上汽670MW发电机组发电机密封瓦绝缘异常分析

上汽670MW发电机组发电机密封瓦绝缘异常分析

李涛

（华电潍坊发电有限公司山东潍坊261041）

摘要：本文主要针对公司上汽670MW发电机停机后发电机密封瓦绝缘异常的原因分析及处理过程进行了跟踪分析，对于导致该问题的原因进行了详细阐述，为能够解决因相类似原因造成机组绝缘异常的问题提供借鉴。

关健词：密封瓦；绝缘；检修工艺；密封油油质

Abstract：Thispapermainlyanalyzesthecauseanalysisandtreatmentprocessofthegeneratorgasketinsulationabnormalityaftertheshutdownofthecompany'sSAIC670MWgenerator，andelaboratesthecausesoftheproblem，inordertosolvetheinsulationabnormalitycausedbysimilarreasons.Theproblemisprovidedforreference.

一、概述：

1、设备概述

QFSN-670-2型三相同步汽轮发电机为上海汽轮发电机有限公司生产制造，发电机额定容量为744.4MVA，额定功率670MW，额定功率因数0.9，最大连续输出功率708MW，发电机采用水氢氢冷方式。

此类发电机密封油系统采用双流双环式密封瓦，用来密封发电机转子伸出发电机端盖部分，防止发电机内的氢气沿转子轴向逸出。发电机密封油分为空侧和氢侧两路将油供给密封瓦上的两个环状配油槽，油沿转子轴向穿过密封瓦内径与转子之间的间隙逸出，只要密封油始终保持略高于发电机内的氢气压力，发电机内的氢气就不会逸出。氢侧油路供给的油将沿轴和密封瓦之间的间隙流向氢侧，并流入消泡箱；空侧油路供给的油将沿轴和密封瓦之间的间隙流向轴承侧，并汇同轴承回油一起进入空侧回油密封箱，从而防止空气和潮气侵如发电机内部。

在消泡箱内，从密封瓦氢侧来油中的气体扩容逸出，消泡箱还可以防止密封油流入发电机内部。

空侧回油流入空侧回油密封箱后，大部分经“U”管返回主油箱，一部分作为空侧密封油泵的油源被油泵送入空侧密封油路。空侧回油密封箱还可以防止发电机内部的气体随密封油流入主油箱。

2、发电机密封瓦绝缘的作用

发电机的密封瓦座、中间环、大端盖密封装配对发电机膛内氢气形成端部密封。如果组件间的绝缘不良，在发电机运行时，易造成转子轴电流对密封瓦的损伤，从而影响密封效果，导致氢气泄漏。潍坊公司#4机组2013年发生过励端密封瓦异常电腐蚀缺陷。

二、异常描述

2014年6月某公司#3机组进行常规性小修，6月22日#3机组在进行小修后发电机气密试验时，测量发电机励端密封瓦中间环绝缘低（实测值为0.75MΩ），低于发电机绝缘要求的标准。停运密封油后对中间环绝缘情况进行检查，螺栓拆卸后发现螺栓上部有水迹、锈蚀及微量油泥杂质。对螺栓进行清理，采用压缩空气将螺孔内部吹扫干净。重新对螺栓进行紧固后测量绝缘合格。7月2日#3机组启动前测量该处绝缘＞10MΩ，符合要求。机组与7月2日启动并网发电。

7月3日#3机组因发电机PT柜内部短路，造成机组停运。机组停运后对发电机内部进行检查，未发现异常，7月5日对发电机进行绝缘测量，测量发电机励端密封瓦绝缘为0MΩ，绝缘不合格。

7月6日对发电机密封瓦绝缘垫片进行更换，更换后在未通密封油时测量绝缘＞10MΩ，符合要求。在密封油投运后测量绝缘为0.75MΩ，投运主机润滑油后绝缘为0.45MΩ，机组盘车投运后绝缘值出现波动，实则最大值为0.45MΩ，最小值为0.02MΩ。绝缘不合格，机组无法启动。

7月7日再次对密封瓦绝缘垫片进行更换，更换后仍然出现绝缘在通油后波动的情况。绝缘值低于厂家的要求值：在通油状态下绝缘≮1MΩ的条件。

7月8日进行第三次更换密封瓦绝缘垫片，同时对发电机密封油进行换油处理（未全部更换，换油量约占总油量的¼）。本次更换后在通油状态下绝缘值仍有小幅波动，实测最大值为15MΩ，最小值为10.75MΩ，绝缘值符合要求，机组顺利启动。机组启动后一周内连续对#3发电机密封瓦绝缘进行检测，未发现异常。

附表1：垫片更换时绝缘记录（采用1000V摇表测量，单位：MΩ）：

三、原因分析

1、6月23日发电机气密试验时绝缘低分析：6月23日发电机气密试验时，当地刚经历过一段阴雨天气，检修现场湿度较大。当时测量绝缘低后对密封瓦座螺栓进行拆卸检查，螺栓拆除后发现上面有明显的水锈。针对此问题采用了压缩空气吹扫螺孔，清理螺栓，用电吹风吹干垫片的措施。进过处理后发电机绝缘合格。此次主要原因为垫片及螺栓受潮引起的绝缘降低。

2、7月3日机组停运时，因机组轴封压力调整不及时，轴封漏汽量大，造成机组润滑油系统进水，油质严重乳化（主机润滑油含水量达到2993mg/L，标准为含水量≤100mg/L；密封油含水量140mg/L，标准为含水量≤50mg/L）。密封油因无滤油装置无法降低油中的含水量，7月8日更换部分密封油后，含水量降至40mg/L，油中含水是造成绝缘不合格的主要原因。同时也是在通油状态下绝缘值波动的原因。在7月6日至7月8日的检修过程中检修人员对绝缘垫片的现场处理工艺不当，烘烤时间和刷绝缘漆后晾干时间未严格执行制造厂要求执行为次要原因。另外，检修过程中油道清理不干净、螺栓绝缘套筒老化、绝缘垫片质量问题也是绝缘不合格的次要原因。

四、处理措施

1、提高密封油品质，降低油中含水量：密封油的油源来自主机润滑油，当主机润滑油含水量超标时，必将影响密封油的油质。且密封油含水量标准远高于主机润滑油的含水量标准。目前公司#1-4机组密封油含水量超标情况普遍存在。一期密封瓦绝缘垫片为橡胶材质对密封油含水情况反映不是很明显。二期密封瓦绝缘垫片为注胶纸板垫对密封油含水比较敏感。现在#1-4机组只有#4机加装有密封油提纯装置，每天密封油提纯装置排水量约为1L，说明密封油中有水存在，当水含量超出要求值后会造成密封瓦绝缘降低。#3机密封油无提纯装置，油质比较难控制，因此建议对#3机密封油系统加装外置式滤油机，加强密封油的油质管理。

2、提高检修工艺水平，减少人为原因造成的绝缘异常：在设备检修时应将油道内部清理干净，防止因异物存在造成绝缘降低。在密封垫片刷漆烘干时严格按照厂家要求实施：密封瓦绝缘垫片应保存在气密密封塑料袋内防止受潮，使用前在95℃-105℃的环境内烘烤4小时后，在绝缘垫表面涂抹均匀H31-33绝缘胶后继续烘干2小时，烘干后放置到干燥处48小时后使用。

绝缘套、螺栓、螺孔及油道应采用绝缘清洗剂清洗干净，螺栓毛刺应清理、剔除干净，防止杂物存在造成绝缘降低。密封瓦复装时，每一道工序完成后必须测量绝缘，绝缘合格后方可进行下一道工序。出现绝缘不合格的时候，必须查清原因，消除后再进行下部工序。测量发电机绝缘时注意热控元件、顶轴油管及顶轴专用工具等处不应有接地的部位。

3、提高备品质量，改善垫片绝缘能力：改善垫片绝缘能力主要从垫片材质自身性能和外部辅助提高垫片绝缘性能两部分着手。目前密封瓦垫片材质多采用TN9001纸箔垫，聚四氟乙烯垫和MP.2N垫片，其中TN9001纸箔垫的绝缘性、压缩性、变形量均优于其他的绝缘材料，因此建议采用TN9001纸箔垫。在使用TN9001纸箔垫的同时采取涂抹H31-33绝缘漆和587密封胶进行外部辅助，增加垫片绝缘。绝缘漆与密封胶涂抹时一定要均匀，不能有起泡现象。同时应在绝缘漆与密封胶晾干后再使用。

附表2：垫片性能比较：

附表3：不同绝缘漆对绝缘的影响（采用1000V摇表测量，单位：MΩ）：

五、处理效果

检修中使用上述的处理措施将大大提高发电机密封瓦的绝缘值，达到保护发电机的重要作用。杜绝因绝缘低造成密封瓦电腐蚀的缺陷，确保机组的安全稳定运行。

六、结论

发电机密封瓦绝缘事关设备的安全稳定运行，避免事故发生。因此本次发电机绝缘异常的处理过程对同类型问题的处理有着很好的借鉴意义。

参考文献：

[1]《潍坊公司670MW机组汽机专业检修工艺规程》，2016版

[2]《潍坊公司670MW机组主机运行规程》，2016版

[3]《潍坊公司670MW机组辅机运行规程》，2016版