摘要：某核电站汽轮发电机密封油系统（GHE）自投产运行以来，密封油真空泵长期存在频繁跳闸问题，严重威胁系统的安全稳定运行。通过对系统进行排查及分析，认为导致该问题的根本原为泵气镇阀滤网堵塞，生成凝结水，造成润滑油变质。通过对泵出口管道进行重新布局，定期检查气镇阀，润滑油变质导致泵频繁跳闸问题得到解决。本文所述原因分析、处理措施，对解决同类型设备频繁跳闸问题具有较好的指导意义。
关键词：密封油系统 真空泵 频繁跳闸
发电机密封油系统的作用是为发电机密封瓦提供连续的密封油，以保证发电机的气密性，防止氢气外漏。某核电站汽轮发电机组（4*1000MW）发电机密封瓦采用的是单流环结构形式，密封瓦的氢侧回油回到真空油箱后，通过真空油箱下游的密封油泵重新回到密封瓦中。
1GHE401PO是由法国MIL'S EVISA公司生产的旋片式真空泵，型号为E100-2。该泵主要用于核电机组发电机密封油的过滤，使真空油箱在负压的情况下，将油中的水分分离并排放出来，保证GHE密封油中只含有极少的含水量，降低了发电机的氢气湿度。
真空泵主要部件有：油分离过滤器、自动排凝器、油位报警装置、气镇阀、油箱、泵叶片、吸入口滤网、润滑油滤网等。见图1。
图1 泵结构组成
表1 GHE401PO参数
1 问题描述
1GHE401PO密封油真空泵自投产运行以来，主控多次闪发1GHE009KA（1GHE004CW真空泵油箱油位低），1GHE705SN动作，1GHE401PO自动跳闸。1GHE401PO跳闸后，1GHE001CW密封油真空油箱负压无法维持，会使密封油回油不畅，同时1GHE001CW密封油真空油箱内氢气不能及时抽出，存在氢聚集的风险。对泵本体、1GHE004CW油箱液位进行检查，通过更换分离过滤器、更换润滑油、油箱补油等操作，真空泵短时恢复可用。
2 原因分析
停泵指令如下：
a）主控1GHE001KG停运；
b）1GHE001CW液位高（1010mm）自动停运；
c）1GHE004CW真空泵润滑油箱油位低（≤20mm），1GHE705SN触发，自动停运。
真空泵的日常维护工作有：
a)检查润滑油油位，定期更换润滑油。泵首次运行500 小时后进行首次换油，之后是每运行3000 小时进行更换。
b)定期更换油气分离滤芯、油过滤器，每运行3000 小时进行更换。
通过分析认为，导致1GHE004CW真空泵润滑油箱油位低（≤20mm），触发1GHE705SN的因素如下，并逐一进行排查。
（1）油气分离滤芯堵塞
（2）自动排凝器堵塞
（3）油位报警装置故障
（4）润滑油乳化变质
（5）泵体运行温度过高
2.1 油气分离器芯堵塞
油气分离器芯（图2件6）的作用是分离油中的杂质，过脏的分离滤芯会造成泵静能头的损失。如果滤芯破裂，泵的排气口将有油雾喷出。
逐对滤芯进行更换，并对旧的滤芯解体检查，未发现滤芯过脏或破损情况，且更换新的滤芯后，在较短时间内（约一到两周）仍发生真空泵频繁跳闸的情况。据此说明，油气分离器芯短时间严重堵塞导致真空泵频繁跳闸可能性小。
图2 油气分离器芯
2.2自动排凝器堵塞
自动排凝器故障会导致泵出口分离过滤器上游滞留较多的油，而油不能顺利经过浮子阀重新注入到泵内，这将使泵油箱内液位降低。经检查浮子阀动作正常，排油通管畅通。自动排凝器堵塞导致泵跳闸可以排除。
图3 自动排凝器
2.3 油位报警装置故障
1GHE705SN在油箱润滑油量少时，报警并发送停泵信号，经仪表控制技术人员多次检测，检查浮子灵活，浮子表面无附着物，油位报警装置无异常。油位报警装置故障导致泵跳闸可能性较小。
图4 油位报警装置
2.4 润滑油乳化变质
对1GHE401PO润滑油取样化验，结果显示润滑油严重乳化。油品中进入水分，油液的表面张力会降低，不能形成大的气泡漂浮到液面，而是碎裂成细小的气泡滞留在油液内部并难以释放，造成泡沫增多。泡沫会使油路发生气阻，供油量不足，导致油箱内液位降低引起1GHE705SN报警。润滑油乳化变质，导致泵跳闸可能性最大。
造成润滑油乳化变质的原因如下：
2.4.1气镇阀滤网堵塞，加剧凝结水生成。
真空泵抽除的气体为永久性气体和可凝性气体的混合物。气镇阀（渗气阀）是旋片真空泵为抽除可凝性气体而设置的，其原理是在压缩过程中放入一定量的空气以提高混合气体的压力，混合气体的压力为空气的分压力和水蒸气的分压力之和，在蒸汽的分压力尚未达到泵温下的饱和蒸汽压时，混合气体压力超过排气阀的压力而打开排气阀，使蒸汽来不及在泵腔中液化而被排除泵外。
气镇阀由节流阀和止回阀两部分组成，节流孔前安装有滤网（见图5）。节流阀控制掺入气体量，止回阀防止泵腔内气体压力高于掺气压力时出现返流。滤网堵塞，会直接影响气镇阀渗入气体，导致凝结气体不能顺利排到泵体外，加剧凝结水生成。经检查，1GHE401PO的气镇阀节流孔畅通，但滤网存在脏污堵塞较为严重。
图5 气镇阀
2.4.2 排气管道布置不合理，凝结水倒流至油箱。
图6 出口排气管布置
图7 凝结水倒流
2.5 泵体运行温度过高
E100-2型号泵未配备油冷却器（见图1），泵在运行时油箱表面温度，长时间处于82-95℃之间，夏季高温环境时甚至高达100℃。统计泵跳闸数据表明，一年中5-9月份泵跳闸的次数明显高于的其它月份。泵体运行温度过高，油质快速恶化，导致泵跳闸的可能性大。
3 处理措施
通过原因分析，认为导致密封油真空泵跳闸的根本原因，是气镇阀滤网堵塞，生成凝结水，造成润滑油乳化变质。另外，泵体运行温度过高，也会加快润滑油变质劣化。处理措施如下：
3.1检查清洗气镇阀
将气镇阀检查清洗工作列入维修大钢，每运行3000 小时，检查气镇阀节流孔是否畅通，清洗或更换气镇阀滤网。
3.2 泵出口排气管改造
对真空泵排空管道的布置进行调整，使整个排气管道形成真空泵出口处为最高点，整个管道保持4%顺坡降趋势。改造后的管道见图6。
图6 排气管改造后
3.3 真空泵换型
MIL'S EVISA真空泵型号为E200/300配备有冷却器，将E100改型为E200/E300形式的真空泵，防止润滑油未到更换周期已经被高温劣化。
3/4GHE401PO出口排气管已改造完成，并对气镇阀进行定期检查。通过对润滑油水份含量的纵向对比（3/4GHE401PO排气管改造前后），3/4GHE401PO 与1/2GHE401PO润滑油水份含量的横向对比（1/2GHE401PO排气管未改造完毕），润滑油乳化变质的情况已得到明显改善。改造后的3/4GHE401PO，未发生泵跳闸事件。
4 结束语
分析清楚GHE401PO真空泵频繁跳闸原因并锁定根本原因，在熟悉设备结构，明确各部件用途的基础上采取针对性措施进行治理，解决泵频繁跳闸的问题，保证了机组安全稳定运行。
作者简介：顾先勇（1984—），男，贵州省遵义市人，工程师，学士，热能与动力工程专业。
论文作者:顾先勇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/26
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