崔中玉
【河南新乡豫新发电有限责任公司 】
摘要：发电机密封油空、氢侧窜油将直接导致发电机绝缘腐蚀、老化，如果未及时排出，密封油在发电机内蒸发产生油蒸汽，直接影响发电机的性能和寿命，影响机组安全运行。
关键词：发电机 漏油 湿度大 氢气纯度低 分析处理
一、概况简介
我公司发电机为QFSN-330-20B型三相同步交流发动机，由东方电机股份有限公司设计、制造。发电机密封油系统采用单流环式油密封，油压力保持在0.3+-0.02MPa下运行，日漏氢量小于10m3，。
我公司#6、#7发电机组自2005年投产以来，经常发生氢气纯度不合格及发电机露点温度高问题，为了及时提高发电机氢气纯度，在运行中不得不频繁地进行大量补排氢置换操作。这样做不但使大量氢气白白丢失，而且氢气纯度仍不能得到长期保证，大量多批次补排氢增大了爆炸及火灾隐患，严重威胁到机组的安全运行，也增加了运行成本。氢冷发电机较为突出的是氢气湿度及纯度的问题，氢气纯度低于96%存在爆炸及火灾的安全隐患，湿度高影响发电机绝缘，降低发电机的性能和寿命。
我公司发电机氢气干燥系统设置有一台二氧化硅氢气干燥器和两台冻干式除湿机，氢气的露点要求在-25-0℃。发电机两端分别配置了密封瓦，有密封油泵提供高于氢压的密封油。因密封油路只有一路，称之为单流环式，密封油进油两路分别进入汽轮机侧和励磁机侧的密封瓦，经中间油孔沿轴向间隙流向空气侧和氢气侧，形成了油膜起到了密封润滑作用，然后分两路氢侧经氢油分离器、空气侧经空油分离器回油。
发电机密封油瓦结构图
发电机密封油系统为整装式独立系统，密封瓦为单流环式，发电机额定氢压0.25MPa，额定氢压下空侧密封油压0.3MPa。空侧密封油氢差压由差压阀调节（0.04-0.06MPa）。滤网进口管路上的压力0.65～0.7MPa，维持差压阀后密封油压与氢气压力差0.08±0.02 MPa，主润滑油进入密封油真空箱，经密封油泵升压后由滤网、差压阀进入发电机的密封瓦，空侧回油进入空气分离器后回主油箱，氢侧的回油进入氢侧回油扩大槽后再向下流入浮子油箱，依靠压差流入空油分离器。
二、原因分析
1、发动机氢气纯度低的原因分析：
发电机运行中出现氢气纯度低，在发动机进氢纯度合格的前提下，主要因密封瓦间隙问题引起，密封瓦的间隙为：径向0.16~0.20㎜、轴向0.15~0.18㎜。当密封瓦的间隙变大时，在同样的油氢差压下，不一定能封住发电机内气体，为了保证正常密封，势必提高油氢差压，如果油氢差压阀工作不正常，当油氢差压值偏小时，油压密封不住氢压，导致发电机内氢气泄漏，转子高速旋转，会将空气延密封面带入，从而使氢气纯度降低。密封油压增高会使润滑油中溶解的空气通过油气交换进入发电机氢气系统中，导致氢气纯度降低，补排氢频率高，影响机组的安全经济运行。
2、发电机露点温度高的原因分析：
经过我们调查分析，影响发电机露点温度高的原因主要有：（1）氢气湿度大，（2）发电机内冷水泄露、氢冷器泄露，（3）密封油含水量大，（4）密封油箱真空差，不能有效分离水分，（5）氢气除湿机不能有效除湿，（6）密封油系统漏空气。
针对我公司情况对系统进行排查，密封油系统差压阀正常动作正常可靠，根据机内氢压变化，检查差压阀跟踪良好，密封油与氢气差压正常：0.05-0.07MPa（轴系转动时），保证氢压高于定子冷却水压0.035MPa以上，油氢差压保持在0.084MPa。
最后确认密封油箱真空低，真空一般在-400--600KPa，再调高的话密封油油压不稳波动，密封油泵容易跳闸，联动备用泵，并且出现系统管件较大振动现象，密封油箱三级真空泵经常损坏，不能及时修复，影响密封油箱真空。密封油含水量大是发电机露点温度高的要因。
三、问题查找及处理
针对#6、#7发电机氢气纯度低的问题，对其密封油系统进行了全面检查，发现密封油空、氢侧存在窜油现象，密封油回油不畅，密封油箱真空低。在检修期间重点检查过差压阀，没有发现问题，运行中差压阀跟踪正常。氢油分离器排烟机进口管道存在积油水混合物现象，排污后正常。真空油箱负压由-400KPa提高到-800KPa以上，密封油回油状况改善，持续运行氢气存度提高到97%以上，达到预期效果。
对于氢气纯度低处理的主要方向是提高密封油箱真空，使密封油回油畅通，密封油泵出口管路上的压力保持在0.65～0.7MPa，维持差压阀后密封油压与氢气压力差0.08±0.02 MPa，提高密封瓦密封效果。
针对#6、#7发电机露点温度高的问题，首先，检查氢气管路氢气干燥器，排污无水，干燥器硅胶颜色正常，没有出现失效现象。存在氢气除湿机不能有效除湿，经常故障修复周期长的问题，通过检查处理，发电机内冷水泄露、氢冷器泄露问题排除（高阻检漏没有问题，各保护没有漏水报警），确认提高真空油箱真空，可以有效分离密封油中水份，密封油箱负压保持在-80KPa以上，可以有效分离水分，同时加大主油箱滤油，发电机露点温度可以保持合格范围内（0- -25℃）。
针对#6、#7发电机露点温度高的问题，处理的主要方向是密封油含水量大引起，提高密封油真空油箱真空，可以提高密封油油水分离效果，氢气湿度大主要是保证发电机两端氢气除湿机能正常工作，提高效率。
四、巩固措施
真空油箱原设计三台真空泵运行不可靠，宜损坏、有电耗，检修时间比正常运行时间还长，严重影响设备正常投运，通过评估改为在主机凝汽器至真空泵抽真空管道接一直径16的表管，表管至真空油箱真空泵进口门前加装手动门控制真空大小，平常停用真空油箱原设计三台真空泵运行，通过运行实践达到了运行要求，#6、#7机所使用的2台冻干式除湿机型号较老，经常损坏，在线检修不变，且效果不好不能保证设备正常投运，影响氢气湿度，联系厂家该种设备已经淘汰，现更换为牡丹江市联和电力设备有限公司生产的XFG-1F吸附式真空除湿机，目前可以达到连续投运要求。另一方面，加强汽轮机主油箱润滑油含水量监测化验，发现含水量超标及时处理滤油，定期密封油箱，汽轮机主油箱放水，及时消除能引起密封油及润滑油进水的各种缺陷，提高油品品质。运行中及时检查密封油质正常，否则及时启动密封油循环泵，检查发电机油、水继电器无油水，信号正常，否则及时放掉油、水继电器中的油水。
五、结论
发电机串油如果未及时排出，油在发电机内蒸发产生油蒸汽油雾，在发电机内部构件产生表面凝露，对发电机绝缘有影响，对导热不利，油中的水分运行中蒸发为水蒸汽，水汽吸附在绝缘层上，威胁发电机定子绝缘。我公司#6、#7机发动机真空油箱负压维持在-800KPa以上，氢气系统除湿机保持正常运行，氢气纯度低、露点温度高问题可以得到有效解决。
参考文献 :
[1]《330MW机组集控运行规程》 新乡豫新发电有限责任公司
[2]《QFSN-300-2-20B型300MW汽轮发电机用户手册》东方电机股份有限公司
[3]《300MW汽轮发电机氢油水控制系统说明书》 东方电机股份有限公司