对油中异物引起发电机漏氢量大的检查及处理

常滨 钊学明

摘 要：本文介绍了邹县电厂1000MW机组大修后出现发电机漏氢量大的重大缺陷，并对密封油中进入异物引起发电机漏氢量大及治理情况进行了分析总结，对今后1000MW机组密封瓦的检修维护具有借鉴意义，同时对机组的安全运行具有重要的意义。

关键词：密封瓦；漏氢量大；铁屑；治理

1 设备概况

1.1 主要技术参数

1）密封油油质：同汽机润滑油；2）密封油油量：230 L/min；3）密封瓦进油温度：45℃；4）密封瓦出油温度：≤70℃；5）密封瓦油压大于机内氢压：0.055±0.02（MPa）。

1.2 概述

发电机密封瓦（环）所需用的油，即汽轮机轴承润滑油，人们习惯上按其用途称之为密封油。密封油系统专用于向发电机密封瓦供油，且使油压高于发电机内氢压（气压）一定数量值，以防止发电机内氢气沿转轴与密封瓦之间的间隙向外泄漏，同时也需防止油压过高而导致发电机内大量进油，故密封油系统在密封油泵出口设置了油氢差压阀以自动调节油氢差压符合0.055

±0.02MPa的要求，油、氢压力取样分别取自发电机励端密封油进油管、密封油膨胀箱底部。密封油系统是根据密封瓦的形式而决定的，最常见的有双流环式密封油系统和单流环式密封油系统。邹县电厂1000MW机组密封油系统为单流环式密封油系统。

1.3 系统工作原理

密封油系统中主要包括：正常运行回路、事故运行回路、紧急密封回路、自密封回路、真空装置、压力调节装置及开关表盘等。这些回路和装置可以完成密封油系统的自动调节、信号输出和报警功能。

1）正常运行回路：

2）事故运行回路（主密封油泵均故障或密封油真空箱故障）：

3）紧急密封回路：

此运行回路的作用是在主密封油泵和直流油泵都失去作用的情况下，轴承润滑油直接作为密封油源密封发电机内氢气。此时发电机内的氢气压力必须降到0.05MPa～0.02MPa。

4）自密封回路（该方式一般用于机组停运后，发电机内有压力，主机润滑油短时停运工况）：

2 设备缺陷情况

1）邹县发电厂#8机组2014年4月份大修结束，机组并网后计算发电机漏氢量为22.18Nm3/天，发电机漏氢量偏大。对#8机整个涉氢区域进行了多次的系统排查均未查到明显泄漏点。

2）与此同时密封油浮子油箱内出现间歇性异音，并伴随油位波动。为消除该缺陷，对浮子油箱进行了隔离操作，隔离前发电机汽端密封油压比励端高5kPa左右，在隔离过程中密封油压出现波动造成汽端密封油压比励端高19kPa左右，始终没有恢复到隔离之前的差值。检查浮球阀未发现异常，复装后油位波动情况好转，能够控制浮子油箱油位在油箱中心线以上。然而发电机内氢气压力下降速度大幅增加，计算发电机漏氢量达90 Nm3/天，大幅超过12Nm3/天的设计漏氢量。

3 缺陷分析

1）根据检修记录，复装时密封瓦间隙值符合规程和厂家设计要求。

2）对#8机整个涉氢区域进行了多次的系统排查均未查到明显泄漏点。测量空气析出箱排气口氢气含量大，主机油箱排气口也测出有少量氢气。

3）检修人员将#8发电机漏氢检测仪与#7发电机漏氢检测仪主机交换，送电后两台仪表指示一致。

4）检修人员对#8发电机密封油油氢差压在45kPa至75kPa范围内进行调整，隔离#8发电机氢气纯度仪，观察#8发电机漏氢无明显减小。

5）相继隔离#8发电机A、B、C、D氢气冷却器，发电机内氢压变化无明显变化，各氢气冷却器放空气门处测量无漏氢。

6）手测#8机密封瓦汽端、励端空侧回油管氢气含量均为0LEL。测量空气析出箱排气口氢气含量均为113LEL，且排气量大。

7）关闭#8机密封油浮子油箱出口手动门3.5秒，浮子油箱内部油位上升30mm，初步测算氢侧密封油回油流量为188.5L/min（未扣除浮子油箱内部管道和浮球容积）。

8）根据以上#8发电机漏氢排查情况和现场密封油系统存在的异常情况，发电机漏氢量大的原因初步分析为发电机励端氢侧密封瓦存在间隙异常情况，原因如下：a.现场测量发电机汽端和励端氢侧回油量为180L/min左右，大于40L/min的设计值。b.发电机励端回油温度为46℃，汽端为64℃。c.发电机密封油进油压力汽端比励端高19kPa左右。d.汽端和励端空侧回油母管在线漏氢监测仪无报警，手测氢气含量为0。e.浮子油箱油位波动，虽然油位能够稳定在中心线以上，但从浮子油箱油位计观察，油中气泡较多。

4 治理情况

1）利用#8机组停机机会，检修人员对#8发电机励端密封瓦进行了解体检查，发现如下情况：a.打开密封瓦观察孔端盖后发现密封瓦固定弹簧上有积存铁屑。b.密封瓦解体后发现两密封瓦块之间有积存铁屑，结合面处固定弹簧及密封瓦块之间有积存铁屑。c.氢侧密封瓦上瓦有1/3瓦块磨损出沟痕，钨金面有麻坑。d.励端密封瓦处轴颈有两条深约1.0mm、宽约1.5mm的沟痕，与密封瓦配合处轴颈较未磨损轴颈半径方向低约0.1～0.2mm。e.从密封瓦座中清理出大量碎铁屑。

2）原因分析：a.轴承盖吊出后，检查密封瓦卡涩不动，密封瓦圆周间隙不均，氢侧密封瓦北部间隙较南侧大，间隙小的区域发生磨损，间隙大的区域密封油流量大。氢侧密封瓦泄油量大引起密封油压低，密封效果差，氢气随氢侧密封油进入密封油膨胀箱、浮子油箱，从空气析出箱及主油箱排烟风机排出。检查情况与修前的缺陷分析情况相吻合。b.清理出的碎铁屑经确认为机加工车削出的铁屑。#8机大修期间发电机大端盖返东方电机厂加工密封面消除错口问题。初步分析为发电机端盖结合面处理时未做好防护进入密封油通道，在设备复装过程中对油管道未吹扫干净，密封油系统投运后铁屑由发电机端盖上油孔进入密封瓦导致密封瓦卡涩、磨损。c.密封油中有异物，进入密封瓦和轴颈配合间隙，在发电机转子高速旋转时将轴颈磨伤。

3）处理情况：a.更换励端氢侧、空侧密封瓦，将密封瓦在专用胎具上进行研刮至间隙合格，复装时调整密封瓦与发电机大轴间隙合格。瓦壳全部解体，用压缩空气吹扫密封瓦进油通道，清理干净后组装，采用1102型密封胶，复装后用摇表测量绝缘合格。b.外委专业技术人员修复励端密封瓦处轴颈，密封瓦研磨合格。c.汽端密封瓦处轴颈检查无异常，密封瓦壳全部解体，用压缩空气吹扫密封瓦进油通道，清理干净后复装。d.对密封油膨胀箱、浮子箱、真空箱、密封油真空泵出口分离器进行清理，经化学验收合格，检查油箱内无异物；对密封油真空箱浮球阀、浮子油箱浮球阀进行解体检查，活塞无毛刺，活动灵活无卡涩，更换阀芯密封件后复装；检查密封油真空箱喷嘴无堵塞、无松动。

4）机组并网后发电机汽端、励端密封油压力偏差在1kPa左右，漏氢量约15Nm3/天。发电机漏氢量较停机前有明显降低，恢复至正常水平。

5 结语

通过对#8发电机漏氢量大的分析及处理，我们要认真吸取经验教训，提高设备检修水平，树立清洁检修意识，油系统部件解体后及时封堵，做好防范异物措施；油系统设备复装前要用面团、压缩空气等清理干净；润滑油系统投运前要滤油至NAS7级标准。同时加强隐患排查力度，做好风险分析，努力提高设备运行可靠性，保证机组修后长周期运行。

参考文献：

[1] 1000MW氢油水系统设备说明书.东方电机控制设备有限公司，2005（9）.

作者简介：常滨（1981-），男，本科，工程师，主要从事火力发电厂集控运行专业管理工作；钊学明（1977-），男，本科，工程师，主要从事火力发电厂集控运行工作。