200MW 发电机密封油系统故障影响氢气纯度下降 原因分析及处理

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热度0票  浏览230次 时间：2020年4月14日 16:23

何源煌

( 茂名臻能热电有限公司 广东 茂名 525000)

摘 要：茂名臻能热电有限公司 200MW 汽轮发电机组自 2014 年大修后 , 发电机氢气纯度下降较快，保证发电机内部氢气纯度合格，每天需排污三至四次，本文对发电机密封油系统故障影响机氢气纯度下降的原因进行分析，查找并分析发电机密封油系统故障点 , 具体表现在发电机氢油压差难以调整 , 密封油系统空侧油压与氢侧油压不易平衡等方面。经过对该机组密封油系统的运行参数进行多次检查和分析 , 最终排除了密封油系统压差阀、平衡阀方面的原因 , 最终查找出发电机转子轴颈磨损造成密封瓦内部油压分布不均、密封油信号指令不准确 , 且发电机密封瓦盖胶垫不耐油造成泄漏的严重问题，是导致密封油系统运行不稳定问题的主要原因。本文讲述了此类故障的征兆、分析过程和依据以及具体的处理方法 , 为此类故障的解决处理提供借鉴对同类型机组系统可能遇到类似问题有一定的指导意义。

关键词：发电机；密封油；氢气；纯度

一、概述

茂 名 热 电 厂 200 MW 机 组 系 哈 尔 滨 汽 轮 机 厂 生 产 的CC159/N200-12.7/535/535 型汽轮机组，发电机型号为 QFSN —200 — 2 型，发电机密封瓦为双流环密封瓦，发电机为水 - 氢 - 氢冷却方式，发电机正常运行氢压 0.3MPa ，氢纯度大于 96% 。发电机投产后，在机组大小修期间，均发生主油箱汽轮机油混浊，经反复过滤处理，严重影响机组安全运行。 2006 年 12 月， #5 机组大修期间，因主油箱汽轮机油混浊，经反复过滤处理，油质颗粒度试验均不合格，为了不影响开机，用新 32 号优质汽轮机油进行了更换。

二、发电机氢气纯度下降的原因分析

#5 机组大修及综合技改启动运行后，发电机的氢气纯度下降速度较快，特别是机组运行时，现在发展至每天发电机由于氢气纯度下降都要排污一次，经过查找，发现 #5 机组密封油系统氢侧密封油箱长期补油，由于氢侧密封油箱长期补油，大量空侧润滑油进入氢侧密封油系统造成氢侧密封油循环系统的油中气体杂质含量增加，在氢侧密封油系统释放出油中的气体进而污染了氢气，使发电机的氢气纯度下降。

正常运行时氢侧密封油箱会补油也会排油，这是因为空侧密封油压和氢测密封油压在运行中会有差压，空侧密封油压波动时平衡阀跟踪不好或滞后造成氢侧油压与空侧油压有差值，有时是正差，有时会负差，这样就会引起空氢侧密封瓦相互窜油，当氢侧密封油压大于空侧密封油压时密封油箱会补油，反之则排油，但为什么会造成氢侧密封油箱长期补油，主要原因是氢侧的密封油排油至空侧油系统，氢侧密封油的油循环不能保证自身的循环油量，因此需补空侧的密封油。

现场调整过氢空密封油压差，励侧和机侧密封瓦的氢空密封油压差不相同，调整好励侧的空氢侧密封油压差为 0 ，机侧的空氢密封油压差为正的 5KPa （空侧密封油压大于氢侧密封油压），始终不能同进达到差压为 0 （机组大修前可以同时差压为 0 ），检修对二个平衡阀进行解体检查，没有发现平衡阀有问题，平衡阀检修后投入运行上述现象依然一样。

从现场的试验结果看，氢侧密封油箱的补油量非常之大，当关闭二个自动补油截止阀时，氢侧密封油箱油位二分钟内下降大约50mm ，但现场氢空侧密封油压差表显示是励侧密封瓦压差在 0 位，机侧密封瓦压差是空侧油压大于氢侧油压约 500Pa （正常的氢空侧密封油压差为 ± 500Pa ），密封瓦的窜油是窜向氢侧密封瓦的，这种状态氢侧密封油箱应该排油才对，从氢侧密封油箱关了自动补油截止阀的试验来看，氢侧密封油流回空侧的油量是非常大的，不可能是氢空侧密封瓦间的窜油引起，且密封瓦的间隙只有0.2~0.25mm ，油压差亦小，因此其二瓦之间的窜油量不可能这样大。

从密封油系统的结构来分析，引起氢侧密封油箱长期补油和原因主要有以下几个：

1 、氢侧密封油手动强制排油阀内漏（经检查及阀后管道温度判断该阀不可能内漏）。

2 、氢侧密封油箱自动排油装置失灵（氢侧密封油箱自动排油装置排油管道温度低于氢侧密封油箱内的油温，可判断自动排油装置正常）。

3 、氢侧密封瓦（机侧或励侧）进油管接口漏油（该接口在轴承箱内，需停机才能检查）。

4 、氢侧密封瓦进油管道（轴承箱内）泄漏。（需停机才能检查）5 、氢侧密封瓦间隙大（机侧或励侧）氢侧密封油窜油至空侧密封瓦回油至轴承箱。（需停机才能检查）

6 、进入氢空侧密封的进油管接反（即空侧密封油管接入氢侧油管），这种可能性最大。（需停机才能检查）

7 、氢侧密封油冷油器铜管漏油：若氢侧冷油器漏油，造成氢侧密封油箱的油位下降使得氢侧密封油箱需补油，但主油箱的油位没有下降，因此可以判断氢侧密封冷油器没有漏油。

结论从现场试验及将平衡阀的氢空油压力反馈压力表更换为0.4 精度压力表试验，机侧密封瓦的空侧密封油压比励侧密封瓦的空侧密封油压小 0.015MPa ，而该侧的密封瓦是空侧密封油压比氢侧密封油压大 500Pa ，而将该侧平衡阀退出运行用旁路阀调整密封瓦的空侧油压大于氢侧密封油压 3KPa 进行试验，氢侧密封油箱的补油情况基本不变，这种状况说明该侧密封瓦有问题（大修前两侧的氢空油压差基本都可以在 0 位，但大修后励侧氢空压差为 0 而机侧氢空压差为 0.5KPa ），应该是进入该氢侧密封瓦前的氢侧油管有漏造成进入氢侧的油压低且使该侧的空侧密封瓦漏入氢侧的油量多才造成该侧空侧密封油压比励侧密封瓦之空侧密封油压低的原因，建议机组有机会停机时检查机侧密封瓦及氢侧密封油管是否有漏。

三、处理

2018 年 10 月份利用机组调峰停运消缺期，当拆开发电机励侧端盖时发现该侧发现密封瓦接合面漏油，当拆该侧密封瓦时发现密封瓦盖胶垫不耐油造成的泄漏（当时购买的胶垫是耐油的），且测量机侧和励侧发电机密封瓦间隙超标，因此，决定更换其他厂家厂的发电机密封瓦盖耐油胶垫，并更换了两侧发电机密封瓦。通过上述的处理后，发电机恢复密封油系统和发电机风压系统运行正常，氢侧密封油油箱补排油正常，且发电机空氢侧密封油压差计指针基本零位，发电机风压试验合格，通过机组几天的运行，发电机氢氢纯度没有下降的趋势。

四、结论

通过对发电机氢气纯度下降的原因及密封油系统运行极不稳定分析，通过对此类故障的征兆、分析过程和依据以及具体的处理方法 , 关键是对设备的备品备件采购和验收要严格把关，不能用不合格的备品备件。为此类故障的解决处理提供借鉴对同类型机组系统可能遇到类似问题有一定的指导意义。 ■

参考文献

[1] 茂名臻能热电有限公司 (200MW) 汽轮机运行规程 (2015) 版 .

[2] 茂名臻能热电有限公司（ 200MW ）汽轮机检修规程（ 2015) 版 .

[3] 张鹏 - 《发电机氢气纯度下降的原因分析》 .

[4] 杨建安 - 《发电机氢气纯度下降的原因分析及对策》