600 MW发电机密封调试的关键点及措施

廖军林，宋晓辉

0　概述

某型600 MW机组的发电机，采用氢气冷却。为了防止汽轮发电机内部冷却氢气的泄漏，在发电机的端部由密封油进行密封。密封机构的作用是确保发电机不发生漏油现象，同时，还可防止潮湿空气进入发电机。因此，若不了解密封结构或操作不当，就有可能造成发电机内部进油等事故。特别在发电机内部无压力的情况下，密封油极易沿轴向进入发电机内部，造成停机事故，应引起高度重视。现根据发电机密封油系统调试过程中存在的问题，对发电机进油的原因进行分析，并提出了各关键点的控制方法及预防性措施。

1　密封油系统功能及特点

发电机独立循环的密封油系统，是由密封瓦建立一个密封油油压，可防止发电机内具有压力的氢气，从电机轴径处逸出。密封油压力高于发电机内气体的压力，确保密封瓦内氢侧与空侧的油压相等，并将油压变动限定在允许范围之内。通过换热器冷却密封油，从而带走密封瓦与轴之间因摩擦而产生的热量，将瓦温和油温控制在适当的范围。为防止气体混入发电机内的冷却氢气，密封油系统还配备了真空处理装置，可除去油中的气体。系统中设置了滤油网，滤除密封油中的杂质。通过发电机消泡箱和氢侧回油控制箱，释放掉溶于密封油中的饱和氢气。利用压力开关、差压开关及差压变送器等设备，可自动监测密封油系统的运行［1］。

2　密封油系统的参数及运行方式

2.1　单流环式密封油系统

单流环式密封油系统中，配备了2台交流密封油泵、1台直流密封油泵、1台密封油真空泵。在系统中，还配置了氢侧回油箱、空侧回油箱、真空油箱及油氢差压阀、冷却器、过滤器等部件。

2.2　油路

密封油系统运行时，密封油从密封油空侧油箱、真空油箱﹑主密封油泵，经冷却器、密封油滤网﹑差压阀、注入密封瓦，从空侧回油，流入密封油空侧油箱，再进入真空油箱。氢侧回油经消泡箱后，进入氢侧油箱。

2.3　事故时运行方式

如果发生事故，油泵将直接接受空侧油箱中的油，不再接受真空油箱中的油。密封油系统其它油路的运行，与系统正常运行时相同。

2.4　系统运行参数

运行密封油系统时，油泵的出口压力为1.2 MPa，主差压阀压力为100 kPa，备用差压阀压力为80 kPa，真空油箱内的真空压力为－40 kPa，油的流量为20 dL/min，密封油箱的压力为－50～150 Pa，发电机的额定氢气压力为0.5 MPa。

2.5　密封油系统的布置

密封油系统的布置方式，如图1所示。

3　系统关键点的控制及调试

3.1　密封油系统的运行方式

该发电机密封油系统采用了单流环式密封瓦。密封瓦的回油，分为空侧回油和氢侧回油。空侧回油同发电机支持轴承回油一起流入回油扩大槽，空侧回油携带的气体，由排烟风机抽出，并从汽机房顶排出。同时，扩大槽保持了一定的微负压，以保证回油畅通。回油扩大槽内的回油，经过U型管回至汽轮机主油箱。氢侧回油经消泡箱回至氢侧油箱。若氢侧油箱的油位较高，将通过浮球阀补至真空油箱。氢侧回油携带的混合气体，经密封油真空泵，也将从汽机房顶排出。

图1　发电机密封油系统

3.2　密封油系统的冲洗

冲洗主机润滑油系统后，将对密封油系统的进回油管道进行冲洗。冲洗前，应短接密封瓦的进油管和回油管。然后，启动交流密封油泵进行冲洗，直至密封油的油质检验合格，然后拆除短接管道。再对密封瓦的轴承座进行冲洗，直至冲洗合格。

3.3　启动前的检查

启动前，确认密封油回油扩大槽的油位正常，汽轮机润滑油油泵的运行正常。检查密封油供油温、排烟风机状态及油箱的负压。拆除密封油的浮球固定支架，检查氢侧油箱的磁翻板液位计，开启氢侧油箱旁路阀。发电机运行平台的汽端励端密封油压力表已装妥，且仪表精度符合要求。在DCS画面上，检查密封油系统各设备、测点是否显示正常。

3.4　密封油系统安全阀整定

检查并确认系统设备正常，然后对系统的阀门状态进行检查。关闭主副差压阀前后的手动门，检查油泵出口手动门及开启再循环手动门，分别启动交流密封油泵。按安全阀的技术要求，对泵出口处的安全阀进行整定。整定结束后，停运油泵。同样，对直流密封油泵的出口安全阀进行整定。

3.5　密封油差压阀的调整

整定安全阀后，启动1台交流密封油泵，调整再循环手动门，控制密封油泵的出口压力为0.4 MPa。正常运行后，缓慢开启差压阀前手动门，利用差压阀后的手动调节门，将发电机进油压力控制在0.1 MPa以下。待系统充满油后，排出差压阀信号管内的空气，并按差压阀的技术要求，对差压阀进行调整。同样，按此方法，调整备用差压阀。

3.6　发电机的风压试验

观察调整后差压阀的跟踪情况，待运行正常后，往发电机内部充入压缩空气，提升发电机的内部气压。当发电机内的压力为0.05～0.1 MPa时，关闭浮子油箱的旁路手动门。缓慢提升电机内气压至额定值，对发电机进行气压试验。

3.7　置换发电机内的气体

发电机气压试验合格后，需进行气体置换。将发电机内气体压力调整为0.03 MPa，机内压力赿低，气体置换的速度就越快，可节省二氧化碳及氢气的消耗量。气体置换时，应缓慢进行升压及降压操作，便于差压阀的跟踪调节，使油与氢气的压差保持在允许范围内。

4　发电机进油的原因及预防［2-4］

4.1　发电机进油原因分析

近年来，发电机进油的事故不断发生，特别在新建机组中，发电机进油原因较为复杂，现结合多年调试经验，并进行归纳后发现，发生进油现象，主要存在多个方面的原因。

(1)密封油的回油不畅。系统安装后，轴承座的回油孔堵板未拆除、回油管道法兰处的堵板未拆除，或是安装回油管道的坡度较大，不能满足设计要求。

(2)供油压力的波动较大，或机内气压较低。如果密封油的压力发生大幅波动，差压阀就不能及时跟踪。机内压力过低，也会导致排油不畅。

(3)密封油的油质较差。油中存在颗粒杂物，使差压阀的跟踪调节失灵。

(4)系统中的自动补排油阀失灵，油位控制不佳。

(5)差压阀的信号管被接反，在调试过程中，应仔细检查系统设备是否安装正确。

(6)密封瓦被损坏或密封瓦间隙过大，导致密封油的进油量增大。

4.2　预防发电机进油的措施

(1)新建机组调试前，一定要确认浮球阀的补排油状态。有时，容易忘记拆除运输前安装的浮球阀固定支架。

(2)置换发电机气体时，要密切监测差压阀的跟踪情况。置换时，发电机气体压力一般维持在30～50 kPa。浮子油箱旁路的手动门应全开。气体置换合格后，提升机内压力的速度不能太快，防止差压阀的跟踪不及时。当降低机内压力时，及时调整再循环手动门，控制油泵出口压力。根据机内压力，及时开启浮子油箱的旁路门。

(3)运行过程中，应不断观察主机润滑油箱的油位和密封液位。确保发电机漏液监测开关处于正常状态，并关注消泡箱的运行情况。

(4)机组正常运行时，如果氢侧油箱油位过高，应及时退出浮子油箱。同时，开启旁路排油，及时检查浮球阀，恢复浮球阀的正常运行。

(5)运行时，应严密监测油与氢气的压差、发电机进油压力及浮动油油量的变化，如有异常，应及时调整。

5　结语

发电机密封油为有机溶剂，如有泄漏，将腐蚀发电机线圈绝缘皮，降低定子线圈的绝缘性能。如果绝缘被击穿，发电机可能出现相间短路，将严重威胁机组的安全运行。针对单流环密封油系统的调试及运行，提出了关键点的控制方式及预防措施，可为类似系统的调试及运行，提供参考。

参考文献:

［1］上海电气电站设备有限公司发电机厂.600 MW水氢氢汽轮发电机密封油系统说明书［R］.上海电气，2016.

［2］杨荣光.发电机单流环式密封油系统防进油措施分析［J］.发电技术，2011(7):48-51.

［3］项顺哲，韩景复.1000MW机组密封油系统调试常见问题及处理［J］.广东电力，2013，26(6):49-52.

［4］何冬辉，赵奕州.单流环密封油系统调试技术要点及异常分析［J］.东北电力技术，2013(5):49-52.