660 MW超临界机组密封油系统探析

朱月朋 郭 庆 乔 松

（1.山西漳电同华发电有限公司，山西忻州034114；2.山西电力调度控制中心，山西太原030000）

1 密封油系统简介

某厂定子铁芯及转子部分用氢气冷却，为了防止氢气在运行期间沿轴向泄漏出去，引起不安全事件发生，在发电机两段放置密封瓦。密封油系统为封装式，形式为双密封瓦装置，该密封瓦中有两个密封供油槽，两个密封瓦片的油槽形成两个油流，分为空气侧和氢气侧。两个密封瓦位于发电机两侧，汽端和励端，汽端为靠近汽轮机侧，励端为靠近励磁碳刷侧，每一侧的密封瓦分为空侧和氢侧两路。

密封油系统油源为润滑油，主要作用为：

（1）防止氢气从发电机中漏出；

（2）防止密封瓦装置磨损，起到润滑的作用；

（3）减少空气及水分进入发电机内。

正常运行时双流环密封瓦供油由两路系统提供，一路为氢侧密封油（该路油源靠近氢气侧），一路为空侧密封油（该路油源靠近空气侧）。空侧密封油与氢气的油氢差压通过主差压阀来调节，空侧密封油与氢侧密封油的差压通过氢侧密封油的平衡阀来调整。

空侧密封油正常运行时的油路为：空侧油箱→空侧密封油交流油泵→主差压阀调节→空侧密封油冷却器→空侧密封油滤网→空侧密封瓦→空侧油箱。氢侧密封油正常运行时的油路为：消泡箱→氢侧回油箱→氢侧密封油交流油泵→氢侧密封油冷却器→氢侧密封油滤网→平衡阀（空氢两路）→氢侧密封瓦→消泡箱→氢侧回油箱。

该系统有四路油源。

第一路油源为主油泵，辅助油通过管道上的泄压阀供应到空气侧的密封瓦，当氢油差压降到56 kPa时，第一路备用油源自动投入。

第二路油源为汽机润滑油系统的氢密封备用泵，也称高备泵，因为与第一路油源为同一路，当油氢差压降到56 kPa时，油通过备用差压阀进入密封油系统。当油氢差压降到56 kPa时，备用油源将自动投入，汽机转速大于2/3额定转速时，即＞2 000 r/min时用第一路备用油；转速＜2 000 r/min时用第二路备用油（以主油泵是否出力来判断）。

第三路油源为密封油系统空氢侧各自的直流油泵。当油氢差压降到0.035 MPa时，空氢侧各自的直流油泵自动启动，油氢差压恢复到84 kPa，此油源只可运行约2 h。

第四路油源为汽机润滑油系统交流油泵提供，油压为35～105 kPa。在这种情况下，机器中的压力必须及时降到0.014 MPa。

2 密封油系统主要部件

消泡箱安装在发电机下部，分别分布在汽端和励端，两者之间有一个U型管连接，防止风扇两侧风压不一致，密封油从氢气侧直流溢流出来到消泡箱，使该箱油位不会太高。两个消泡箱与氢气罐之间安装了氢压平衡管。箱内有浮球来监视油位高低，以便及时发现问题。

主差压阀安装在空侧交流油泵的旁路，用来调节维持油氢差压在0.084 MPa，因主差压阀初始无信号时阀芯处于完全关闭状态，故启泵瞬间系统产生一个冲击压力，所以启泵前要打开泵旁路手动门，待系统稳定后逐步关闭旁路门。启动时或正常运行时出现系统油压周期性振动，应调节油压信号管上的手动门开度，以系统稳定、不再振动为准；正常运行时油压信号手动门开度为关闭手动门后反向开启1～2圈。

备用差压阀安装在高压备用油管路上，保证机组油氢差压始终在0.056 MPa以上，其工作原理与主差压阀相反。

氢侧油箱内有两个浮球阀，一个连接在空侧密封油滤网后，另外一个连接在空侧排油阀处。两个浮球阀的上手动干预阀门为开状态，下手动干预阀门关闭，通过浮球实现液位的自动控制。如果浮球阀出现异常无法自动调节，可通过浮球阀的上、下手轮实现强补、强排。

空侧油箱通过U型管与主机润滑油系统连接，油源为润滑油，其作用是防止发电机溢出的氢气进入润滑油系统并造成更大的风险。U形管还可以保证空侧密封油在失去润滑油后能正常运行。空侧油箱顶部安装有隔氢风机，以保证密封油中携带的氢气不进入润滑油系统，共有两台隔氢风机，一用一备。

3 发电机密封油系统逻辑

（1）氢侧密封油回油箱油位高LVH≥60 mm。

（2）氢侧过滤器出口油压低开关≤0.65 MPa联锁启动氢侧密封直流油泵。

（3）空侧交流油泵运行，发电机氢油差压低开关≤0.035MPa联启空侧直流油泵。

（4）氢密封备用泵自动启（联锁投入）：1）汽机跳闸；2）汽机转速＜2 852 r/min；3）密封油备用油压低（开关量）；4）氢油差压低（模拟量）＜0.056 MPa。

（5）氢密封备用泵停允许：1）汽机转速＞2 900 r/min；2）汽机已跳闸。

4 密封油空氢侧直流油泵联锁试验

4.1 试验前准备

（1）检查主差压阀工作正常，密封油氢差压正常0.084 MPa；汽侧、励侧平衡阀工作正常，密封油系统正常。

（2）通知热控人员到现场做好短接氢侧滤网出口压力开关准备。

（3）通知机务人员到现场，做好安全门不回座、系统漏油准备。

（4）就地巡检，做好安全门不回座的事故预想，做好氢油差压大幅度下降发电机漏氢的准备，做好氢侧密封油箱油位上升的事故预想，防止发电机进油。

（5）就地专业技术人员把控。

4.2 试验步骤

（1）就地检查空侧安全门一路投入，一路备用。

（2）就地缓慢开空侧密封油泵再循环手动门3/4圈，监视氢油差压由93 kPa下降至70 kPa，就地空侧密封油压由0.7 MPa降至0.68 MPa。

（3）热工人员就地模拟空侧密封油氢油差压低信号，空侧直流密封油泵延时2 s联启。

（4）检查空侧直流密封油泵声音、振动正常，电流58.4 A（额定115.4 A），空侧密封油压由0.68 MPa上升至0.72 MPa（就地安全门未动作），检查氢油差压至107 kPa。

（5）热工人员就地恢复空侧密封油氢油差压低信号。

（6）检查就地运行正常，停运空侧直流密封油泵，检查泵不倒转。恢复空侧密封油泵再循环手动门至原来位置。检查氢油差压恢复至正常90 kPa，空侧密封油压降回0.7 MPa。

（7）就地检查氢侧安全门一路投入，一路备用。

（8）就地缓慢开氢侧密封油泵再循环手动门至全开，监视就地氢侧密封油压由0.9 MPa降至0.74 MPa。就地检查发现氢侧密封油箱油位由180 mm缓慢上升至230 mm，氢侧密封油泵电流由4.93 A减至4.43 A。

（9）热工人员就地模拟氢侧密封油出口油压低信号，氢侧直流密封油泵延时2 s联启。

（10）检查氢侧直流密封油泵声音、振动正常，电流17.23 A（额定30.3 A），氢侧密封油压1.25 MPa（就地安全门动作），氢侧密封油泵电流由4.43 A升至6.88 A。

（11）热工人员就地恢复氢侧密封油出口油压低信号。

（12）停运氢侧直流密封油泵，泵不倒转。恢复氢侧密封油泵再循环手动门至原来位置，检查油压恢复至0.9 MPa、电流恢复至正常。油位缓慢降至170 mm。

4.3 危险点分析

（1）就地应缓慢开空侧密封油泵再循环手动门，注意氢油差压变化，防止氢油差压大幅度下降，形成发电机漏氢。

（2）当空/氢侧直流油泵联启后应注意空/氢侧油压变化，防止因为油压高而使发电机进油。

（3）当空/氢侧油压过高时检查空侧安全门动作正常。但在停运油泵时应注意安全门回座正常，如发现安全门未回座应及时启动直流油泵，正常后缓慢关闭安全阀后手动门，但应注意油压变化。

（4）就地应缓慢开氢侧密封油泵再循环手动门，注意平衡阀动作正常，密封瓦空、氢侧油压差在±5 cm H2O范围内（可将氢侧油压调至稍大于空侧油压），注意氢侧密封油箱油位变化，若油位上升较快应及时恢复原来运行方式。再将空侧油泵再循环稍开，适当降低空侧油压，再进行操作。

（5）在停运空氢侧直流油泵时应防止出现直流油泵出口逆止门不严而发生倒转，若发生倒转应及时关闭泵出口门。

5 结语

通过对密封油系统的学习，了解其工作原理、设备流程、日常操作及逻辑控制，为今后工作的开展奠定了良好的理论知识和实践操作基础，有利于保证机组安全稳定运行。