1密封油系统原理及设备

　　1 1工作原理QFSN- 600- 2型汽轮发电机密封油系统采用双流双环式密封瓦。该密封油系统向密封瓦提供空侧密封油和氢侧密封油2个独立循环的密封油源，通过这2个独立油路将油供给密封瓦上的2个环状配油槽，调节系统差压阀维持密封油油压略高于发电机内氢气压力0 084 MPa，平衡阀维持密封瓦氢侧与空侧的油压基本相等，通过密封油供油设备的正常运行，密封瓦、差压阀和平衡阀等设备的灵活跟踪调节，就可防止氢气从发电机内逸出和发电机内进油。

　　1 1 1空侧密封油油路由交流电动机驱动空侧密封油泵，从空侧回油箱取得油源，一部分油经过冷却器、滤油器进入空侧密封瓦，油沿轴和空侧密封瓦之间的间隙流向轴承侧，并汇同轴承回油一起进入空侧密封油箱；另一部分油则经过并联的主差压阀流向油泵进油侧。通过主差压阀调节使密封瓦处的空侧密封油油压高于发电机内气体压力。在失去交流电源的情况下，空侧密封油直流油泵以相同的方式循环。

　　1 1 2氢侧密封油油路氢侧密封油油路中的油泵从氢侧控制箱取得油源，一部分油经过冷却器、滤油器、平衡阀进入氢侧密封瓦，油沿轴和氢侧密封瓦之间的间隙流向氢侧并汇流入消泡箱。氢侧油路的油压通过平衡阀进行细调，并使之自动跟踪空侧油压，使其基本相同。在失去交流电源的情况下，并联的氢侧密封油直流泵可以使氢侧密封油以相同的方式循环。

　　1 2主要设备及性能

　　1 2 1差压阀差压阀为美国西屋公司生产的波纹管式主差压阀，是靠薄壁金属的弹性变形推动阀芯运动，实现阀门开度自动调节。差压阀的控制信号为2个压力信号，分别取自空侧滤网后母管油压和消泡箱的底部机内氢气压力信号（通过油压形式传递） ，氢气压力和油压差值的变化造成波纹筒上下移动，从而带动下部阀门移动，氢气压力变化时，密封油压也相应变化。差压阀的作用是使空侧油压始终跟踪机内氢压，并始终高于机内氢压某一值，从而密封住发电机内氢气，防止氢气外溢。主差压阀接在空侧密封油的并联支路上，用调节空侧密封油并联支路中的油量来间接、局部地调节主油路中的压力，目的是避免调节过大减轻对油系统的冲击。另1只备用差压阀接于空侧高压和低压备用密封油的串联管路中，信号也分别取自发电机内氢压和空侧密封油压。

　　1 2 2平衡阀在密封油系统中，氢侧密封油的油压和油量调节是由平衡阀来完成的，平衡阀的作用是使氢侧油压始终跟踪空侧油压。平衡阀共有2只， 1只接于励端油路， 1只接于汽端油路，平衡阀的控制信号为2个压力信号，分别取自各自的密封瓦处的空、氢侧供油油压，通过空、氢侧油压的变化自动调节平衡阀的开度，从而使空、氢侧在密封瓦处的油压差保持在490 Pa以下。

　　1 2 3消泡箱从密封瓦氢侧出来的油先流入消泡箱中，在消泡箱气体得以从油中扩容逸出。消泡箱装于发电机下半端盖中，通过直管溢流装置使箱中的油位不至过高，消泡箱汽励端各装有1个，在其连接管道上装有1个U型管，以防两侧风扇差压不一致使油烟在发电机内循环流动。消泡箱油位过高，甚至满油会造成密封油进入发电机。

　　1 2 4氢侧回油箱氢侧油路的储油箱在运行中必须保持一定的油位。它由箱体、补油阀、排油阀、液位指示器和低油位报警控制器组成。氢侧回油控制箱可自动起到控制油位作用，当油箱内油位高时，浮球将排油阀打开，使多余油排至空侧油路；当油位低时，浮球将补油阀打开，使空侧的油补入，如浮球失去自动调节作用，可通过浮球阀上下2个顶针强制实现补、排油阀的开闭。

　　对密封油泵、冷油器、滤油器、空侧回油密封箱及排油烟机等设备不再进行介绍。发电机空侧密封油压以发电机内氢压作为调节依据，通过差压调节阀使其高于氢压0 084 MPa左右，而氢侧密封油压则通过平衡阀跟踪空侧密封油压，两者差压保持在490 Pa以下。随着发电机内风压的升高，密封油空、氢侧油压也随着升高，并保证油氢差压0 084 MPa左右。差压阀、平衡阀的灵活跟踪调节，发电机密封油系统的正常运行，既保证了发电机内部氢压的稳定，又保证了密封油不进入发电机。

　　2发电机进油原因排查

　　2 1进油情况某电厂2号机组检查性大修工作于2004年5月8日结束，进行润滑油系统冲洗，油质合格后5月10日15时左右投入密封油系统。运行人员进行简单的系统检查后未发现漏油，因准备机组整套启动，忙于其他辅助系统的试运，忽视了对密封油系统的巡检和油位报警的关注， 20时30分左右检修人员发现主油箱油位下降超过100 mm，估算已跑油3 5 t，通知运行人员对系统进行排查。机房内地面未发现有积油，当时怀疑主油箱事故放油门不严或有人误操作，经检查主油箱事故放油门关闭严密，未被打开，事故放油池也未发现油位升高和进油的痕迹，但主油箱油位仍有下降。这时大家才认识到问题的严重性，最大的可能是油已进入发电机。经检查发现发电机底部检漏仪已满油，从消泡箱油位观察孔发现消泡箱有油但不是满油状态。因当时发电机未进行充氢置换，运行人员及时停运了盘车装置和发电机密封油系统，通过1、2、5号液体检漏器排污门从发电机内部放出了约6 t的润滑油，然后对主油箱进行了补油。

　　2 2处理过程由于发现发电机进油后及时停运了密封油系统，未对消泡箱、氢侧回油控制箱的油位及运行参数进行仔细的观察记录，发电机内部放净油后，为进一步观察密封油系统的运行和发电机具体的进油情况，决定将发电机顶部的两组氢气冷却器拆除，汽、励端通入压缩空气后各有一人进入发电机端盖和密封瓦支座处，检查密封油系统投运后发电机进油情况。未发现密封瓦支座密封面处有漏油现象，密封瓦支座油挡处也未发现进油，消泡箱和氢侧回油控制箱的油位正常，但密封油压力为0 40 MPa，油氢差压为0，由于此时发电机内氢压为0，正常密封油压力应为0 10 MPa，密封油差压应小于0 084 MPa.经运行观察10 min后，密封瓦支座密封面和密封瓦支座油挡处仍未发现进油，消泡箱和氢侧回油控制箱的油位亦正常，调整主差压阀弹簧紧力，油氢差压无变化。当时一致认为是主差压阀弹簧波纹管破裂失去旁路调节作用，密封油系统工作不正常致使发电机进油，但运行半小时后仍未发现发电机进油，也未发现其他异常现象，无法解释发电机如何进油。因此，决定先更换主差压阀后再试运观察。主差压阀更换后投入密封油系统，运行状态和参数未发生变化，仍未发现发电机有进油。

　　为进一步排除主差压阀的可能原因，把2号发电机更换下的主差压阀更换到了1号发电机，投运后密封油系统运行参数和各油箱油位正常，因此可排除主差压阀损坏的可能。造成发电机进油可能是氢侧回油箱油位控制不当，因消泡箱满油而溢入发电机内，也可能是因为密封瓦配油槽处油压过高直接流入发电机内，油进入发电机惟一的一路径是密封瓦支座的迷宫挡油板和转轴之间的间隙。

　　检查发现氢侧回油控制箱、消泡箱油位正常，因此密封油系统压力高可能是造成发电机进油的主要原因，经研究决定从大修中对密封油所做的检修项目入手，排查造成密封油系统压力高的原因。大修中主要对氢侧回油控制箱的浮球阀进行了检查调整和油箱清理，空氢侧滤油器的清理，差压阀、平衡阀信号管的吹扫等，油泵、差压阀和平衡阀未进行检修。最大的原因可能是差压阀和平衡阀信号管的问题，在抽发电机转子时需要把励端的下端盖拆除落下，因此对平衡阀的空、氢侧压力信号管，差压阀的氢气信号管进行了拆除，并且有些管道是焊接的需要割断，可能复装时存在错误。对差压阀和平衡阀信号管的正确性进行检查，发现主差压阀氢气信号管与平衡阀的氢侧油压力信号管接反。将主差压阀和平衡阀信号管正确连接后，投运发电机密封油系统，系统压力为0 11 MPa，油氢差压为0 072 MPa，系统恢复正常，消除了发电机进油的故障。

　　3原因分析

　　主差压阀接入空侧油泵出口的并联油路， 2个压力信号分别取自空侧油母管油压和消泡箱的底部机内气体压力信号（通过油压形式传递） ，起旁路调节作用。主差压阀空侧油压信号接入波纹筒下腔室，氢气压力信号接入波纹筒上腔室，

　　波纹筒下侧设有弹簧，正常工作时空侧密封油压力等于氢气压力加弹簧的作用力，调整弹簧的作用力可调整密封油差压。平衡阀直接接入氢侧油路，其控制信号分别取自密封瓦处的空、氢侧供油油压。

　　平衡阀空侧油压信号接入活塞下腔室，氢气压力信号接入活塞上腔室，活塞腔室设有弹簧，通过调整弹簧的作用力可维持空、氢侧密封油压差。正常的密封油系统投运前，空、氢侧压力信号管压力相同，主差压阀在弹簧力的作用下处于半关闭状态，平衡阀在弹簧力作用下处于打开状态。系统投运时先开启空侧密封油泵，空侧油信号管压力升高打开主差压阀并跟踪调节空侧密封油压力，保持空侧密封油压力高于机内气体压力某一相对额定差值，同时平衡阀也将进一步打开。氢侧密封油泵投运后，氢侧密封油压建立，反馈到平衡阀活塞上侧关小平衡阀，并维持空、氢侧密封油压力基本相等，系统维持正常运行。主差压阀的氢气压力信号管与平衡阀的氢侧密封油压力信号管接反后，平衡阀活塞上腔室压力为恒定的机内大气压力，在空侧油压力短时间内不变的情况下保持开度不变。但主差压阀的波纹筒上腔室本应为恒定的机内大气压力，在空侧密封油的压力下处于打开状态，现在却是氢侧密封油压力，随着氢侧密封油压的建立，主差压阀将逐渐被关小，引起空侧密封油压力升高，空侧密封油的压力升高又反馈到平衡阀将平衡阀进一步打开引起氢侧密封油压力升高，由此发生连锁反馈，经过一段时间，最终空、氢侧压力和流量达到一定高值，因为密封瓦配油槽处油压过高直接流入发电机内，长时间也可能因密封油流量大使消泡箱回油不及时引起进油。备用差压阀结构示意图所示，如果备用差压阀的信号管接错将会造成备用密封油无法投入，达不到备用的条件，后果严重。从发电机端盖处到0 m管线又多又长，易于混淆，并且问题发生后比较隐蔽，不容易分析处理，因此此类错误在设备安装和大修时应引起足够的重视。

　　本次故障原因是压力信号管接反引起的，使得密封油压力升高，引起发电机进油。以下对发电机进油的各种原因作一介绍。

　　a.氢侧回油箱油位浮球阀自动控制失灵，补油阀开启在某一开度卡住或排油阀在较高油位时不能自动开启，氢侧回油箱满油直至消泡箱满油，最后进入发电机。

　　b.平衡阀跟踪调节不正常，在空侧密封油压高于氢侧密封油压时，密封瓦处的油向氢侧窜流导致消泡箱回油不及时满油而进入发电机。

　　c.密封油压自动控制失灵，致使密封瓦处油压过高直接窜入发电机，这种情况往往出现在系统已正常运行较长时间后的退氢过程中。密封油系统正常运行时，由于发电机内氢压较稳定，空侧密封油的主差压阀和氢侧密封油的平衡阀开启在一定开度基本不变。若维持时间较长，差压调节阀或平衡阀均可能卡涩。

　　d.消泡箱、氢侧回油箱回油管被杂物堵塞，引起油位升高。

　　e.人员误操作进油，例如氢侧回油箱补油阀被强制打开、排油阀被强制关闭，差压阀信号管被关闭等都可能引起发电机进油。

　　4防止发电机进油的措施

　　a.提高运行人员业务素质，熟悉掌握密封油系统的原理和各部件工作性能及状态，制订防进油措施并严格执行。

　　b.严防误操作。在工作前要求相关人员对照实物仔细阅读密封油系统说明，熟知各部件的作用和工作状态，并具备处理异常工况的能力。

　　c.确保消泡箱和氢侧回油箱无杂物，防止杂物堵塞油管，尤其在设备安装和大修过程中，应制定可靠的施工和防范措施，确保密封油管道清洁。

　　d.加强油质监督，确保油质达标符合规程要求，防止细小硬质颗粒卡住差压阀和平衡阀或造成氢侧回油箱补油阀关闭不严，使密封油系统运行不正常。

　　e.在发电机排氢时，应缓慢降氢压。氢压缓慢下降可以使差压调节阀及平衡阀能及时跟踪调节，以保证合适的油氢差压。若发现密封油油氢差压或空、氢侧密封油差压不正常，则应停止降氢压，并手动干预差压调节阀或平衡阀。

　　f.保证液位报警装置作用有效。与发电机进油有关的液位报警装置有2个，一个是消泡箱的高油位报警，另一个是浮子式检漏器的高液位报警，可及时发现液位异常或进油，便于及时处理。当消泡箱液位较高时，发电机仍未进油，但已存在进油的危险。若此时报警装置能正常报警，则运行人员可及时强开氢侧回油箱的排油阀，强关氢侧回油箱的补油阀。若油位仍上升还可直接开启消泡箱的放油阀，并迅速检查相关参数，做出相应处理，从而避免发电机进油。浮子式液位检漏器接于发电机的最低位置。若发电机内进油或进水，流至液体检漏器内到一定高度即发出高液位报警，运行人员可以从底部放出油或水，再做出相应处理。

　　g.发电机内不充氢气时，打开机座下的排污阀，这样即使进油也可及时排出。

　　h.加强降氢压过程的监视工作。在降氢压过程中，除监视密封油油氢差压、空氢侧密封油差压、氢侧回油箱及消泡箱的油位外，还应注意观察空、氢侧密封油泵出口油压和主油箱油位的变化。

　　5结束

　　语发电机正常运行时进油将危及发电机的安全，试运或排氢时进油将延长机组的停运检修时间。因此防止发电机进油应引起各级人员的足够重视。只要平时多观察、细分析、精心操作，发电机进油是完全可以避免的。为了保证氢冷机组的安全运行，避免设备损坏，解决发电机进油的关键是密封油系统的安装工艺和运行的好坏，防止差压阀和平衡阀的卡涩造成漏油或漏氢。一但发现发电机进油等异常情况，应进行系统检查和分析，逐一排查，找到漏油的真正原因并及时处理，避免造成设备的损坏。