220MW机组发电机密封瓦故障分析与处理

王学义（胜利油田胜利发电厂 山东 东营 257000）

一、设备结构与运行原理概述

1.设备结构

我厂密封瓦采用双流环式密封瓦结构，该油封由两块密封瓦组成，运转时在转轴和两块密封瓦之间形成一层圆筒形油膜，氢气侧和空气侧各有一股油流流入两个油室，即氢侧油室和空侧油室。氢侧油从垂直油道进入油膜间隙，从左侧流出，空侧则从斜向油室进入油道至油膜间隙，从右侧出油，两个油流各形成独立循环系统。两股油流的油压靠平衡阀维持其压力相等，使油隙处的油交换量降至最小。由于氢侧油自形成以密闭循环系统，避免了溶有空气的油流入氢侧，而使机组内氢气纯度下降，氢侧油中将溶有氢，但饱和后不再继续溶入，所以氢气也就不能被油无限制带走。双流环式密封结构密封性能好，可保持发电机内氢气纯度达到97%以上，该密封瓦由青铜铸造，其内部浇有巴氏合金。密封瓦上通有的两路密封油，即空气侧和氢气侧，简称空侧，氢侧，两股油流自成独立的循环系统，在空、氢侧的密封瓦密封油前装有平衡阀和差压阀，用以调整密封瓦的密封油量，使两个油流的油压基本保持平衡，在密封瓦的中段，两股油流基本不实现油流的交换，形成稳定油膜，避免了因油的吸附作用造成氢气泄漏和发电机内氢气的纯度降低。

二、密封瓦故障的原因分析

1.密封瓦的径向间隙问题

根据我厂220MW汽轮机发电机密封瓦设计安装要求，密封瓦乌金面与轴颈的总间隙要求0.18-0.23mm之间，密封瓦与密封瓦座之间总间隙要求在0.13-0.20mm之间，安装检修时应尽量保持密封瓦乌金面内径圆周面相等。如果密封瓦与轴颈间隙太小，容易造成磨损，致使瓦温升高，产生振动；间隙太大，则密封油膜不稳定，甚至直接造成氢侧漏油量增大，氢气泄漏。

2.密封瓦与轴颈配合问题

发电机转子轴颈与密封瓦乌金面配合必须光洁、无机械损伤、刮伤、划痕和毛刺。否则直接影响密封效果，造成硬度较低的乌金面划伤，长时间将威胁到密封瓦的运行安全，造成间隙大、油泄漏量增大、氢气泄漏。故在机组大、小修以及临时检修时注意密封瓦和轴颈拆卸过程中的保护，防止轴颈和密封瓦面损伤，如有划伤等配合缺陷，应当对密封面和轴颈进行修整。

3.密封瓦与转子的垂直度问题

发电机密封瓦安装在密封瓦座内，密封瓦座又直接安装固定在发电机大端盖处，所以发电机大端盖与轴颈的垂直度是密封瓦安装质量的重要条件，密封瓦座与轴颈的垂直度是密封瓦与轴颈的安装质量的直接保证，若垂直度不够，将影响密封瓦与轴颈的油膜质量，密封瓦将会产生偏磨现象，造成密封瓦磨损，瓦温升高，油膜不稳定从而造成氢气密封失效、泄漏。

4.密封垫损坏

密封垫是密封瓦座与发电机端盖连接的重要部件，通过密封垫形成密封瓦座与发电机的密封，从而氢侧密封油流能够保持密封回油至氢侧密封油箱，形成氢侧油流的闭式循环，同时密封垫保证发电机内轴向窜出的氢气在密封瓦座与发电机大端盖间形成密封，与密封瓦空、氢两侧形成的保护油膜形成封闭密封，从而保证发电机内氢气的纯度。

三、检修发现的问题分析及处理措施

停机后分别对汽轮机发电机的机侧、励侧密封瓦进行解体检查，解体后发现机侧密封瓦乌金面有划痕、损伤，解体密封瓦座，机侧、励侧密封垫分别有不同程度的撕裂和损伤，其中机侧密封垫的氢侧进油孔处胶垫横向撕裂，向下贯穿。

1.密封瓦乌金面损伤

解体发电机机、励两侧密封瓦，机侧密封瓦乌金面出现划痕和损伤，测量密封瓦乌金面与轴颈间隙，间隙过大，超出检修安装要求值。

检修措施：更换机、励侧两侧的密封瓦，检查新瓦乌金面，要求无气孔、夹渣、表面无凹坑，煤油渗透后无起层现象。

2.密封垫损坏

解体发电机密封瓦座，机、励两侧密封瓦垫出现不同程度损伤，如图2所示，其中机侧密封垫尤为严重，密封垫在氢侧进油孔处开始撕裂，横向贯穿后撕裂之密封垫下部。密封垫氢侧进油孔出横向撕裂、向下贯穿，直接导致氢侧进油不通过密封瓦从空侧回油，直接回油至氢油分离器，从而在轴颈处仅有空侧形成单侧不稳定氢气密封油膜，并致使氢侧无回油，氢侧密封油循环中断，氢侧密封油箱油位急剧下降，还可能导致发电机内氢气从密封垫撕裂出泄漏，不断融入空侧回油，不断氢油分离，经牌氢风机排入大气。

检修对策：更换密封垫，新密封垫选用弹性和韧性更好的丁青橡胶材料，制作密封垫，在人工裁剪冲孔后，严格检查密封垫冲孔的角型和断裂过渡，对不平滑处进行人工研磨、休整，确保冲孔、裁剪燕尾槽的平滑过渡，回装时，对发电机端盖处玻璃胶涂抹均匀，回装密封瓦及固定密封瓦座时注意密封垫的错位情况，确保密封垫回装过程中位置准确、无损伤。

四、结论

本文对氢冷发电机组密封瓦可能出现的故障几类原因进行了分析，并结合我厂2号机组密封瓦出现的故障进行了分析、提出相关检修措施，机组在检修后开机，空、氢侧油压以及氢压运行参数恢复正常表明，论文对故障的分析正确，对同类事故的分析与解决具有一定的借鉴意义。