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摘要：密封油系统能很好的将发电机内的氢气与外界隔绝，既不让氢气逸出，形成危害，也不让空气进入发电机内污染氢气，从而保证氢气纯度。若机组氢气纯度下降很快，但是氢压的降幅较缓慢且与纯度下降速度不匹配，此现象与单纯由于氢气泄漏导致纯度下降不符。分析可知是由于密封瓦的调整导致空侧密封油往氢侧窜油导致的。通过方面调整，尽量阻止空侧密封油窜向氢侧后，氢气纯度下降速度已经得到了好转。
关键词：密封油；氢气；纯度；窜油
一、概况某电厂
2号机组发电机为哈尔滨电机有限责任公司制造的 QFSN-600-2YHG 同步交流发电机，冷却方式为：水-氢-氢，即定子绕组水内冷，定子铁芯及端部结构件氢气表面冷却，转子绕组气隙取气氢内冷的冷却方式。氢气作为理想的冷却介质，发电机转子铁芯采用氢气冷却，冷却效果好，但因为氢气的爆炸极限为4%-75%，当氢气的纯度小于96%时容易发生爆炸，因此需要将氢气密封在发电机内且维持较高的纯度。由于发电机转子在高速旋转，因此在动、静部分间必然留有一定的间隙，不能采用固定密封。由于密封油系统是在循环运行，且可以动态调整，能保证密封油能够充满发电机两端的密封间隙，密封效果良好。所以能很好的将发电机内的氢气与外界隔绝，既不让氢气逸出，形成危害，也不让空气进入发电机内污染氢气，从而保证氢气纯度。
该机组密封油系统为双流环式，与发电机的双流环式轴封（密封瓦）装置相对应。发电机密封瓦内有两个环形供油槽，从供油槽出来的油分成两路沿着轴向通过密封瓦内环和轴之间的径向间隙流出，其油压高于发电机内的氢气压力，从而防止氢气从发电机漏出。在密封瓦内设有两个供油槽，形成独立的氢侧和空侧的密封油系统。当这两个系统中的供油压力平衡时，油流将不在两个供油槽之间的空隙中竄流。密封油系统的氢侧供油将沿着轴向发电机一侧流动，而密封油系统的空侧供油将沿着轴向外轴承一侧流动。由于这两个系统之间的压力平衡，油流在这两条供油槽之间的空间内将保持相对静止，如图。
二、氢气纯度下降快原因分析
在2018年1月超低排放改造时，该厂设备部汽机专业对密封瓦间隙进行了调整，2月份再次启机并网后，发现2号机组氢气纯度下降很快，但是氢压的降幅较缓慢，与纯度下降速度不匹配，此现象与单纯由于氢气泄漏导致纯度下降不符。
在对氢气纯度表以及变送器进行校验，排除表计不准的因素后，经多方面分析是由于密封瓦的调整导致空侧密封油往氢侧窜油导致的。我们知道空侧密封油流环会与空气接触，所以油中会有空气溶解，再加上密封油系统运行中产生的油烟，如果空侧密封油中的油烟及不凝结气体未得到有效清除，或是跟随空侧密封油窜入氢侧密封油流环又在氢气侧析出的话，就会加快氢气纯度的下降速度。既空侧密封油将油中含油烟及不凝结气体带入氢侧，又继续由氢侧密封油向氢气中扩散，从而出现了氢气纯度下降快而氢压变化不明显的现象。
三、处理对策
由于机组运行中无法调整密封瓦间隙，针对这一问题，该电厂运行人员主要从以下几个方面进行了调整，来阻止空侧密封油窜向氢侧：
1）调整密封油泵出口油压
停机检修之前，2号机空、氢侧密封油泵出口油压为0.65mpa、0.68mpa，经过调整，目前空、氢侧油泵出口油压分别为：0.6mpa、0.75mpa，使得氢侧略高于空侧，从源头上避免了空侧窜向氢侧窜油。
2）调整油氢差压阀，降低密封油与氢气之间的压差
因为差压阀可以自动调整密封瓦空侧进油的油压，保证其油压自使至终高于发电机内氢气压力，通过对差压阀旁路阀的调整，将油氢差压由原来的91.5kpa调整为83.1kpa，油氢差压的减小也在一定程度上减少了窜油量。
3）调整空、氢侧密封油平衡阀
在氢侧进油管上有汽端及励端平衡阀，用来调节氢侧和空侧之间的油压，使之保持恒定和压差在范围之内，从而使两个回路之间的油量交换达到最小，此举大大减少空气对氢气的污染及降低耗氢量。运行人员也对汽、励端平衡阀进行了调节，由原来的0.05kpa、-0.15kpa调为-0.36kpa、-0.43kpa，使得氢侧远高于空侧，从而降低了氢侧密封油窜往空侧的几率。
4）降低密封油中含气
防止因空侧油箱排烟风机出力降低，不能将空侧密封油箱中的油烟完全排除，导致油烟随空侧密封油带入氢侧，运行人员开启了备用空侧油箱排烟风机，并提高空侧回油管路上的密封油净化装置出力（将密封油净化装置进油泵再循环手动门关2圈，进油泵出口油压由0.18mpa提高到0.22mpa，排油泵频率由24hz提高到26hz），以尽量减少油中含气。
5）稳定氢侧密封油箱油位
由于双流环密封油系统密封瓦中的空、氢侧密封油分别由空、氢侧密封油泵供给。在机组的正常运行过程中，氢侧的密封油箱应保持相对稳定的油位，即不进行排油，也不进行补油。如果油位上升，则自动开启排油浮球阀，将多余的氢侧密封油经排油管路排至空侧密封油泵的入口处；若是油位下降，则自动开启补油浮球阀，通过空侧密封油泵出口，将空侧密封油补入氢侧密封油箱中，所以油位频繁波动会导致空侧密封油向氢侧补油，进而影响氢气纯度，运行人员通过调节氢侧密封油箱的排油电磁阀旁路门开度将密封油箱油位由原来在300mm至420mm之间波动，稳定在340mm左右。从另一方面减少了空、氢侧密封油的互窜。
四、结束语
通过多方面的调整，目前2号机组的氢气纯度下降速度已经得到了好转。经过此次事件，也使我们更加了解了密封油与氢气系统亲密关系，以及出现问题后的处理方法。当然本次运行人员的操作是针对空侧密封油向氢侧窜油来进行调整的，实际运行中引起氢气纯度下降的原因还有很多，需要从多方面分析从而进行有针对性的调节，以使得氢气纯度下降速度在允许的范围内，这样既保证了机组的安全稳定运行，也可以节省氢气的使用量，达到节能的目的。
参考文献：
[1]中国大唐集团公司/长沙理工大学组编《汽轮机设备检修》[M]中国电力出版社 2009年
[2]郭延秋主编大型火电机组检修实用技术丛书《汽轮机分册》[M]中国电力出版社 2003年
[3]哈尔滨电机厂有限责任公司发《密封油控制系统安装使用说明书No：0EA.466.371》[S]
作者简介：
张绍雄 男 热能与动力工程专业学士学位 大唐国际潮州发电有限责任公司从事运行岗位 集控运行高级工。
关键词：密封油；氢气；纯度；窜油
一、概况某电厂
2号机组发电机为哈尔滨电机有限责任公司制造的 QFSN-600-2YHG 同步交流发电机，冷却方式为：水-氢-氢，即定子绕组水内冷，定子铁芯及端部结构件氢气表面冷却，转子绕组气隙取气氢内冷的冷却方式。氢气作为理想的冷却介质，发电机转子铁芯采用氢气冷却，冷却效果好，但因为氢气的爆炸极限为4%-75%，当氢气的纯度小于96%时容易发生爆炸，因此需要将氢气密封在发电机内且维持较高的纯度。由于发电机转子在高速旋转，因此在动、静部分间必然留有一定的间隙，不能采用固定密封。由于密封油系统是在循环运行，且可以动态调整，能保证密封油能够充满发电机两端的密封间隙，密封效果良好。所以能很好的将发电机内的氢气与外界隔绝，既不让氢气逸出，形成危害，也不让空气进入发电机内污染氢气，从而保证氢气纯度。
该机组密封油系统为双流环式，与发电机的双流环式轴封（密封瓦）装置相对应。发电机密封瓦内有两个环形供油槽，从供油槽出来的油分成两路沿着轴向通过密封瓦内环和轴之间的径向间隙流出，其油压高于发电机内的氢气压力，从而防止氢气从发电机漏出。在密封瓦内设有两个供油槽，形成独立的氢侧和空侧的密封油系统。当这两个系统中的供油压力平衡时，油流将不在两个供油槽之间的空隙中竄流。密封油系统的氢侧供油将沿着轴向发电机一侧流动，而密封油系统的空侧供油将沿着轴向外轴承一侧流动。由于这两个系统之间的压力平衡，油流在这两条供油槽之间的空间内将保持相对静止，如图。
二、氢气纯度下降快原因分析
在2018年1月超低排放改造时，该厂设备部汽机专业对密封瓦间隙进行了调整，2月份再次启机并网后，发现2号机组氢气纯度下降很快，但是氢压的降幅较缓慢，与纯度下降速度不匹配，此现象与单纯由于氢气泄漏导致纯度下降不符。
在对氢气纯度表以及变送器进行校验，排除表计不准的因素后，经多方面分析是由于密封瓦的调整导致空侧密封油往氢侧窜油导致的。我们知道空侧密封油流环会与空气接触，所以油中会有空气溶解，再加上密封油系统运行中产生的油烟，如果空侧密封油中的油烟及不凝结气体未得到有效清除，或是跟随空侧密封油窜入氢侧密封油流环又在氢气侧析出的话，就会加快氢气纯度的下降速度。既空侧密封油将油中含油烟及不凝结气体带入氢侧，又继续由氢侧密封油向氢气中扩散，从而出现了氢气纯度下降快而氢压变化不明显的现象。
三、处理对策
由于机组运行中无法调整密封瓦间隙，针对这一问题，该电厂运行人员主要从以下几个方面进行了调整，来阻止空侧密封油窜向氢侧：
1）调整密封油泵出口油压
停机检修之前，2号机空、氢侧密封油泵出口油压为0.65mpa、0.68mpa，经过调整，目前空、氢侧油泵出口油压分别为：0.6mpa、0.75mpa，使得氢侧略高于空侧，从源头上避免了空侧窜向氢侧窜油。
2）调整油氢差压阀，降低密封油与氢气之间的压差
因为差压阀可以自动调整密封瓦空侧进油的油压，保证其油压自使至终高于发电机内氢气压力，通过对差压阀旁路阀的调整，将油氢差压由原来的91.5kpa调整为83.1kpa，油氢差压的减小也在一定程度上减少了窜油量。
3）调整空、氢侧密封油平衡阀
在氢侧进油管上有汽端及励端平衡阀，用来调节氢侧和空侧之间的油压，使之保持恒定和压差在范围之内，从而使两个回路之间的油量交换达到最小，此举大大减少空气对氢气的污染及降低耗氢量。运行人员也对汽、励端平衡阀进行了调节，由原来的0.05kpa、-0.15kpa调为-0.36kpa、-0.43kpa，使得氢侧远高于空侧，从而降低了氢侧密封油窜往空侧的几率。
4）降低密封油中含气
防止因空侧油箱排烟风机出力降低，不能将空侧密封油箱中的油烟完全排除，导致油烟随空侧密封油带入氢侧，运行人员开启了备用空侧油箱排烟风机，并提高空侧回油管路上的密封油净化装置出力（将密封油净化装置进油泵再循环手动门关2圈，进油泵出口油压由0.18mpa提高到0.22mpa，排油泵频率由24hz提高到26hz），以尽量减少油中含气。
5）稳定氢侧密封油箱油位
由于双流环密封油系统密封瓦中的空、氢侧密封油分别由空、氢侧密封油泵供给。在机组的正常运行过程中，氢侧的密封油箱应保持相对稳定的油位，即不进行排油，也不进行补油。如果油位上升，则自动开启排油浮球阀，将多余的氢侧密封油经排油管路排至空侧密封油泵的入口处；若是油位下降，则自动开启补油浮球阀，通过空侧密封油泵出口，将空侧密封油补入氢侧密封油箱中，所以油位频繁波动会导致空侧密封油向氢侧补油，进而影响氢气纯度，运行人员通过调节氢侧密封油箱的排油电磁阀旁路门开度将密封油箱油位由原来在300mm至420mm之间波动，稳定在340mm左右。从另一方面减少了空、氢侧密封油的互窜。
四、结束语
通过多方面的调整，目前2号机组的氢气纯度下降速度已经得到了好转。经过此次事件，也使我们更加了解了密封油与氢气系统亲密关系，以及出现问题后的处理方法。当然本次运行人员的操作是针对空侧密封油向氢侧窜油来进行调整的，实际运行中引起氢气纯度下降的原因还有很多，需要从多方面分析从而进行有针对性的调节，以使得氢气纯度下降速度在允许的范围内，这样既保证了机组的安全稳定运行，也可以节省氢气的使用量，达到节能的目的。
参考文献：
[1]中国大唐集团公司/长沙理工大学组编《汽轮机设备检修》[M]中国电力出版社 2009年
[2]郭延秋主编大型火电机组检修实用技术丛书《汽轮机分册》[M]中国电力出版社 2003年
[3]哈尔滨电机厂有限责任公司发《密封油控制系统安装使用说明书No：0EA.466.371》[S]
作者简介：
张绍雄 男 热能与动力工程专业学士学位 大唐国际潮州发电有限责任公司从事运行岗位 集控运行高级工。