单流环密封油系统会导致发电机进油事故分析

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摘 要：发电厂中常见的发电机密封油系统采用单流环密封、双流环密封和三流环密封。发电机密封油系统在调试和运行过程中很容易出现发电机进油，影响发电机的绝缘，造成线圈造成腐蚀，而且使发电机内部的氢气纯度降低。文章以某电厂单流环密封油系统进油直流为例进行分析，有助于在以后的调试、运行过程中避免发电机的进油。

关键词：火力发电；汽轮机；密封油；单流环

中图分类号：TM621.3 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）33-0177-02

为了防止发电机运行中氢气外泄而引起燃烧爆炸，维持发电机内部氢气的纯度和压力不变，在发电机端（励磁端和汽机端）轴伸出处的静止和转动部分，各装有一套密封装置―密封瓦，其间供以压力高于氢压0.03～0.08 MPa的压力油，形成油环，以密封发电机内的氢气，使其不能向外泄漏。同时也防止油压过高而导致发电机内大量进油。

单流环密封油系统：密封油源来自汽轮发电机组油系统。密封油系统主要由下列部件构成：主密封油泵（两台互为备用）、直流密封油泵、密封油真空泵、密封油再循环泵、氢气分离箱、空气析出箱、密封油真空油箱及油位信号器、差压阀、截止阀、逆止阀、浮球阀、节流孔板、压力表、温度计、滤网、油泵出口卸载阀（两台主密封油泵出口和直流密封油泵出口）、变送器及联接管路等。

1 单流环密封油系统简介

1.1 单流环密封油系统工作原理

正常运行方式下，单流环密封油系统的油进入真空油箱，经密封油泵升压后由油/氢差压调节阀调至合适的压力，经滤网过滤后进入发电机的密封瓦，空气侧的回油进入空气析出箱，氢气侧的回油进入氢气排泄扩大箱后再向下流入浮子油箱，而后依靠差压流入空气析出箱。由于采用汽轮机油这一高压油源，空气析出箱内的油无法流入真空箱，而只能流入汽轮机油套装油管，回到主油箱，开始下一个油循环。

系统中的密封油环油泵，用于正常运行中对真空箱内的密封油打循环，经处于高度真空状态下的真空箱顶部设置的喷头降压喷雾，降低油的表面张力，析出水分和气体，不断地排除主厂房外。

单流环密封油系统具有四种运行方式，能保发电机内氢气不泄漏。

①正常运行时，一台主密封油泵运行，油源来自主机密封油。

单流环密封油系统图，如图1所示。

②当主密封油泵均故障或交流电源失去时，运行方式如下：主机油直流密封油泵密封瓦膨胀箱空气析出箱主油箱。

③如果直流密封油泵均故障时，应紧急停机并排氢，降压直至主机油压能够对氢气进行密封。

④如果主机油系统停运时，密封油系统可独立循环运行。此时应注意保持密封油真空箱高真空，以利于充分回油。

主密封油泵注油放气结束，启动一台主密封油泵。检查泵运行正常，同时确认密封油再循环泵具备启动条件。缓慢开启主密封油泵出口门，注意出口压力变化，待系统充油结束后，全开出口门。检查密封油真空油箱油位正常，启动密封油真空油泵，开启真空油箱抽空气门。

密封油再循环泵是在真空油箱处于真空状态下，通过自身的不停运转使密封油在油箱内加剧喷淋，从而加强分离油中的氢气、水分以及其它有机溶剂，然后通过真空泵排走杂质。主密封油泵工作时检查密封油再循环泵应联锁启动。

1.2 系统启动

①主密封油泵出口门缓慢开启之前，可进行主密封油泵卸载阀的整定工作。随着出口门的缓慢开启，密切观察主密封油泵出口压力的变化。如果待出口门开完后，出口压力尚未达到卸载阀的动作值，可缓慢关闭油氢差压阀的旁路门，待卸载阀动作后锁紧调整螺栓，恢复系统正常运行。

②发电机充入干燥的压缩空气，压力达到50 kPa后投入油氢差压阀运行。开启油氢差压阀氢压信号一、二次门，油压信号一、二次门。开启油氢差压阀前后隔离门，关闭油氢差压阀的旁路门。

③密封油系统的油氢差压阀在装配前已经调整好，一般不需要重调，系统的理想差压是50 kPa。

④进行发电机风压试验。气压从零升到额定风压，再从额定风压降到零，同时注意观察差压阀及密封油压的变化，但是机内气体压力从低压到高压的升压过程中，油氢差压能保持在30～55 kPa的范围都是允许的，当机内氢气压力升至额定时，如果油氢差压不能维持在30～55 kPa的范围，可以重调差压阀的调整螺栓，油泵运行中调整，要注意油压的波动，调整时动作适当放慢，调整好后，用锁紧螺母锁定调整螺栓位置。

2 事故的经过

2.1 第一次漏油

某电厂是东方汽轮机厂生产的亚临界参数、中间再热、三缸四排汽凝汽式汽轮机，型号：N600-16.7/538/538，2014年3月21日热态冲转，目标1 500 r/min，升速率150 r/min；22：13升速至 3 000 r/min；22：24并网成功，初负荷31 MW；23：24负荷升至 180 MW；00：15运行汇报主油箱油位有下降趋势。

系统检查：①油系统回油正常，无漏油；②顶轴油系统无漏油；③密封油系统发现发电机漏油监测装置满油，但报警装置未发报警信号，立即向领导汇报，领导命令立即停机；1：20负荷降至30 MW，盘前硬手操打闸停机；检查密封油系统，关注主机油箱油位变化，停机后主机油箱油位保持不变。

2.2 第二次漏油

2014年3月24日机组正常运行，负荷240 MW，15：20巡检发现漏油监测装置再次满油，系统检查发现BGR有人误操作，浮子油箱出口阀门被关闭，导致氢侧回油不畅。

2.3 第三次漏油

2014年3月31日13：24重油油泵就地事故按钮有人误动，重油压力低锅炉MFT，汽轮机跳闸；14：04汽机转速780 r/min，发现发电机漏油监测装置漏油报警，就地检查，密封油油氢差压波动，就地油氢差压变波动范围在58～64 kPa之间，发现发电机励端漏油监测装置漏油，放出油量约一小桶。

3 事故分析

3.1 第一次发电机漏油可能的原因

①密封瓦间隙过大：当机组转速由盘车状态升速至3 000 r/min，再由3 000 r/min开始并网带负荷，密封瓦在动态情况下，密封瓦间隙增大，导致漏油量增大。但是第二次启机后，未发现漏油，事实证明密封瓦间隙正常，排除了此种可能。

②人为误操作或浮子油箱进油阀未完全打开：此次事故漏油量23桶油体积23×158.98 L=3 656.54 L，从漏油开始到发现停机共用时3 h30 min， 每小时的漏油量为3 656.54/210=17.41 L/min，

厂家提供资料显示：励端密封油供油量大约：92 L/min汽端供油量大约：92 L/min，密封油油压大于氢压：0.056±0.02 MPa，密封瓦进油温度：35～45 ℃，密封瓦出油温度：≤75 ℃。而且检查发现时浮子油箱油位正常，由此可判断人为误操作或浮子油箱进油阀未完全打开，导致发电机进油。

3.2 第二次发电机进油原因分析

发现时，浮子油箱出口手动门被人为关闭，旁路门也关闭，导致氢侧无法正常回油，浮子油箱满油，发电机进油。

第三次发电机进油原因分析：油氢差压表压力在58～64 kPa之间波动，波动的原因有：

①油氢差压阀调节性能不好；

②差压阀氢压或油压信号管堵塞或有少量空气；

③停机时氢压降低，当发电机氢压变化过大时，密封油差压阀调节幅度过大，油压变化滞后于氢压变化，导致油氢差压波动，密封油沿大轴漏进发电机。

参考文献：

[1] 代云修.汽轮机设备及系统[M].北京：中国电力出版社，2006.

[2] 陆锦华.发电机进油原因分析及防范[J].热力发电，2007，（1）.

[3] D300ON-000100ASM，东汽N300-16.7/537/537-8型汽轮机启动、运行说明书[S].