氣體置換等情況下,當發電機氣體壓低于0.05Mpa時,導致浮子油箱浮子閥調節性能變差,浮子閥不能正常工作,使浮子油箱和擴大槽滿油,使氫側密封瓦回油不暢,最后進入發電機。(3)用以平衡擴大槽與浮子油箱壓力的平衡管截止閥未開時,使浮子油箱上部憋壓,導致浮子閥無法打開,使氫側密封瓦回油不暢

9、,最后進入發電機。(4)系統啟動時密封油回油系統浮子油箱進、回油門等閥門未開,或運行中誤關,使氫側密封瓦回油截斷,最后進入發電機。 3、密封瓦,要求裝配間隙精度相當嚴,如果制造、安裝達不到要求則會導致密封瓦間隙過大,在現場實際安裝過程中,由于密封瓦與發電機軸間隙很小,現場測量其間隙也有很大難度,用常規工具無法固定密封瓦,都極易造成密封瓦間隙過大,使密封油進入發電機。 4、密封瓦與軸徑間隙過小導致密封瓦磨損,或由于不良的密封油導致密封瓦處軸徑產生劃溝或磨損,造成密封瓦與軸徑徑向總間隙超標,使密封油進入發電機。 5、某公司發電機進油的事例 事例一: 2006年12月9日,#4機組準備啟動,10:4

10、5開始進行發電機風壓試驗。12月10日00:45發現油水探測器中有油,進行放油,但是油水探測器中油連續不斷,放不盡。檢查發現發電機勵端氫油壓差0.085Mpa較高,隨后退出差壓閥運行,運行人員手動用旁路調整差壓,但是當勵端氫油壓差正常時,汽斷顯示偏低。4:40申請領導后#4機停盤車,停密封油泵,發電機泄壓。9:00檢修人員打開發電機人孔門檢查進油情況,結果無大的問題,其后對密封油壓力表進行校驗,并對差壓閥重新進行整定。14:00啟動密封油泵,發電機進行氣體置換,發電機未發現進油現象。 事例二: 2007年4月3日,7:10發現#4發電機氫油差壓波動嚴重,威脅機組安全運行。檢查發現為壓差閥動作失

11、常,9:15退出差壓閥運行,運行人員手動用旁路調整差壓,氫油差壓維持穩定未出現波動。后對差壓閥解體檢查,發現密封墊片損壞。需購置備品備件處理后,差壓閥于4月18日投入運行,運行良好。 事例三: 2008年9月6日,#4機啟動并網正在升負荷,15:30巡檢發現油氫探測器有存油,進行放油處理。16:20發現發電機勵端氫側密封油回油溫度高報警,達到100,速降負荷至110MW,此時發電機汽端氫側密封油回油溫度為115,且汽端密封油管向外漏油較嚴重,立即打閘停機。16:25發現油氫探測器均滿油,通知檢修人員進行排油。19:00進行發電機氣體置換,其后對發電機、浮子油箱浮子閥,回油擴大槽及密封油系統各閥

12、門管道等進行檢查,最終確定為密封油擴大槽與浮子油箱平衡閥未開導致發電機氫側回油不暢,造成回油溫度急劇升高。發電機進行放油處理后,#4機于9月10日啟動帶負荷正常。 四、防止發電機進油的措施 1、在發電機充排氣體時,差壓閥是一個大幅度動態調節過程,要緩慢升降發電機氣體壓力,以保證差壓閥差壓跟蹤調節良好,不出現油氫差壓大幅度波動和差壓閥卡澀的現象,若發現密封油油氫差壓不正常,則應停止升降發電機氣體壓力,并手動干預差壓調節閥。 2、發電機氣體置換和發電機事故排氫期間,要嚴密監視發電機氣體壓力,當發電機氣體壓低于0.08Mpa使,差壓閥應退出運行,投入差壓閥旁路手動調整油氫差壓,保證差壓在規定范圍內。

13、 3、發電機內氣壓偏低(低于0.05MPa)浮子油箱必然排油不暢,甚至出現滿油,只要擴大槽的油水探測報警器內不出現油,則說明氫側回油依靠氫側擴大槽與空氣抽出槽之間的高度已自然流至主空氣抽出槽。盡管如此,氣壓偏低時仍然必須對油水探測報警器加強監視,一旦出現報警信號或發現有油,應立即進行人為排放,以免油滿溢至發電機內。機內氣壓升高,浮子油箱排油才會通暢。另外當發電機內氣壓偏低(低于0.05MPa)時,浮子油箱可切為旁路運行,手動根據視窗油位調整回油門開度保持視窗有一半的油位,但是一定要注意回油門開度過大是回油“油封”破壞,導致發電機氣體泄漏。 4、保證油水報警裝置能起到有效的報警作用,若發電機內進

14、入油或水,流至油水報警裝置內到一定高度即發出高液位報警,運行人員可以從底部放出油或水,再做出相應的處理。此時發電機內已進入少量的油或水,但如果情況能得到控制,則不影響機組的正常運行。 5、對差壓閥定期檢查維護,保證其可靠運行。 6、提高操作人員的技術水平和責任性,加強操作管理,保證密封油系統各閥門開關狀態正確設備運行良好。 7、加強密封油質檢測,保證油質合格,防止密封瓦損壞。 五、結論 綜上所述,發電機正常運行時進油,將危及發電機的安全;停機后退氫時進油,將延長機組的停運檢修時間。因此防止發電機進油應引起運行人員的足夠重視。但是只要掌握了其工作原理以及進油的原因,就能應用自如,更能避免發電機內部進油事故的發生。以上是對某公司300MW機組的單流環式密封油系統曾經出現的典型故障進行了簡單的分析,希望對讀者有所幫助。 作者單位