燃机电厂发电机单流环密封油系统常见故障分析及处理

燃机电厂发电机单流环密封油系统常见故障分析及处理

胡淋译沈思宇

(华能重庆两江燃机电厂重庆400417)

摘要：介绍了华能重庆两江燃机电厂#1、#2机组发电机密封油系统布置，根据实际运行经验，详细分析了发电机轴端漏油、交流密封油泵切换时振动大、真空油箱压力低等密封油系统常见的故障及处理方法。

关键词：发电机；密封油系统；漏油；振动

目前国内主要的火力发电机组密封油系统采用单流环式密封油系统和双流环式密封油系统，部分发电厂采用三流环式密封油系统。华能重庆两江燃机电厂密封油系统采用单流环式密封油系统，2台机组分别于2014年10月，2014年12月相继投入运行。

一、密封油系统概述

本厂单流环式密封油系统主要由油泵、差压阀、密封瓦、消泡箱（回油扩大槽）、循环密封油箱（空气抽出槽）、排氢调节油箱（浮子油箱）、真空装置等设备组成。单流环式密封油系统流程，见图1。

1.1密封油系统由2台交流密封油泵、1台直流事故密封油泵组成。

1.2差压阀用于自动调节密封瓦的进油压力，始终维持密封瓦进油压力高于发电机氢气压力一定值。

1.3单流环式密封瓦分空侧和氢侧，密封油沿着空侧与氢侧中间的环形油沟进入转子与密封瓦间的间隙，通过间隙向两侧流动。

1.4消泡箱即为发电机两端氢侧回油扩大槽，主要承担着分离氢侧回油中所含的氢气，回油扩大槽内部有一横向隔板，形成U型油封阻碍氢气的外漏。

1.5发电机两端的空侧回油与轴承润滑油回油汇合后流入循环密封油箱（π型），循环密封油箱出油分两路，一路流向密封油系统真空装置，另一路流向润滑油回油母管，回到主润滑油箱，油箱顶部装设一管道接至密封油排烟风机入口，通过密封油排烟风机排除回油中不凝结的气体。

1.6排氢调节油箱即为浮子油箱，发电机两端氢侧回油经过回油扩大槽后进入排氢调节油箱，该油箱对氢侧回油中含有的氢气进一步的进行分离，油箱内有一台自动控制油位的浮球阀，始终维持油箱内一定的油位，在油箱顶部有一根平衡管接至发电机内低压区域，回收油箱内分离出的氢气，同时防止发电机内氢气不外泄。排氢调节油箱底部出油管与循环密封油箱出油汇合后，在差压的作用下进入真空油箱。

1.7真空装置由真空油箱、真空泵组成，作为单流环式密封油系统油质净化设备及密封油存储设备。真空油箱油位由一浮球阀自动控制，负压由真空泵建立，进油由油箱顶部雾化喷头使其雾化，分离油中溶解的气体和水分，再通过真空泵将其排出大气。

图1单流环式密封油系统流程

二、密封油典型故障分析

故障案例一：发电机轴端漏油

现象及检查处理经过：值班员巡视发现发电机励端外油挡与转子间隙处有向外渗油现象，检查密封油油氢差压为67Kpa，处于正常范围65±10Kpa内，检查发电机内氢压与密封油供油母管压力实际差值与油氢差压接近。针对发电机励端外油挡与转子间隙处渗油现象，通过相应的检查及操作调整排查渗油原因及效果：调低油氢差压至一定值渗油现象无明显改善；进行真空严密性试验合格，排除漏氢导致空侧回油不畅原因；检查测试排氢调节油箱浮子动作灵活可靠，油封建立良好，排除氢气外泄导致空侧回油不畅原因；检查真空装置真空建立良好，浮子阀动作灵活可靠，油位稳定，密封油回油管路畅通；检查循环密封油箱（空气抽出槽）空气抽出装置，密封油排烟风机入口负压偏高-5Kpa（正常范围-2Kpa~-3.5Kpa），在切换备用风机后负压偏高无明显改善情况下，怀疑密封油排烟风机入口管道发生管堵现象，进而影响循环密封油箱负压建立，处理方法：将2台密封油排烟风机全部停运后，通过就地手动开启密封油排烟风机入口分离器排污门，见连续油水混合物流出，排放干净后关闭该手动门，密封油排烟风机入口负压回归正常值。通过一段时间运行观察，发电机励端外油挡与转子间隙处已无渗油现象。至此，发电机轴承渗油故障已顺利解决。

原因分析：

密封油排烟入口分离器作为风机入口油气分离设备，应定期进行排污确保风机正常运行及循环密封油箱负压正常建立。分析此次发生发电机轴端漏油的具体原因为：机组C修后，润滑油含水量偏高，机组修后设备调试期间，大量油烟、湿气混合物被密封油排烟风机抽吸到入口分离器处分离积聚，分离器内积存了大量的油水混合物未及时排放，形成了“水封效应”，堵塞了密封油排烟风机入口管道，造成循环密封油箱内油烟积聚形成微正压，发电机空侧回油及轴承润滑油回油不畅，轴承满油后，从发电机轴承外油挡处渗出。

采取的预防措施：

建立健全密封油排烟风机进、出口分离器底部定期排污工作制度，将密封油排烟风机进、出口分离器检查检修列入计划检修目录，定期检查清洗确保分离器正常投用。

故障案例二：交流密封油泵切换时振动大

现象及检查处理经过：A交流密封油泵正常运行，值班员执行设备定期轮换制，将A交流密封油泵切换至B交流密封油泵运行，此时真空油箱负压-95Kpa（正常范围内），B交流密封油泵投入运行后，B交流密封油泵出现泵及管道异常振动、电流及泵出口压力波动、泵内异常啸叫现象，停运B交流密封油泵后，异常现象消失，通过对B交流密封油泵出口放油阀进行排空，再次启动B泵，油泵及管道异动振动、电流及泵出口压力波动、啸叫现象再次出现。针对B交流密封油泵无法由备用状态转为运行状态，判断发生“汽蚀”现象，通过隔离该油泵后，对机封及泵体进行了检查清理，确认部件无异常缺陷或异物积存，破坏真空油箱负压，对B交流密封油泵进行注油排空后再次试运，异常现象消失，投入B交流密封油泵连续运行，A交流密封油泵作为备用。

值班员执行由B交流密封油泵切换为备用A交流密封油泵运行时，发现A交流密封油泵投运后出现泵及管道异动振动、电流及泵出口压力波动、啸叫现象，判断A交流密封油泵体内进了空气，泵发生“汽蚀”，按同样方法对A泵进行检查排空后，汽蚀现象消除，泵运行正常。

原因分析：

初步判断分析为交流密封油泵机封在进口高真空条件下密封性能不足，在泵备用期间，在真空油箱负压作用下，空气从油泵机封处漏入泵内，致使泵内空气积存，造成泵投运时，发生“汽蚀”，在泵体及其连接管道附近产生较大振动及异常啸叫现象。

采取的预防措施：

利用机组检修机会，对A、B交流密封油泵机封进行解体检查，未发现明显缺陷异常现象，判断交流密封油泵机封出厂密封性能不足，咨询厂家无密封油性能更加可靠的机封部件，拟准备对密封油泵排空管道进行优化。

现状问题：交流密封油泵出口管道只有一个位于管道底部的放油阀，一旦泵体内进了空气，积聚在泵体上方，无法通过放油阀对泵体进行排空，增大了备用泵投运发生“汽蚀”的安全风险。

优化调整措施：在保证发电机密封瓦正常供油量，以及事故工况下备用交流密封油泵的紧急正常投运，充分考虑系统结构布局及优化管道可行性的前提下，增设一根规格为Φ10*1.5的304不锈钢管道，用以连接A、B交流密封油泵出口管道（接入点均在逆止阀前），作为备用交流密封油泵的注油平衡管（防止泵内进空气），接入点安装在泵出口管道顶部，连接管道之间安装有压力表与隔离阀（供充压调节及检修隔离使用）。通过优化调整后，在运行一台交流密封油泵时，保持注油平衡管一定开度，维持一股油流始终从运行泵到备用泵充压，使备用交流密封油泵体内形成微正压状态，消除真空油箱高真空在备用交流密封油泵内产生负压吸入空气的安全隐患，通过一段时间的运行观察，值班员进行交流密封油泵切换过程中，均未再出现备用交流密封油泵“汽蚀”现象。至此，交流密封油泵切换时振动大故障已顺利解决。

故障案例三：真空油箱压力低

现象及检查处理经过：

值班员检查发现密封油系统报真空低报警，检查发现真空油箱压力（正常为90Kpa）低于70Kpa（真空＜70Kpa报警）。就地检查密封油真空泵油位正常，电机温度偏高，真空出口管道油水分离器无积水，真空破坏门无内漏现象，真空泵运行振动偏大、泵内存在异音，怀疑泵体内部出现故障，导致真空泵出力下降。隔离密封油真空泵后，对泵进行解体检查，发现密封油真空泵摇杆密封失效，更换摇杆密封后，清洁回装所有部件，再次启动密封油真空泵，真空油箱真空恢复正常值90Kpa，真空泵运行正常。

原因分析：

密封油真空泵拆检时发现，叶轮及摇杆密封上附着有一层质密、粘稠的油泥，分析判断为密封油真空泵定期换油清洁不彻底，导致泵内工作油质较差，产生乳化现象，润滑油粘度下降，安装于叶轮上的摇杆密封件缺少润滑及冷却，直接导致摇杆密封提前失效，泵内发生串气现象，泵出力下降。

采取的预防措施：

定期进行密封油真空泵的解体全面清理工作，在每次解体检查中更换摇杆密封等易损零部件；定期换油工作期间，使用新油对泵体进行冲洗，确保旧油完成排出。

三、分析总结

单流环式密封油系统虽然结构简单，但是实际运行中同样面临一系列危险发电机安全运行的复杂问题，需要我们通过不断的学习来分析判断和排查原因。在排查发电机轴端漏油问题时，可关注空侧及轴承回油管路是否畅通，尤其是在循环密封油箱油烟积聚无法排出，形成的微正压异常工况下；密封油泵机封密封性能不足容易导致空气漏入泵内，有可能是机封受损，也有可能是机封厂家制造问题，如果是后者，可通过对泵体排空注油管进行优化调整尝试解决；密封油真空泵作为直接影响真空油箱真空建立的主要设备，定期彻底的检查清洁对于建立维持真空油箱真空尤为重要。

参考文献

[1]王志强.发电机单流环密封油系统常见问题分析及处理[J].河北电力技术，2014,33（1）：31-34.

[2]刘智，吴建勋.600MW机组单流环式密封油系统典型故障分析[C].全国火电大机组（600MW级）竞赛第11届年会论文集（上册），2007（05）.

[3]王晓辉.300MW机组单流环式密封油系统典型故障及分析[J].价值工程，2013，（14）：48-49.