黄鹏飞　李苗叶

【摘 要】发电机密封油系统（GHE）主要功能是给发电机两端的密封瓦提供压力油，防止氢气泄露；防止空气和湿气通过密封瓦进入发电机内部，保持发电机绕组干燥，并维持氢气的高纯度。对于氢冷汽轮发电机组，确保其不发生氢气外漏、保持发电机内氢气纯度、避免发电机进油是3项极为重要的安全指标，系统自动控制的可靠性对完成这3项指标起着重要作用。本文针对调试过程中遇到的问题，通过调研与课题相关的文献、成果，针对这些不足，最终给出改进建议。

【关键词】密封油；排油浮球阀；备用油源；减压阀

1 系统简介

GHE系统是发电机密封油系统，它主要有两方面的功能：一方面，给发电机轴两端的密封瓦提供压力油，防止氢气泄漏；另一方面，防止空气和湿气通过密封油进入发电机内部，保持发电机绕组干燥，并维持氢气的高纯度。

GHE系统分为空侧密封油系统和氢侧密封油系统。密封瓦配备在发电机壳体的两个端部，此处是轴穿出气密罩处，防止H2溢出。密封瓦有两个环形槽，允许两个单独的循环。空侧密封油进入密封瓦的外部槽，流向发电机壳体的外部；氢侧密封油进入密封瓦的内部槽，流向发电机壳体的内部。正常运行情况下空侧密封油压力由差压阀控制，将氢油压差维持在84kPa；氢侧密封油压力由两个平衡阀控制，精确的跟踪空侧密封油压力，使两个循环之间交换的油量最小，这样可以保证发电机内部H2的污染也最小。

两侧密封油系统分别配备一台交流密封油泵、一台直流密封油泵、两台并联的冷油器和两台并联过滤器。正常情况下使用交流密封油泵，直流密封油泵作为紧急情况的备用，不能保证机组长时间运行。为提高系统可靠性，空侧密封油还另设高压备用油源和低压备用油源。高压备用油源取自主油泵和高压备用密封油泵的出口，低压备用油源取自交流润滑油泵出口。正常运行情况下主油泵作为空侧密封油第一备用油源，高压备用密封油泵作为第二备用油源，直流密封油泵为第三备用油源，低压备用油源只能在发电机内部低氢压下使用。备用油源上的备用差压阀可以将氢油压差维持在56kPa。

2 调试过程简介

由于GHE的油源来自GGR系统，GHE系统的调试在GGR系统具备启动条件后才能进行。在调试过程中启动GHE系统前必须首先启动GGR系统为GHE系统供油，同时由于氢侧密封油压力是跟踪空测密封油压力，在启动过程中空侧密封油泵应先启后停。

整个GHE调试阶段包括TP GHE 10和TP GHE 50，各部分主要内容如下：

TP 2 GHE 10是发电机密封油系统试验，主要是验证各信号及报警装置、联锁的正常动作；空侧交、直流密封油泵与氢侧交、直流密封油泵的正常運转及备用、联锁动作正常。

TP 2 GHE 50是发电机密封油系统热态功能试验，主要是验证发电机内氢压高于2bar时氢侧回油箱排油正常；额定氢压情况下空侧备用油源动作正常；热态工况下差压调节阀和平衡阀动作正常。

3 试验主要问题及处理

3.1 GHE排油浮球阀低氢压下不能排油

氢侧回油箱液位控制原理（上图）：液位低时，右侧浮球下降，自动补油浮球阀807VH打开，通过809VH补油，807VH故障无法开启时，手动打开810VH强制补油；液位高时，左侧浮球上升，自动排油浮球阀806VH打开，通过803VH排油，806VH故障无法开启时，手动打开811VH强制排油；也可以通过氢侧密封油泵出口023VH低压排油至空侧。

氢侧回油箱自动排油是利用油箱内与发电机相通的氢气压力进行排油。氢侧回油箱在高氢压情况下，自动排油/补油浮球阀动作正常，液位可以自动调节。但在低氢压情况下，排油浮球阀即使打开也不能完成排油，这是因为空侧静压大于氢侧回油箱油压。液位高引起排油浮球阀动作打开时，液位不降反涨，在这种情况下，需要微开低压排油阀023VH，并关闭排油阀803HV防止排油进入氢侧回油箱。

低氢压、低液位时，按浮球阀控制原理，排油浮球阀应该关闭，不会受空侧静压大于氢侧回油箱油压影响。但试验中发现，此种工况下排油浮球阀关闭不严，803VH这一段管路会持续给油箱补油。

由于低氢压工况下，不管液位高低，排油浮球阀均会有一开度给氢侧回油箱补油。所以发电机不充氢或低氢压运行工况下，自动排油这一路油管不可用。只能保持低压排油023VH有一开度，与系统补油达到动态平衡。

3.2 高备泵无法作为空侧密封油的备用

发电机气密性试验完毕后，空气压力维持在0.5MPa。启动GGR010PO，手动开启空侧密封油高压备用油源供油阀GHE009VH查看备用油源压力GHE009LP压力正常在0.88MPa。在KIC中将GHE003PO置于“联锁”位置，停运GHE001PO。此时随着GHE001MPd的压力变化情况，备用压差调节GHE402VH应该投运，氢-油压差降低并最终维持在0.056Mpa稳定值。但现场试验时发现交流密封油泵停运的瞬间，高压备用油压力低001SP会触发，因为直流密封油泵在联锁位置，所以003PO会启动，001MPd最终会稳定在0.084MPa。

原因分析为高压备用油源上减压阀整定值偏小，在备有油源投入后减压阀后有流量经过，压力降低，试验前观测到的0.88MPa实为憋压导致。所以出现上述问题是高压备用油压力确实低，才导致交流密封油泵停运后001SP会瞬时触发。

保证高压备用油源这一路投运的条件下，调整高压备用油源上减压阀，使之稳定在0.88MPa。重新验证高压备用油源的联锁，结果正常。

4 总结及改进意见

GHE系统是发电机重要的辅助系统，它的功能十分简单却及其重要，GHE系统的正常运行是发电机正常运行的必要前提。GHE系统的异常有可能导致发电机漏氢量增大，严重时将导致发电机降负荷运行甚至解列。从系统安装到调试移交过程中要严格把关，确保万无一失。尤其是对于关键步骤，如差压调节阀、平衡阀、氢侧回油箱以及备用油源管线等。正常运行时要密切关注氢油压差、空氢侧密封油压差、氢侧回油箱液位等关键参数，发现异常及时处理，确保系统的正常运行。同时调试过程中需要注意以下几点：

1）GHE系统启动前应切除平衡阀上的差压表，只有当系统稳定后，才可以投入运行，防止因系统不稳定损坏表计。

2）GHE系统启动前空侧密封油泵旁路阀应当打开，待系统稳定后逐步关闭该阀，防止因主差压阀调节迟缓，空侧密封油压力过高或油压振荡。

3）如果系统在启动时或运行过程中，出现系统油压周期性的振动，应立即逐步关闭主差压阀油压信号隔离阀，保护主差压阀不被损坏，待系统油压稳定后，再根椐需要逐步开大该油压信号隔离阀。油压信号隔离阀关闭和开启过程时间长短，以油压周期性的振动消失为依据。油压信号隔离阀开启程度为手柄关闭后，反向开启1圈左右。

4）氢侧回油箱排油浮球阀手动隔离阀在低氢压或无压情况下一定要关闭，防止排油浮球阀不严倒油进氢侧回油箱。

5）氢侧密封油泵停运前应将氢侧回油箱液位降至-150mm以下，防止管路中余油在重力作用下回油使氢侧回油箱满溢导致发电机进油。

尽管在调试过程中遇到了大量的问题，但是在大家的共同努力下，按时完成了全部调试工作，在长时间的试运行和汽轮机冲转的过程中，系统状态稳定，满足机组长期运行的要求。本文对系统在运行操作上提出一些建议，以提高系统本身对相应故障的处理能力，确保机组安全稳定运行。

【参考文献】

[1]胡瑜.GHE系统手册[Z].华东电力设计院，2011（7）.

[责任编辑：田吉捷]