摘要：文章对核电机组中汽轮机密封油系统的组成和工作原理进行简单介绍，分析汽轮机密封油系统出现发电机进油和氢气纯度下降的原因，并提出汽轮机密封油系统异常情况的处理对策，以供同行进行参考。
关键词：汽轮机；密封油系统；异常
1引言
近年来随着我国经济的发展和科技的进步，人们对于电力能源的需求量不断增加，加之全球资源危机和环境恶化问题的不断加剧，我国不断开发和应用多种形式的发电形式来满足人们对电能数量和质量的要求。近年来我国一直在大力推进核电的建设，机组规模和装机容量不断增加，按照我国的“十三五”规划，到2020年我国运行核电装机容量将超过58000MWe，装机数量和装机容量将超越法国成为世界第二核电大国。在核电机组中，汽轮机是将原子核裂变产生的热量以蒸汽能量的形式转化为动能的重要设备，其结构中密封油系统是比较关键的组成部分，其在运行过程中容易出现发电机进油以及氢气纯度下降等问题，影响汽轮机组以及整个核电机组的安全和稳定运行，需要针对性地采取措施进行处理。
2密封油系统及氢系统介绍
密封油系统也称为氢气密封油系统，其主要作用为：向密封瓦提供压力油源，防止发电机内压力气体沿转轴逸出；保证密封油压始终高于机内气体压力某一个规定值，其压差限定在允许变动的范围之内；通过热交换器冷却密封油，从而带走因密封瓦与轴之间的相对运动而产生的热量，确保瓦温与油温控制在要求的范围之内；系统配有真空处理装置，去除密封油中的气体，防止油中的气体污染发电机中的氢气等。其主要由密封环、密封油供油装置、密封油的回油、密封环的浮动油、真空油泵、排油烟风机、密封油贮油箱等部分组成。
氢系统也称为气体系统，它的作用为：提供对发电机安全充、排氢的措施和设备，用二氧化碳作为中间置换介质；维持机内正常运行时所需气体压力；监测补充氢气的流量；在线监测机内气体的压力、纯度及湿度；干燥氢气，排去可能从密封油进入机内的水汽；监测漏入机内的液体（油或水）；监测机内绝缘部件是否过热；在线监测发电机的局部漏氢。氢系统主要由下列设备组成：氢气汇流排（供氢系统）和二氧化碳汇流排（供二氧化碳系统）；二氧化碳加热器；氢压控制装置；气体分析仪；氢气干燥器（氢气去湿装置）；发电机绝缘过热监测装置（发电机工况监测装置）；发电机漏液检测装置；发电机漏氢检测装置（气体巡回检测仪）。
3汽轮机密封油系统出现异常原因
3.1发电机进油的原因分析
导致发电机出现进油问题的原因有以下几种：一是由于空侧或氢侧的密封油压过高，密封油经过迷宫式油档进入发电机内部；二是由于氢气逸出箱的油位过高，密封油满后溢出经过迷宫式油档进入发电机内部。发电机进油的危害有以下几个方面：一是破坏发电机端部的线棒绝缘层以及电机端部绑扎的表面，会导致氢气泄漏；二是油中的水析出之后散发到氢气当中会增加氢气的湿度，导致发电机出现严重定质量隐患，甚至会出现裂痕等问题，降低系统的绝缘性能和电机的通风性，增加能源消耗，降低运行效率。
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3.2发电机氢气纯度下降问题
一是由于密封油中的含水超标。由于密封油和主机润滑油的回油在一起，如果因为轴封压力出现异常或轴封带水，会引起二者的含水超标，密封油中的水会在密封瓦处蒸发为蒸汽而进入发电机将其氢气纯度。二是由于平衡阀调节异常问题。如果平衡阀出现故障，就会导致空侧和氢侧互相串流，降低氢气纯度。而造成平衡阀调节异常的原因主要有：一是平衡阀活塞油路中的杂质增大了活塞阻力；二是平衡阀调节信号存在测量误差问题。造成发电机氢气纯度下降的第三个原因则是密封瓦与发电机转子的间隙不达标。如果二者的间隙过大，两路油压出现不平衡现象，将会增大密封油的交换量，使得空侧的空气和水分进入氢侧油中，然后通过与氢气的接触进入到发电机内部，降低氢气纯度。四是由于密封油排烟风机处理不足或真空处理单元失效问题。
4汽轮机密封油系统异常情况的处理对策
4.1加强对密封油系统的监控
在汽轮机密封油系统中，用于对发电机进油检测的装置有氢气逸出箱液位开关、浮子式液位计以及氢侧密封油箱液位，以上述几种方式可以作为防止发电机进油的监视措施。如果氢气逸出箱发出报警，需要手动打开氢侧回油箱的排油阀强制排油；而如果浮子液位计报警，则需打开排污阀来确定是进油还是进水，并排除液位开关故障后，结合其他参数判断如定冷水箱水位，补水频率，主机润滑油箱油位等参数综合判断，如果漏量较大则停机处理。
4.2防止密封油漏油和窜油的措施
确保这两种阀的灵敏度和跟踪性能，是解决密封油漏油和窜油的重要措施。提高密封油的油质，对密封油系统进行定时清洗并对油质状况进行跟踪，还要注意在密封油循环过程中由专业人员对密封瓦进行清洁处理。此外，还应对密封油系统中的不合理结构配置进行优化。优化改进的目的是确保油压的稳定，不会出现波动而导致压力差过大，还要注意在调节的过程中寻找最佳点。最后还应保证油氢差压阀和平衡阀的动作可靠性。平衡阀的目的就是对密封瓦内空侧和氢侧的密封油不互换，所以需要对氢侧密封油箱油位进行严密监测。
4.3控制发电机的气体置换速度
如果气体置换过程中压力变化太快，则密封油差压阀或平衡阀调节跟踪不良，使得发电机进油可能性增加，尤其是排氢时不能过快，长时间保持稳定氢压，差压阀及平衡阀容易卡涩，在排氢过程中，应缓慢降低氢气压力，使得差压阀逐渐开大，平衡阀应逐渐关小，保证进回油量平衡。
5结语
密封油系统的运行与发电机的安全息息相关，运行中设备故障或操作不当等原因造成发电机进油或造成氢气纯度下降都将危及发电机的安全运行，而机组启动与停运进行气体置换期间更容易造成发电机进油，从而增加机组启动或停运检修时间。因此应了解发电机密封油系统结构原理，把握关键操作，了解薄弱环节，进而保证发电机的安全
参考文献：
[1] 李明.汽轮发电机组双流环密封油系统分析[J].科技创新导报，2015（33）：148-149.
[2] 史剑新.汽轮机密封油系统异常分析及处理[J].科技与企业，2015（9）：241-241.
论文作者:朱明强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/1
标签：发电机论文; 氢气论文; 系统论文; 汽轮机论文; 纯度论文; 气体论文; 核电论文; 《电力设备》2018年第2期论文;