发电机密封油系统常见故障及处理

发电机密封油系统常见故障及处理

杨子健1杨立峰2郭锟3

（山西漳泽电力股份有限公司侯马热电分公司）

摘要：发电机密封油防止外界空气进入发电机及阻止发电机内氢气漏出。这样可以保证正常运行中，发电机内氢气具有一定的纯度和压力；同时在气体置换过程中，发电机内不易形成易爆的氢气、空气混合物；本文对生产中发电机密封油系统及与其有关的一些常见故障进行分析并提出处理办法。

关键词：密封油；差压阀；平衡阀

一、密封油系统的组成及工作原理：

密封油系统的组成：密封油系统主要有密封瓦、空侧和氢侧交直流密封油泵、氢侧回油箱、1个差压阀、1个备用差压阀、2个平衡阀、油滤网、冷油器、空侧回油箱、阀门等组成。整个发电机是1个密封的腔室，在前后轴端各设了1个双油环密封瓦，密封瓦与发电机轴颈有约0.20mm的径向间隙，利用密封瓦的2个环形油腔，充入高于氢气压力约0.085MPa的密封油，以阻止氢气外溢。发电机内氢气压力在行中有一定变化，因此，要求跟踪密封压力的变化情况，始终保持密封油压略高于发电机内氢气压力，以防止氢气外溢。跟踪发电机内氢气压力并自动调节密封油压的装置叫做差压阀和平衡阀。

如下图1所示工作原理图：

图1密封油系统工作原理

工作原理：发电机空侧密封油压以氢压作为调节依据，通过差压调节阀使其比氢压高0.085MPa，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±0.5KPa内。双流环式密封瓦密封效率高，可有效地防止氢气的外泄及空气的入侵。而且，当氢侧密封油失去时，仍可起到密封作用。此时，空侧密封油流到空侧配油槽后，一部分向氢侧配油槽流动，仍可阻止氢气外逸。但因空氢侧共用一路密封油源，溶入氢侧油中的氢气便可通过空侧油路逸出，而溶入空侧油中的空气也可通过空侧油路进入机内。因而，为保持必要的氢气压力和纯度，其补氢量将比正常时有所增加。

为保证空侧交流密封油泵故障时，发电机内氢气不外逸，空侧油路设有几路备用油，除前面提到的空侧直流密封油泵外，还从汽轮机润滑油系统引入高、低压备用油，通过备用差压调节阀的节流来控制油压，当空侧密封油压与氢气差压低至0.056MPa时，该备用差压调节阀开启，并保持0.056MPa的油、氢差压。

二、发电机密封油系统经常出现的几个问题及处理

1.发电机进油

1）误操作进油：氢侧回油箱油位控制不当，因满油而溢入发电机内；

2）杂物堵塞氢侧油路；

3）密封油装置未达到正常状态：密封瓦配油槽处油压过高直接流入发电机内；

4）报警系统未到位，抢先投密封油不能及时发现和处理异常工况造成进油；

5）油冲洗工艺性进油；

6）密封瓦本身存在缺陷；

7）安装工艺不良；

8）氢侧回油箱油位自动控制失灵，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，可能在空侧密封油压稍高于氢侧密封油压时，密封瓦处的油向氢侧窜流而导致氢侧回油箱的满油，直至消泡箱满油，最后进入发电机。

9）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，空侧密封油的差压调节同开启在一定开度基本不变，氢侧密封油的平衡阀也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。

10）发电机转速变化较大，发电机磁力中心发生变化，引起密封瓦间隙变化，差压阀跟踪不及时。

防止发电机进油的措施

1）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。

2）保证液位报警装置能起到有效的报警作用

与发电机进油有关的液位报警装置有2个。一个是消泡箱的油位高报警，另一个是浮子式检漏器的高液位报警。

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，做出相应的处理，即可避免发电机的进油。

浮子式液位检漏器接于发电机的最低位置。若发电机内进入油或水，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，再做出相应的处理。此时发电机内已进入少量的油或水，但如果情况能得到控制，则不影响机组的正常运行。

3）加强排氢压过程的监视工作

在降氢压的过程中，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以外，还应注意观察以下参数的变化：

（1）空、氢侧密封油泵出口油压。发电机内氢压下降，密封瓦处空、氢侧密封油压均随之下降，此时主差压调节阀应逐渐开大，空侧密封油泵出口油压应下降。平衡阀应逐渐关小，氢侧密封油泵出口油压应上升，直至保持在其出口安全门的动作值。

（2）主油箱油位。密封油系统启动前系统充油由主油箱供给，系统检修时放油也放入主油箱。若密封油进入发电机，主油箱的油位也将下降。所以监视主油箱油位的变化，可以初步判断出发电机是否进油及进油量的多少。发电机正常运行时进油，将危及发电机的安全；停机后排氢时进油，将延长机组的停运检修时间。因此防止发电机进油应引起运行人员的足够重视。但只要平时多观察、细分析、精心操作，发电机进油是完全可以避免的。

2.氢气湿度大

1）空氢侧密封的补油都来自润滑油，正常运行中当润滑油中水分含量较高时，直接导致密封油含水量升高，油循环时将水汽传递给氢气；

2）氢气冷却器渗漏，氢压低于冷却水压。

3．氢压降低较快

1）补排氢管道或系统上的阀门漏氢；（门杆、法兰、内漏氢）

2）密封油压与氢压的差值过小导致氢气进入密封油系统；

3）氢气冷却器不严密致使氢气进入开式水系统；

4）定子冷却水系统不严密使氢气漏入定子冷却水系统；

5）氢气分析仪、干燥器、湿度仪、绝缘检测仪、油水检测器管路漏氢；

6）发电机密封瓦或油档间隙过大氢气进入消泡箱，随密封油回至密封油箱，经排烟风机排出；

7）氢油差压阀调节缓慢或不跟踪，引起在减负荷过程中使氢气串至密封油中，经排烟风机排出；

8）油循环本身会带走少量的氢气。

4．氢气纯度低：

发电机氢压正常值为0.3Mpa，空气不可能有密封不严处进入发电机，所以只能为空氢侧密封油的窜流，导致窜流有以下几个原因：

1）平衡阀失灵；

2）密封瓦间隙过大；

3）氢侧密封油存在内漏，氢侧密封油直接漏人空侧密封油中或轴承回油中。

5．密封油压下降

1）密封瓦乌金磨损

密封瓦乌金的磨损，造成密封瓦的泄油面积增大，导致密封油压下降。当间隙增加到一定量时，所要求的密封油压就维持不了，必然出现发电机内氢气泄漏量增大，发电机补氢周期变短的现象。当密封瓦间隙增大一定值时，通过调油压无法保证P空－P氢＝0.05MPa。而密封瓦乌金磨损缺陷只有在机组停运时才能处理，使瓦间隙达到规程要求值。另外，如果轴颈磨损严重也会加快密封瓦乌金磨损，所以检修时要加以重视。

2）密封油泵故障

密封油泵由于长期运行，转动部件间隙增大，或压力调节机构、再循环门故障情况都有可能导致密封油压降低，通过启动备用或直流密封油泵以及检查再循环门开度等情况，都可以查到问题进而消除缺陷。

6.密封油压摆动

运行过程中若无其它地方泄漏密封油，那么油压摆动就是密封瓦的泄油量摆动所致。差压阀接受了这一摆动信号作为控制信号，产生一摆动的空侧密封油压，平衡阀又根据空侧密封油压的摆动信号输出1个摆动的氢侧密封油压。这样整个系统就很难稳定下来。解决这一问题的关键在于控制空侧油压，运行中只要将空侧油压信号进行节流，使差压阀有1个稳定的控制信号，就会产生稳定的输出油压，系统就会很快地稳定下来。密封瓦的泄油量之所以产生摆动，是密封间隙不均匀或其它异常情况所致。如密封瓦椭圆度严重超标或对应的轴颈处严重磨损等。

结论：

发电机密封油系统结构比较复杂，但只要掌握了其工作原理，就能对生产中与其有关的故障进行正确分析及时处理。

参考文献：

[1]魏建林杨立峰等，侯马热电分公司主机运行规程．