王劭刚
摘 要：本文针对某电厂600MW发电机密封油系统氢侧密封油箱补排油浮止阀的开关位调整直接影响发电机的氢气纯度，通过调整浮止阀的开关行程，确保空氢侧密封油不会互窜，从而保证发电机的氢气纯度在97%以上，既可以保证机组的安全运行，又能够提高发电机的效率。
关键词：发电机 氢侧密封油箱 氢气纯度
中图分类号：TM311 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）12（b）-0069-02
本机组为哈尔滨电机厂生产的QFSN-600-2YHG型发电机，发电机的密封油系统用来密封发电机内的氢气，600MW汽轮发电机组的密封瓦为双流环形式，分为氢侧密封油和空侧密封油。密封油既起密封作用，又能够润滑和冷却密封瓦。
1 目前发电机氢气纯度存在问题
8号机组运行时发电机氢气纯度下降至96%，为了保证氢气纯度，发电机大量置换氢气，平均每天补排氢气两次，氢气纯度下降的问题已严重影响到机组的安全运行，急需进行分析、治理。
2 600MW发电机氢气纯度下降原因剖析
（1）双流环发电机密封瓦处空、氢侧密封油窜流：笔者所在公司发电机密封瓦为双流环密封瓦，分为空侧和氢侧密封瓦，在运行中发电机内部的氢气与氢侧密封油接触，由于密封油内溶解有大量的空气，导致氢侧密封油中含有大量不被溶解的空气，将严重污染机内的氢气，所以氢侧密封油空气含量的增加是发电机内氢气纯度下降较快的主要原因。
（2）密封瓦间隙超标：对于600MW汽轮机发电机，密封瓦直径间隙为0.20～25mm，当空、氢侧密封油压差保持一定时，空、氢侧密封油的交换量与密封瓦的间隙成正比，当运行中密封瓦间隙从0.20mm增大到0.25mm时，密封油流量将随之大大增加，而由于平衡阀有调节范围导致空、氢侧密封油之间存在压差，密封油流量增加将使空、氢侧密封油的窜油量成倍增加，空侧密封油中携带的空气、水分等通过氢侧密封油交换，将空气带入到发电机氢气中污染氢气。
（3）密封油平衡阀工作失常：平衡阀要求调节精度达到±50mm水柱，阀门内部配合精度相当高，平衡阀活塞和油缸之间间隙较小，密封油内稍有杂质可能造成活塞的轰动阻力增大或卡涩，信号管内有空气未完全排出，均能导致平衡阀调节精度下降，从而使空、氢侧密封油压力的平衡破坏，增大空、氢侧密封油之间的窜流，进而造成发电机内的氢气污染，需要增大发电机内的氢气置换量来维持氢气纯度。
（4）密封油主差压阀工作不正常：密封油主差压阀应具有良好、灵敏的调节跟踪性能和富余的调节范围，维持氢油差压的任务主要是由差压阀来完成的。一旦差压阀调节不正常，就會使氢油差压偏高或偏低，由于氢侧密封油压力是跟踪空侧密封油压力的，氢油差压偏高或偏低必然会使氢侧密封油压上升或降低。当氢侧密封油压过高时，氢侧密封油将直接通过密封瓦座内油挡进入到发电机内。由于密封油主差压阀工作的异常会直接导致密封油平衡阀也进行跟踪调整，进而导致空氢侧密封油窜油加剧。
（5）氢侧密封油箱中的补、排油浮止阀内漏：自动补、排油浮止阀内漏将直接导致在氢侧油箱中的空、氢侧密封油大量交换，使带有较多空气的空侧密封油回油直接进入氢侧油箱，导致在氢侧油箱中直接析出空气而进入发电机，从而影响发电机内氢气纯度，其余的会在密封瓦处直接析出空气而影响发电机氢气的纯度。
（6）排氢风机出力小：从600MW发电机密封油系统看，空侧密封油泵油源取自空侧密封油箱，空侧密封油箱的排烟风机抽出空侧油中携带的微量氢气，避免氢气随润滑油回到主油箱，使主油箱内的氢气超标。增大空侧油箱排烟风机的出力，使空侧油箱形成较大的负压，使空侧密封油中的空气会同氢气一起被抽出，这样将减少空侧密封油中空气含量，进而减少氢气污染。
（7）密封油含水超标：密封油系统的油源来自汽轮机主机润滑油，在机组运行中，密封油和发电机轴承的回油是一路回油管道，一部分回油直接进入到空侧油箱，其余的回油回至主机润滑油箱。在机组运行中由于轴封漏汽大、冷油器内漏等原因使主机润滑油中含水量过高，在发电机密封瓦处形成水蒸气进入发电机使氢气纯度下降湿度增加。
（8）密封油温度高：对于600MW汽轮发电机集装式密封油系统，其空、氢侧密封油系统的冷油器出口油温一般维持在38℃～45℃。密封油的粘度随油温的升高而降低，同时密封油温度的升高，将导致密封瓦的内径增大，间隙增大，需要增大密封油流量才能维持一定的密封油压力，保证发电机内氢气不外泄。油温在45℃时的粘度比38℃时小，要维持一定的密封油压，则需要较大的密封油流量，同时增加密封油中的空气含量。因此，密封油温度过高将导致密封油流量增大，会引起发电机内氢气污染。
3 机组发电机氢气纯度下降原因排查及治理
（1）8号机组发电机在大修时更换过发电机密封瓦，间隙调整在0.2～0.25mm，且距离目前时间较短，该原因可以排除。
（2）检查密封油系统的主差压阀、平衡阀的运行情况均正常，全部在运行参数范围内。
（3）检查排氢风机的出力和化验密封油的油质指标均正常。
（4）将两台机组进行对比分析，相应问题进行排查，发现8号机氢侧密封油箱正常补、排油管道运行中温度保持在45℃左右，比7号机组偏高8℃，说明8机组的补、排油浮止阀运行中内漏。
通过以下试验来判断补、排油浮止阀存在问题：
在机组运行中先关闭补油手动门，开启排油手动门，观察氢侧油箱油位，油位下降至19.5cm，观察20min，油位稳定不动；开启强排手动门判断氢侧油箱油位计活动正常；开启补油手动门，关闭排油手动门，观察氢侧油箱油位，油位上涨至22.8cm，观察20min，油位稳定不动；开启补油和排油手动门，恢复正常系统将油位恢复至19.5cm，油位稳定后，将补油手动门和排油手动门全部关闭，观察氢侧油箱油位20min，油位稳定不动（表明密封瓦处基本不窜油）。
通过试验表明氢侧油箱补、排油浮止阀基本不内漏，初步判断导致空氢侧窜油的原因为补、排油浮止阀调整的位置不合适。
4 发电机氢侧密封油箱浮止阀的调整方式
利用机组停机机会将发电机排氢，对密封油补、排油浮止阀进行了调整。具体氢侧密封油箱的补、排油浮止阀的调整方法为：油箱油位设计为mm，控制排油浮止阀在油箱油位为230mm附近开，补油浮止阀在油位为170附近时开，油位在170～230mm之间补排油浮止阀均为关闭状态即可，补排油浮止阀的工作原理相同，主要区别在于浮球连杆的支点位置不同，所起的作用就不相同。浮止阀的阀杆螺纹旋转1圈，对应油箱的油位变化为20mm。排油浮止阀阀杆往短调节油箱动作油位变高，补油浮止阀阀杆往短调节油箱动作油位变低。参照以上方法和运行中试验的阀门动作油位情况进行调节，可以确保运行中补排油浮止阀不窜油，从而改善发电机氢气的纯度。
5 结语
造成发电机氢气纯度降低的原因是多方面的，笔者所在厂8号机组氢气纯度偏低的主要原因是密封油氢侧油箱的自动补、排油浮止阀开关位置调整不合适，导致运行中补、排油浮止阀一直处于稍微开启状态，从而使空氢侧密封油窜油造成发电机氢气纯度不合格。重新调整补、排油浮球阀的开关位置后，现在8号机组氢气纯度可以保持在97.5%以上，满足了机组的安全运行，且可以提高发电机的运行效率。
参考文献
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