一起国产350 MW发电机进油事件分析

罗全生

(西安热工研究院有限公司，陕西 西安 710032)

某电厂建设的350 MW超临界火力发电机组，发电机为哈尔滨电机厂有限责任公司生产的QFSN-350-2型三相交流隐极式同步汽轮发电机，冷却方式为水—氢—氢。该机组在试运期间按要求投入盘车运行时，用密封油备用压差阀旁路门手动控制向空侧密封瓦送入密封油，以满足盘车需要。投入盘车运行6 h左右，监视人员汇报汽机主油箱油位降低，经全面检查发现，发电机油水探测器处有油渍，判明发电机内已进油。

1 系统介绍

该汽轮发电机密封油系统采用典型的双流环式结构，密封瓦内有2个环形供油槽，形成独立的氢侧和空侧密封油系统。

从供油槽出来的油分成2路，沿着轴向通过密封瓦内环和轴之间的径向间隙流出。当氢侧和空侧供油压力平衡时，油流不会在2个供油槽之间的空隙中串动，密封油系统的氢侧供油将沿着轴朝发电机一侧流动，而密封油系统的空侧供油将沿着轴朝外轴承一侧流动。由于这2个系统之间的压力平衡，油流在这2条供油槽之间的空间内将保持相对静止，其油压高于发电机内的氢气压力约85 kPa，从而防止氢气从发电机漏出。空侧密封瓦回油与发电机轴承润滑油回油汇合在一起回到氢—油分离箱，至空侧密封油泵入口，形成空侧闭式循环系统；氢侧密封瓦回油经发电机消泡箱后进入氢侧密封油箱，再回到氢侧密封油泵入口，形成氢侧闭式循环系统。

1.1 空侧供油

空侧供油分为主工作油源与备用油源。主工作油源由交流密封油泵提供，油泵出口压力为0.8～1.0 MPa，空侧密封瓦供油采用旁路压差阀调节油—氢压差，压差阀按机内氢气压力自动调节，保证密封瓦的正常工作油压，油—氢压差为85 kPa。系统配一台直流油泵作为危急备用泵。备用油源一路采用汽轮机主油泵来的1.6～1.8 MPa高压油，经减压阀后供给空侧密封瓦，减压阀的出口油压为0.88 MPa，当主工作油源发生故障，油—氢压差降到56 kPa时，备用油源自动投入运行；另一路备用油源也由汽轮机油系统提供，它由汽轮机主油箱上的备用交流密封油泵供给，也经过备用压差阀，然后进入密封瓦，当汽轮机转速低于额定转速的2/3时，油—氢压差降到56 kPa时投入。若上述油源均不能作为空侧密封油源时，可由汽轮机润滑油系统供给，其提供的油压较低，为0.035～0.105 MPa，此时必须及时将发电机内氢气压力降低到0.014 MPa运行。

1.2 氢侧供油

正常工作油源由交流油泵供给，分成汽端、励端2路，各经过一个平衡阀根据空侧油压自动调节相应氢侧油压，控制空、氢两侧压力平衡，然后进入密封瓦，系统配一台直流油泵作为危急备用泵。

2 发电机进油事件发生过程及处理

2.1 进油事件发生过程

该机组试运期间，在投入汽机油系统及发电机密封油对汽机盘车系统进行试运时，因氢侧密封油系统有消缺工作(主要处理密封油箱油位计指示及油位高、低报警信号并进行氢侧油过滤器检查消缺)，为尽快投入盘车运行，采用密封油备用压差阀旁路手动门控制向空侧密封瓦送入30 kPa密封油，以满足盘车运行需要；同时检查汽机各轴承润滑油、顶轴油正常后投入盘车运行。盘车过程中监视润滑油压、顶轴油压、密封油压及各油泵电流、盘车电流等相关参数未发现异常。盘车投运6 h左右，监视人员报告汽机主油箱油位有降低。检查汽机油系统未发现有漏点，润滑油、顶轴油系统运行正常，但汽机主油箱油位确有降低，由-234 mm最低降至-310 mm。随即排查密封油系统，检查发电机油水探测器处，发现各油水探测器内均有油，判明发电机内已进油。

2.2 进油事件处理

确认发电机进油后，停止汽机盘车运行，停止向空侧送密封油，进行发电机排油，将各油水探测器内的油放出，共放出透平油3桶。待发电机氢侧系统消缺完毕后，重新投入油系统运行，按正常回路投入空侧、氢侧密封油系统，向发电机内充入0.1 MPa压缩空气，控制氢侧密封油箱油位。检查密封油系统运行正常，再次投入盘车运行。此时汽机主油箱油位由-310 mm回升至-270 mm，即油位从-234 mm降低至-270 mm，油位降低了36 mm。经计算，这与发电机内进入的油量基本相当。在其后投盘车运行期间未发现发电机进油现象。

为了消除发电机进油对以后发电机运行的影响，确保发电机运行安全，决定对发电机内部进油进行全面清理。停止汽机盘车运行，停止油系统运行，打开发电机下部人孔门，将发电机内残留的透平油清理干净，并打开发电机出线柜对漏油进行清理。处理进油事件用时3天，保证了发电机今后的安全运行，消除了事故隐患。

3 进油事件原因分析

在投用盘车前向密封瓦送密封油时，为防止发电机进油，尽量降低了供入空侧回路的密封油压力，控制压力为30 kPa。此时发电机空侧回油正常，且由于氢侧未送上密封油，空侧密封油通过密封瓦间隙漏入氢侧回到氢侧密封油箱，并通过氢侧密封油箱排油装置排至空侧密封油泵进油管，再倒回至空侧回油系统，在系统上该回路是导通的。但在实际投用时，发电机内却发生了进油。

通过现场对密封油回油通道的分析，得出发电机进油的主要原因是：氢侧密封油泵未运行，氢侧油位升高后不能通过压力排油回路排出；在密封油系统单侧投用期间，通过密封瓦由空侧漏入氢侧的油量，未能完全由消泡箱经氢侧密封油箱排油装置顺利排至空侧回油系统；该通路是通过油的高度差自然流动的(氢侧消泡箱与空侧回油箱排油口高度差只有约1 m)，油流通过较长管路及阀门等沿线存在流动阻力，油的流动不能克服系统的阻力，漏入的油量大于排出的油量使氢侧油位上升，直到从密封瓦间隙处漏入发电机内。尽管在投用密封油时有防止发电机进油的意识，但在投用过程中对氢侧回油通路不能顺利排油，却未能引起足够重视。另外，在投用密封油的过程中，用于监视发电机氢侧消泡箱油位高的报警信号(2个)以及发电机用于监测进油水的油水探测器报警信号(3个)，均未发出报警，经检查发现这几个报警信号校验不正确，失去了远方监视发电机进油的警示；再加上在此过程中值班人员没有到就地检查发电机是否有进油，使得未能及早发现有油进入发电机。

4 防止发电机进油措施

针对本次发电机进油事件，总结出以下几点防止发电机进油的措施。

(1) 在进行密封油系统投用时，应对氢侧消泡箱液位高报警信号及发电机各油水探测报警信号进行校验确认，确保动作正确。

(2) 在投入密封油系统前要确认空侧、氢侧油系统正常。如有消缺工作，应待消缺完成再进行工作，不能因为赶进度、赶节点而忽视安全，造成工作不到位，系统未能按正常回路运行。

(3) 在发电机压力小于0.1 MPa的情况下，尽量不要采用空侧单侧运行方式，避免发电机氢侧排油不畅，导致氢侧满油。如确需投入发电机密封油系统单侧运行，则应控制好油—氢压差为60～85 kPa，并提升发电机内压力至 0.1 MPa 以上运行，同时确认氢侧排油回路通畅，控制好氢侧油箱油位。

(4) 密封油系统运行中应作好压差阀、平衡阀的运行状况监视，控制好油—氢压差及空侧、氢侧油压平衡，发现异常及时处理，防止发电机进油。

(5) 密封油系统投用过程中，应经常对发电机各油水监测点进行检查，发现有进油时及时分析原因进行处理，确保安全运行。

5 结束语

在火力发电厂启动试运及运行过程中，时常发生发电机进油事件，通过对本次发电机进油事件的分析，积累了密封油系统投用及运行时防止发电机进油的经验，为同型机组的安全运行提供借鉴。不论发电机采用双流环式还是单流环式密封油系统，如操作不当均可能造成发电机进油。一旦发生发电机进油时应及时排出，避免发电机本体及出线柜处积油，消除发电机运行中发生安全事故的隐患，保证机组安全运行。