密封油系统异常分析及解决策略

呼岳岳 李明 孟庆丰 李嘉乔 段金龙

华能沁北发电有限责任公司 河南济源 459000

摘要：电力工程的发展关乎到我国国民经济的发展，当前，随着人们用电需求的日益旺盛，我国电力工程的建设力度也逐渐增强，但是电力工程的工程量浩大，并且系统构成复杂，当前，在我国，大多数电厂使用的是氢冷发电机，为了保证氢气被安全地密封在发电机内，通常都会配套完整的密封油系统。密封油系统的构成十分复杂，其复杂性决定了一部分装配工作只能在电厂现场完成。如果密封油系统中掺杂了颗粒污染物，则可能造成轴瓦、密封瓦及轴颈被磨出沟槽或密封瓦被卡住，从而引发一系列运行风险。为避免风险发生，必须确保密封油系统不受颗粒污染物干扰，这就要求机组在初始运行前或每次检修后，必须进行冲洗和清洁工作。

关键词：密封油系统;异常分析;解决策略

引言

密封油系统是一复杂的大系统。该系统通常包括油泵、油箱、冷油器、供油管道和回油管道。本文主要对密封油系统异常分析及解决策略做论述，详情如下。

1密封油系统概述

1.1单流环密封油系统

密封油系统为单流环式，正常运行期间，交流密封油泵从密封油真空油箱中抽出密封油，通过冷却器、滤网、差压阀把密封油送到密封瓦，密封油进入密封瓦后，经密封瓦与发电机轴之间的密封间隙，沿轴向从密封瓦两侧流出，即分为氢气侧回油和空气侧回油，并在该密封间隙处形成密封油流，既起密封作用，又起润滑和冷却密封瓦的作用。从空气侧排出的密封油直接流入密封油贮油箱，再返回到真空油箱；流向氢气侧的密封油则首先汇聚到发电机消泡室，然后到氢侧油箱，再返回到真空油箱。

1.2双流环密封油系统

密封油分别从空侧和氢侧两个油路流入轴密封瓦，并经过密封瓦支座上的密封环室，通过瓦上均匀密布的通流孔和环形配油槽注入空侧和氢侧密封间隙，密封油沿转轴轴向穿过密封瓦内径与转轴之间的间隙流出。为了获得可靠的密封效果，应保证环形油隙中的密封油压力高于发电机中的气体压力，且保持相对恒定。

2原因分析

1）直接原因：密封油真空油箱压力过低，当密封油真空油箱液位低时，真空油箱内存油起泡，大量的泡沫影响密封油真空油箱浮球阀正常调节，不能自动开大及时补油，导致密封油真空油箱油位低交流油泵跳闸。密封油真空油箱起泡时及正常运。2）间接原因：密封油真空油箱压力变送器引出管可能存在异物堵塞，未能真实反应出真空油箱实际负压。

3密封油系统异常的解决策略

3.1密封油系统投运操作

1）检查密封油系统检修工作已结束，工作票已终结，安措已拆除，检查密封油系统各电动门已送电、气动装置气源压力正常，系统所有热工表计已投入正常，密封油交直流油泵测量绝缘合格并已送电正常（直流密封油泵暂不送电，防止发电机内气体压力低时，直流油泵联启发电机进油）。2）某次停机密封油系统未进行大的检修操作，系统未放油，故无需对系统进行注油。检查密封油贮油箱油位正常、密封油真空油箱油位正常、密封油氢侧油箱油位在满油状态。3）准备好密封油系统启动操作票和系统投运前检查卡，对照密封油系统检查卡将密封油系统各阀门状态调整至系统启动状态。特别注意：密封油氢侧油箱浮球阀旁路门应在全开状态，密封油系统启动前发电机内无压力，油泵启动后氢侧油箱回油不畅会造成发电机进油，需在发电机内气体压力上升至50kPa以上且氢侧油箱油位正常可见后，及时关闭该阀门。

3.2密封油系统冲洗

密封油系统冲洗的最终目的是使密封油管路系统尽量少存在，甚至不存在影响系统正常工作的颗粒污染物。冲洗过程中，颗粒污染物可随冲洗油从管壁上冲走，并将它们输送到冲洗用过滤器进行收集，从而将它们从系统中去除。对于油冲洗的操作，管道的循环油流速应高于正常运行流速。以较高的流速冲掉管壁边界层的颗粒污染物，使颗粒悬浮在油流中并排出管道。同时，较高的冲洗流速，可以保证在冲洗时不能从系统中去除的污染物，在正常运行流速时也不能被冲入密封瓦内。有效输送污染物的最小流速大约为2倍的正常运行流速或大约3m/s的流速。油冲洗过程中要求对油进行交替加热和冷却。加热和冷却的过程会使管道产生热胀冷缩，从而使得紧紧黏附在管道壁上的颗粒污染物能够脱离管壁。油的加热和冷却也使油的粘度发生变化，从而使更多的颗粒污染物被输送至滤网和过滤器。为了使热涨冷缩以及黏度变化达到有益的效果，要求最小温度变化为20℃；最高油温不应超过75℃，最低油温必须高于50℃。在管道上可设置电磁液压激振器或通过人工来激振油管道，使黏附在管道壁上的杂质加速脱落。

3.3监视干燥器出氢湿度，进行化验

使用便携式氢气湿度测试仪定期监视干燥器出氢湿度，确保干燥器干燥效果，以不断除去发电机内部氢气中的水蒸气。按照设计寿命氢气干燥剂需要３年更换一次。但由于部分机组氢气湿度增大、干燥剂处于超负荷工作，必然会缩短干燥剂的寿命。因此需要备足干燥剂，根据运行累计时间或实测出干燥效果变差后，利用停机机会及时更换，确保氢气干燥器始终具有良好的干燥效果。干燥器冷却水冷却能力降低后，在固定的再生时间内，再生氢气中的水分无法全部冷凝，部分残存水蒸气回流至氢气系统，造成氢气湿度增大、露点温度有所升高。冷却水湿度对露点温度影响较大，夏季冷却水温度升高，在冷却水量、流速不变情况下，冷却水冷却能力降低；同时其他冷却水用户用水量增大后导致冷却水压力降低，干燥器再生冷却器内冷却水流速降低、流量减小，冷却水冷却能力同样会降低。针对这种情况，可引一路空调冷冻水做为发电机氢气干燥器的备用冷却水源。在未彻底解决问题前，夏季运行时可切换为备用水源冷却，以确保氢气干燥器的干燥效果。加强新购置氢气入厂化验，确保来氢品质合格，保证补入发电机氢气系统内的氢气品质合格。

3.4改进密封结构

提高气缸和活塞的密封性和提高气缸杆与气缸端盖的密封性是保证锻造操作机钳口夹紧力和对大型锻件夹持进行生产工作必要改进项目。气缸和活塞的密封性改进项目为加大活塞密封圈与气缸的接触面积，从而延长气缸的工作时间。在锻件加热炉的高温作业及空气锤打击时产生的震动等环境中，因为缸体与O型密封圈接触面积的增大，可以起到很好减震效果，避免了活塞与缸体之间硬碰硬现象发生。从而使得该设备能够长时间连续工作，减少维修次数。

3.5氢气干燥器的有效应用

由于氢气具有导热性好、比重小、摩擦损耗小等优点,现有大型汽轮发电机组大多采用“水-氢-氢”的冷却方式,即定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷,铁芯及端部结构件氢外冷,以防止发电机在运行中绕组和铁芯因发热导致温度过高而发生烧损。目前国内机组容量不断扩大,运行氢气系统压力也逐渐提升,运行中对氢气质量,特别是氢气的湿度,提出了更高的要求。氢气的渗透性比较强,所以在发电机组内部充有氢气时,需要由密封油对其进行密封,以确保氢气不外漏。密封油是由主机润滑油系统供油,主机润滑油与轴封系统接触较多,因此润滑油系统及密封油系统中均会带有水分,在氢气系统运行时,氢气中也不可避免的会携带有水汽,为保证绕组绝缘,必须对氢气进行除湿。

结语

总之，密封油系统的功能是向密封瓦提供压力略高于氢压的密封油，防止发电机内氢气沿转轴逸出。若其出现异常，并对系统正常运行造成影响，因此完善其解决策略，具有重要意义。

参考文献

[1]王占彬.三河电厂发电机除湿控制系统优化设计与评价研究[D].华北电力大学,2017.

[2]吴福雨.发电机第三代吸附式氢气除湿装置的应用[J].电力安全技术,2018,20(11):22-25.