浅谈某厂密封油系统异常处理与分析

浅谈 某 厂 密封油 系统 异常 处理与分析

冯骏逸

国电蚌埠发电有限公司 安徽 蚌埠 233411

摘要 本文介绍了国电蚌埠发电有限公司#4机组密封油系统的概况，分析了在密封油排烟风机正常切换时主机油箱油位出现小幅波动，如何通过机组各参数分析判断判断根源，果断采取措施，确保了机组安全稳定运行。

关键词 密封油 排烟风机 主机油箱油位 策略

0 引言

国电蚌埠发电有限公司二期2台660MW二次再热超超临界汽轮发电机组，选用上海汽轮机厂引进的西门子汽轮机，型式为：超超临界，二次中间再热、单抽、五缸四排汽、凝汽式汽轮机，型号：N660-31/600/620/620,其中密封油供油装置为单流密封油供油装置，带有真空净油装置。

1 密封油系统简介

发电机密封油系统（图1）的功能是向发电机密封瓦提供压力略高于氢压的密封油，以防止发电机内的氢气从发电机轴伸出处向外泄露。密封油主要由密封油供油装置、排烟风机和密封油贮油箱（空侧回油箱）组成。

1. 1. 密封环

密封环布置在密封环支座上,而密封环支座通过螺栓连接在支座法兰上并采取绝缘措施,防止轴电流流动。密封环在轴颈侧衬有巴氏合金,密封环和转子轴之间的间隙内充有密封用的密封油。密封油从密封环支座上的容封环室通过环上的径向孔和环形槽注入密封间隙，为获得可靠的密封效果，应保证环形油隙中的密封油压力高于发电机中的气体压力。从密封环的氢侧和空侧排出的油经定子端盖上的不同的油路返回密封油系统，在密封油系统中，油经过真空处理、冷却和过滤后返回密封环。

1. 2. 密封油供油装置

发电机密封所用的密封油来自密封油供油装置，密封油供油装置由下列主要设备构成：真空油箱；氢侧回油控制箱；密封油泵；压力控制阀；密封油冷却器；密封油过滤器；压差调节阀。

1. 1. 1. 密封油回路

正常运行期间,主密封油泵从密封油真空油箱中抽出密封油,然后通过冷却器和滤油器把密封油送到轴封。向轴封提供的密封油分别以大约相同的数量通过轴与密封环间的间隙流向轴封的氢气侧和空气侧。从轴封的空气侧排出的密封油直接流入轴承油回流管路，再返回到密封油真空油箱;流向氢气侧的密封油则首先汇聚到发电机消泡室(前室),然后到氢侧回油箱。

1. 1. 2. 密封油的回油

氢侧密封油的回油：从密封环氢气侧排出的油进入发电机消泡室(前室)。在消泡室中,油的流速将会减小,使残留气体的气泡逸出,消除油中的泡沫。然后,密封油从发电机消泡室流入氢侧油箱,氢侧油箱起阻挡气体外泄的作用。氢侧回油箱中的浮球阀将真空油箱内的油位控制在预先设定的油位上,从而防止气体进入密封油系统。

空侧密封油的回油：从轴密封环空侧排出的密封油直接与轴承油混合后反流密封油贮油箱。

1. 1. 3. 排烟风机

大型发电机多采用氢气冷却,因为氢气的热量传递性能优于空气,并且其密度较低。因此降低了通风损耗。但由于氢气的密度低,因此氢气的挥发性、渗透性极强。并且,由于不可能避免氢气泄露到发电机轴承室内或在密封油贮油箱内积聚,因此,必需不断地将该分氢气排出。排油烟风机的作用是防止氢气泄露到汽机房内或汽轮机润滑油系统中去。排油烟风机产生的负压用来排除系统内的废气,系统采用冗余结构,其功率满足连续运行的要求。

2 异常发生

蚌埠公司二期#4机组自投产以来，定期执行“密封油排烟风机切换”操作，2019年01月07日进行定期切换工作时，发生主油箱油位下降的事件，现将两次密封油排烟风机切换的事件进行总结分析，为日后工作提供经验。

2.1 2019年01月07日密封油排烟风机切换事件

01 月 07 日，执行机组定期工作“密封油排烟风机切换”操作，执行定期工作前，#4机负荷475MW，CCS、AGC、一次调频投入，机组RB投入正常，#4 机密封油 4A 排烟风机备用，4B 排烟风机运行，电流 3.83A，主油箱油位 979mm，点击 DEH 画面密封油排烟风机切换按钮，4A 密封油排烟风机启动，电流 3.38A，此时，主油箱油位缓慢下降，因#4机组大机ETS保护逻辑中主油箱油位低于845mm汽轮机跳闸，所以2 分钟后，手动停运 4B 排烟风机，主油箱油位继续下降，油位下降至 965mm 后缓慢上涨至 975mm 并保持油位稳定（图1），期间，发电机氢压及油氢差压无明显变化，就地主油箱翻板液位计指示 740mm，无明显变化。

图
1

2.2 03月07日密封油排烟风机切换事件

03 月 07 日，#4机组按照公司规定，执行定期工作“密封油排烟风机切换”操作，在进行排烟风机切换定期工作前，将4B排烟风机入口手动隔离门关小30%，4B 密封油排烟风机启动，电流 3.44A，主油箱油位未见明显下降，30S后自动停运 4A 排烟风机，排烟风机切换期间主油箱油位稳定，发电机氢压及油氢差压无明显变化，就地主油箱液位计指示 750mm，无明显变化。

3 密封油排烟风机切换时主油箱油位下降参数分析及应对处理

3.1 原因分析

#4 机发电机#8、#9 轴承润滑油有一路进油，两路回油，#8、#9 氢侧回油至氢侧密封油箱，空侧密封油回油至空侧密封油储存箱，当进行排烟风机切换操作时，先启动备用排烟风机，当两台排烟风机同时运行时，对密封油储存箱形成较大的负压，将一些润滑油由空侧密封油箱抽至排烟风机入口管道中，同时为了维持空侧密封油箱油位，#8、#9轴承空侧密封油回油较之前要多，导致主油箱油位下降。

停运一台排烟风机后，空侧密封油箱负压恢复正常，排烟风机入口管道中的润滑油回流，致主油箱油位缓慢恢复，同时，仍有部分润滑油积聚在密封油排烟风机下部 U 型管。切换完成后，从排烟风机底部 U 型管排污门中排出大量油污，这也是导致在排烟风机切换完成后，主油箱油位比切换前降低的主要原因。而且在机组设计时，密封油排烟风机设计出力较大，作为备用时入口门全开，启动时空侧密封油箱易形成较大负压，导致油箱中的油被抽取到管道中，造成润滑油浪费，严重时会造成设备损坏。

同时，机组控制盘上排烟风机切换逻辑存在不足，机组正常运行时，密封油排烟风机联锁投入自动，正常切换时，点击切换按钮，备用排烟风机启动后，运行排烟风机应自动停运，但此次操作时运行排烟风机未正常停运，需手动停运，间隔时间 2 分钟，导致主油箱油位下降较多，从密封油排烟风机 U 型管底部排污排出油污，造成资源浪费。

3.2 针对密封油排烟风机在切换时主油箱油位下降的应对措施

（1）将#4机组密封油排烟风机入口手动隔离门进行截流，避免因排烟风机启动初期出力过大，在管道中形成较大负压，从而将润滑油从油箱中抽走的问题，同时，空侧密封油箱保持微负压；

（2）修改#4机组DEH控制系统中密封油子环逻辑，确保排烟风机切换顺利进行，避免两台排烟风机长时间同时运行，保证主油箱油位不连续下降；

4 结束语

发电机密封油系统关系发电机运行的安全，其主要作用是防止发电机内部的氢气外泄，兼具对密封油的温度调节和过滤、脱除气体及水分或隔离功能。同时密封油与主机润滑油相连，该系统的正确配置、运行以及良好的维护将直接影响到密封油系统功能的实现，并避免一些潜在的危害。电厂运行人员，应该全面、熟练地掌握其投停步骤、正常运行时的维护和常见事故的处理，以保证机组安全、经济的运行。

参考文献

【1】 耿军娜李兵. 双流环密封油发电机氢侧密封油箱油位波动原因分析及处理.电力系统及自动化,2018-12.

【2】 朱雷. 浅谈发电机密封油系统.电力系统及自动化,2016-09.

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