某公司1號660MW 配套汽輪發電機組，發電機為QFSN-660-2-22 型隱極式、二極、三相同步汽輪發電機，采用水、氫、氫冷卻方式。發電機密封油系統密封瓦采用單流環形式，系統由2臺交流主油泵、1臺直流事故油泵、密封油回油擴大槽、浮子油箱、空氣抽出槽、排煙風機、壓差調節閥、濾油器、真空油箱、真空泵、再循環泵、儀表箱等部件組成。

1. 事故經過及原因分析

（1）事故經過

8 月25 日13:30，1 號機負荷升至660MW，機組運行參數穩定，氫壓436kPa，發電機密封油系統運行正常，氫油差壓83kPa。14：15，1 號機組光字報警“發電機漏氫”，發電機汽端、勵端回油漏氫含量點由零迅速上升到3.9%，達到報警值報警。發電機氫氣壓快速下降，汽機房13.7m發電機汽端和勵端出現明火，密封油防爆風機排煙口也出現明火，運行人員立即破壞真空停機，并對發電機緊急排氫,發電機氫壓降至48kPa 左右后進行充CO2 置換，經現場人員撲救，發電機兩端明火撲滅。由于及時發現，采取措施得當，本次事故只燒損了部分熱工電纜及測量探頭，未造成汽輪機油系統著火以及氫氣系統爆炸的重大設備損壞事故。

（2）發電機大量漏氫著火原因分析

檢查發現，密封油浮子油箱浮球閥在全開位卡死，浮子油箱處“油封”破壞，造成發電機內氫氣從回油擴大槽大量漏至空氣抽出槽。由于漏氫量較大，防爆風機來不及將氫排出，空氣抽出槽內氫氣通過兩端回油管道返回至發電機汽、勵兩端，再通過發電機大端蓋從軸端外漏，同時造成7，8 號瓦回油不暢，大量氫氣攜帶潤滑油回油從發電機大端蓋噴出，最終造成7，8 號瓦處氫氣及潤滑油外漏。發電機大量漏氫路徑見圖1。

氫氣在高流速下，易與管道摩擦產生靜電，氫氣遇到靜電后極易發生著火或爆炸。《GB 50177—93 氫氧站設計規范》要求，在管道中“氫氣工作壓力為0.1～1.6MPa，在不銹鋼管中最大流速可為25m/s”。計算該1 號機組漏氫停機事故期間發電機漏氫速率，部分時段漏氫速率達到約25m3/min，換算為密封油防爆風機排煙口最大氫氣流速可達150m/s，大幅超過了國標規定的氫氣安全流速。可見額定氫壓運行的發電機組浮子油箱處油封破壞后，如果此時浮球閥卡在較大開度時，發生氫氣著火、爆炸幾乎是不可避免的，遇到此類事故必須立即打閘停機。

2. 密封油浮子油箱浮球閥卡澀原因分析

事故發生后，對密封油浮子油箱浮球閥進行了檢查，發現浮球閥卡死在開位，手搖不動，檢查閥體內未發現異物，閥芯橡膠密封圈完好。閥芯導向和閥蓋導向活塞處有明顯卡澀磨損痕跡。檢查發現油箱底部有較多橡膠、油漆皮等非金屬顆粒。經與現場運行人員了解得知，該1 號機組浮子油箱浮球閥故障前，油箱有周期性異音，同時伴有浮子油箱油位周期性波動，油位上、下波動幅度最大時可達30mm。與密封油系統完全相同配置的2 號機組對比，2 號機組密封油浮子油箱無異音，油箱油位只有幾個毫米的小幅波動。2015 年3 月，利用1，2 號機組同時停備的機會對兩臺機組浮子油箱浮球閥解體，經對比后發現，浮球閥在關鍵部位存在明顯差異，從而判斷造成1 號機組浮球閥卡澀的主要原因有下幾點：

（1）浮球閥制造工藝存在不足

該1 號機組密封油浮子油箱浮球閥閥芯材質為不銹鋼，經對比2 號機組浮球閥發現，閥體內孔與閥芯結合面有一層厚度約5mm 的銅質內襯套，由于單油環密封油系統浮子油箱浮球閥長期處于頻繁調整狀態，閥芯與閥體內孔處金屬表面頻繁發生碰磨，而銅質地較軟，可有效地保護閥體及閥芯。該1 號機組浮球閥閥體內孔與閥芯表面材質相同，均為不銹鋼材質，相同硬度的金屬長期反復碰磨，必然造成閥芯表面磨損，最終造成浮球閥在全開位卡澀，是引發該1 號發電機大量漏氫停機的主要原因。

（2）機組安裝及大修后，對密封油系統回油管路大流量沖洗不徹底

查看機組近3 年汽輪機潤滑油、發電機密封油油質監測報告，未出現過油質超標現象。同時該機組密封油供油管路設置20 目的濾網，可見固體雜質不是來自密封油供油系統及管路。而追溯最近一次密封油系統檢修發現，橡膠、油漆皮等顆粒物主要來自7，8 瓦潤滑油回油，來自密封瓦安裝以及發電機內、外端蓋安裝后的密封膠以及發電機外端蓋，機組安裝及大修后對密封油系統回油管路大流量沖洗不徹底，造成密封油浮子油箱內沉積較多非金屬顆粒物。

（3）浮子油箱內部密封油進油口布置不合理

在密封油浮子油箱內部檢查過程中還發現，該1 號機組浮子油箱密封油進油口布置不合理，油箱進油口正對浮球閥球體，密封油系統運行期間油流對浮球閥造成連續沖擊力，此沖擊力方向垂直于閥芯活動方向，增大了閥芯與閥體間的摩擦，從而加快了閥芯的磨損。對比Alstom 公司設計的密封油浮子油箱內部設計可發現，Alstom 公司在回油口裝設了擋油板，有效避免了密封油進油對浮球閥造成的沖擊。

3. 防止浮子油箱浮球閥卡澀及異常擴大的運行措施

發電機單油環密封油系統浮子油箱浮球閥卡澀，將造成發電機進油或發電機大量跑氫的重大異常，鑒于單油環密封油系統的這一薄弱環節，在系統改造升級未完成之前，為了指導運行人員及時發現密封油浮球閥運行中出現的異常，防止浮子油箱浮球閥卡澀造成事故擴大，可采取以下措施：

（1）重點做好密封油浮子油箱浮球閥選型及日常維護，保證密封油系統關鍵閥

門可靠運行。密封油浮子油箱浮球閥在單油環密封油系統中屬于非常核心的重要閥門，浮球閥發生卡澀必然引起發電機大量進油或大量漏氫的嚴重后果，此類閥門在選型、檢修維護、日常運行均需要重點對待，發現不符合規范的閥門應盡早更換，選擇使用可靠性高、不易發生卡澀的閥門是防止重大事故發生的關鍵。

（2）加強點檢定修維護管理。重視發電機密封油系統、密封瓦等部件安裝、檢修后，對發電機軸承潤滑油、發電機密封油回油系統死角的清理，做好密封油進、回油系統的大流量沖洗，避免系統大量遺留雜質造成浮球閥卡澀。逢機組停備要對浮子油箱浮球進行檢查。逢機組檢修，應對密封油系統真空油箱、浮子油箱、空氣抽出槽、濾網等進行檢查和清理

（3）加強油質監督管理。定期檢驗汽輪機潤滑油、密封油供油，保證回油系統油質合格。

（4）針對密封油浮子油箱浮球閥運行期間有異音或浮子油箱液位有較大波動的機組，建議對密封油浮子油箱出口門進行節流，避免重大異常發生。通過該1 號發電機大量漏氫案例可以發現，浮子油箱“油封”破壞后，發電機漏氫速度非常快，甚至超過了事故排氫閥全開后的排氫速度。為避免浮球閥再次在全開位卡澀造成大量漏氫，現場進行了以下試驗：發電機額定氫壓、密封油氫油差壓狀態下，將密封油浮子油箱出口門逐漸關小，關小至約10%開度時，浮球閥調整仍能滿足正常運行需要并有一定余量。試驗說明浮球閥本身設計考慮了發電機各種氫（風）壓工況下，不同密封回油差壓下浮球閥的調整能力。而機組正常運行期間，發電機風壓基本維在持430～450kPa，因此機組正常運行期間，可對密封油浮子油箱出口門進行適當節流，可有效避免浮球閥在全開位卡澀情況下發電機氫氣大量溢出，有效避免瞬間氫氣漏氫量過大造成氫氣著火，為運行人員進行事故處理爭取時間。但在節流方式下運行時，應注意在發電機風壓非額定情況下需進行跟蹤調整。

（5）在密封油浮子油箱上裝設可以遠程監視的液位計，設置發電機漏氫速率大光字報警，為運行人員提供判斷浮子油箱異常的可靠依據。同時定期進行浮子油箱浮球閥液位擾動試驗，驗證浮球閥在變工況下的調整能力。

（6）針對單油環密封油系統浮子油箱存在的安全隱患，定期開展培訓、演練和總結。

4. 結論

密封油系統真空油箱、浮子油箱等浮球閥因布置在油箱內部，機組運行期間容易忽視其重要性，但從現場事故案例可發現，一旦這些浮球閥發生故障，造成的影響很大。密封油系統關鍵閥門的選型、檢修維護、運行方式選擇應作為生產過程的重要環節進行監督，密封油系統出現的一些小異常應引起現場技術人員的高度重視，因小異常往往背后隱藏著重大安全隱患。發電企業的運行人員，發生發電機大量漏氫著火事故時，應嚴格執行規程、反措，立即停運機組，防止主設備損壞。

分享題目：發電機浮球閥卡澀導致的漏氫非停事故
當前鏈接：http://m.newbst.com/hangye/weixiufdj/n56428.html

聲明：本網站發布的內容（圖片、視頻和文字）以用戶投稿、用戶轉載內容為主，如果涉及侵權請盡快告知，我們將會在第一時間刪除。文章觀點不代表本網站立場，如需處理請聯系客服。電話：028-86922220；郵箱：631063699@qq.com。內容未經允許不得轉載，或轉載時需注明來源： 創新互聯