1030MW机组单流环密封油系统管道振动原因分析及处理

赵英兵+崔敬伟+袁付中+冯国强

摘 要：国家电投河南电力有限公司平顶山发电分公司#1、#2发电机密封油系统采用单流环密封瓦结构。从2015年2～11月密封油系统发现振动以来，#1、#2发电机密封油系统共计出现振动40次，平均每月出现故障4次。公司2台发电机密封油系统在故障时伴随着密封油系统管道振动、备用油泵联启等异常问题做出全面分析，采取相对应的技术改造予以解决。

关键词：密封油系统管道 振动 浮球 滤网 处理

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）11（b）-0085-02

国家电投河南电力有限公司平顶山发电分公司#1、#2发电机为哈尔滨发电机有限公司生产的QFSN-1030三项同步发电机。发电机密封油系统采用单流环密封瓦结构。2台发电机分别于2010年10月和2010年12月相继投入运行。2015年初以来公司2台发电机密封油系统在运行中多次出现密封油系统管道振动、备用油泵联启等异常问题，严重影响密封油系统及发电机的运行安全。

1 密封油系统异常情况原因分析及处理

1.1 密封油系统运行状况

从2015年2～11月密封油系统发现振动以来，#1、#2发电机密封油系统共计出现振动40次，平均每月出现故障4次。

其中2015年10月30日，#1发电机密封油系统瘫痪，机组面临漏氢、停机危险。密封油箱内大量气泡，造成油箱虚假油位，主密封油泵出力下降，泵内吸入空气，造成油泵汽蚀，泵振动增大，噪声增大，联启事故油泵，密封油系统管道振动剧烈，系统面临崩溃边缘。系统振动剧烈，单台事故油泵运转，随时有停运的可能，机组面临机组漏氢、减负荷、停机危险。针对这种情况，迅速进行系统隔离，由润滑油直接对事故油泵进行供油，隔离密封油真空油箱，排净油箱内存油，人员进入真空油箱内对油箱内的所有泵的入口滤网进行清扫，并在浮球上面加上事先已经计算好的配重，密封油系统恢复正常，及时消除了因密封油系统瘫痪，避免了机组漏氢、停机的危险。

密封油系统管道振动时运行密封油泵电流及出口压力波动较大，润滑油致密封油补油管噪声大，密封油出口母管振动大，并伴随着剧烈振动，减小润滑油补油阀开度，并加开浮子油箱回油开度，降低真空油箱油位，振动减小，出口油压趋于稳定，但密封油真空油箱油位降低后，发电机氢气纯度逐步降低至95%以下，需要每24 h定期对发电机排污阀进行排污并补氢，以保持发电机内氢气纯度合格，保证机组正常安全运行。图1为#1发电机组密封油泵电流曲线图，图中圆圈区域为密封油系统振动时电流波动曲线。

1.2 原因排查

根据上述密封油运行状况，判断造成2台机组密封油系统管道振动的原因是由于密封油系统安装时真空油箱内油面不稳定。造成密封油真空油箱油位低的原因可能如下：

（1）安装时密封油真空油箱浮子质量轻。

浮球阀的原理：真空油箱的油位由箱内装配的浮球阀进行自动控制，浮球阀的浮球随油位的高低而升降，从而调节浮球阀的开度，这样使真空油箱的油位得到控制。

通过机组停运时期对浮球称重，得知浮球质量较轻，在油箱内含有泡沫时不能稳定的体现油位，造成虚假油位。浮球阀在真空油箱中进行上下浮动，使得阀门不停地开关，是造成补油管道振动大的主要原因。

（2）机组停运后没有及时清理滤网。

经过查看机组停机检修项目，得知在停机检修期间未对密封油真空油箱内的密封油泵及密封油再循环泵滤网进行清扫，由于滤网堵塞，造成油泵入口汽蚀余量降低，容易产生汽蚀，切换至备用油泵运行也无法改善汽蚀现象，最终造成密封油管道出现振动现象。

（3）主密封油泵、事故油泵、再循环泵振动大。

对#1发电机密封油主油泵、事故油泵、密封油再循环泵进行振动值测量：在密封油系统振动时，它们的振动值分别为0.03 mm、0.06 mm、0.08 mm，均超过标准值。对油泵进行现场解体检查，得知油泵中心在正常范围内、轴承完好、对轮垫圈完好。但油泵在真空油箱油位正常时，振动值均<0.03 mm，在正常范围内。

（4）机组停運后，密封油系统进油温度低。

机组停运后，测量得知密封油系统进油温度在25 ℃以下。当油箱内油温低于25 ℃时，密封油粘度增大，密封油泵进油量减少，密封油泵汽蚀余量降低，造成主密封油泵开始振动，供油装置管道出现振动、啸叫，DCS显示油泵电流出现1～2 A的摆动，并呈下降趋势。但当采取措施使润滑油温升高至25 ℃后，主密封油泵振动消失，电流维持在正常20～21 A，此时油泵出口压力稳定在0.9 MPa（合理值范围内）。

2 处理措施

（1）对密封油真空油箱浮球进行浮力计算、配重。

利用机组停运期间对密封油真空油箱浮子进行拆除，进行浮力计算，在固定浮子的螺杆上加1.85 kg的配重，提高浮球的稳定性，又不至于真空油箱油位过高。另外，在浮子周围围起来一个稳定油面区域，使浮子能够稳定的控制油位，不会出现上下浮动。

附：

m=m球+m配重

R球=115 mm，G排=1/3V球

L1=150 mm，m球=0.35 kg

m配重=1.85 kg

（2）机组停运后及时清理泵入口滤网。

在机组停机时间允许的前提下（停机时间在10 d以上），对机组退氢、密封油系统进行退油，然后对密封油泵、密封油循环泵、真空油箱补油滤网进行清理。

（3）机组停运后，保持密封油进油温度在25 ℃以上并更换滤网。

①机组停运后，与运行保持紧密联系，减少主机冷油器冷却水量，确保真空油箱内的油温保持在25 ℃以上。

②将密封油滤网由50目改为20目，减小滤网目数，增加油泵在停机后进油量，在机组停运后，即使油温降至20 ℃的情况下也能保证油泵进油量，保证油泵不发生振动。

（4）经过上述措施执行后之后，未再发生密封油管道系统振动、密封主油泵、密封油再循环泵电流及出口油压大幅波动、噪声大及真空油箱充满气泡现象，彻底解决了密封油系统管道振动问题。

3 结语

单流环密封油系统运行中出现频繁振动、油泵电流及油泵出口油压大幅波动对发电机影响很大，给机组的正常运行带来很大的安全隐患，若运行中因为管道振动造成密封油系统停运，会造成发电机内氢气外漏严重，遇到发电机两侧接地碳刷产生的火花，就会引起爆炸，造成设备损坏和人员的伤亡。

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[Z].

[2] 张军.引进型300MW发电机组密封油系统的技术特点及异常分析[J].现代制造，2005（9）：23-26.