热电装置发电机油封泄漏原因分析与改造

摘要：发电厂发电过程中，厂内热电装置发电机油封泄漏会对电机设备的正常运行造成影响，进而降低电厂的发电质量。针对热电装置发电机油封泄漏的危害性，本文以某乙烯厂为例，对该厂内部热电装置发电机油封泄漏的原因进行分析，并在此基础上给出几点相应的装置改造措施，以供相关人士参考。

关键词：热电装置；发电机；油封；泄漏原因；改造措施；分析

某乙烯厂内部配置有全套发电装置，其中，热电装置汽轮发电机组是乙烯发电装置中的一个大型机组，对电厂发电起着重要作用。厂内发电机投用时选择了两台热电装置汽轮发电机，两台机组配合工作，为电厂电力的生产与供应提供了基本的保障。但是，由于两台机组在实际投用时容易出现油内漏和外漏现象，很容易对机组运行质量产生影响，所以必须及时采取措施加以改进和解决。下面，笔者结合乙烯厂发电实际，对厂内热电装置发电机油封泄漏的原因和改造措施进行分析。

一、汽轮发电机的结构和工作原理分析

鉴于某乙烯厂内部所配置的发电机组是汽轮发电机，所以在分析发电机组油封泄漏原因之前，首先要做的工作是对汽轮发电机的结构与工作原理进行了解。就汽轮发电机结构来说，由于汽轮发电机在运行时需要依靠外界超高压蒸汽的推动，并在超高压蒸汽的推动下将机组内能转化成机械能，进而带动装置内部的转子发生高速旋转，将机械能再次转化成电能，最后进入外界电网才能完成发电，所以在这个过程中，最关键的点在于外界超高压蒸汽的进入以及多种形式能量的转换。为了保证汽轮发电机组的运行质量，在选择发电机型号时，该厂选择了12-100MW的三相交流两级同步发电机。该机组本体和两端轴承箱的构造简图如下所示（见图1）。

图1 发电机本体及两端轴承箱构造简图

如图1所示，汽轮发电机两端各自安装有一个座式轴承，这两个轴承均由水平分开的上下两个半轴瓦组成。在发电机运行使用过程中，为了有效制止油进入到发电机内部，在发电机两端的轴承箱外，均设置有相应的气封漏油装置，专门用来阻挡油。另外，发电机本体两端的每一个轴承箱都自带有一个顶轴高压油连接装置，该装置的主要作用是减少发电机开机运行对轴承的磨损，更在一定程度上简化了开机程序。在汽轮发电机组的结构构造中，发电机和两端轴承箱运行时所用到的供油系统是同一个，下面列出发电机两端轴承箱的剖面示意图（见图2）。

二、油封泄漏原因

从图1可以看出，在该型号发电机组中，机组本体和两端轴承箱是紧密连接在一起的，单从结构构造上来看，机组本体与轴承箱其实是一个整体。在机组实际运行中，正是因为这种整体设计导致了发电机组的油封泄漏缺陷。具体分析如下：首先，由于发电机两端轴承箱在设计时所采用的油挡是固定式齿片油挡，这种油挡具有一定的径向间隙，并且不可自动调整，所以在电机的实际使用过程中，当电机内部转子在高速运行时，可能会因为径向间隙无法自动调整而达不到标准的圆形运转，进而致使转速达到临界时，转子振幅也到达最大值，对油挡造成磨损，使油挡的径向间隙变大，最后发生油封泄漏。

三、相应的改造措施

再次结合图1和图2 两幅示意图，观察出该乙烯厂内所配备的汽轮发电机组在结构设计上显得稍微有些紧凑，这种结构构造设计形式在实际运行时可供技术改造的空间相对比较小，但为了能彻底解决该发电机组在投运中所出现的油封泄漏问题，相关技术人员结合机组的结构构造和实际运行情况，科学、合理的提出了一种相应技术改造方案（如图3所示）。

图2 轴承箱结构剖面示意图

图3 发电机轴承箱油封改造方案示意图

将发电机与其轴承箱做一次分体手术，使它们彼此之间留出30～50 mm的空隙，这样发电机内由于负压所产生的抽吸力，就直接作用到外界大气里。为此需要增加一个新的油封，以密封轴承箱；同时利用或改造原来发电机侧的气封，以密封发电机内的冷却空气。

现场对轴承箱外壳以及发电机端面的测量结果显示，在它们的衔接部位有80～90 mm 左右的空间可供改造，原设计上挡板厚度 20 mm，这样减去两个新加工档板的厚度，还有40～50 mm 的余量。经过对原设计图纸的测量，在排除制图过程中技术处理的情况下，转子在轴承和发电机风扇环之间有230 mm 左右的轴向空间可供利用，技改后的气封和油封之间可有 30 mm 左右的空间将发电机与其轴承箱分隔开，技术改造的物理空间是足够的。

原设计上发电机冷却风量为 15.8 m3/s，励磁机冷却风量为1.9 m3/s，技术改造使发电机风道变窄，这将对其冷却系统造成直接影响。对于这一点，可以考虑从工艺上给予弥补，比如提高空气冷却器的工作负荷，降低冷却器的给水温度等等。况且实施技术改造以后，风道轴向截面上的缩小面积，与原设计面积的比率不到 2%，在设计余量的容许范围之内。

四、结束语

热电装置发电机油封泄漏会对电机机组的正常运行产生影响，在某乙烯电厂的发电管理中，由于传统汽轮发电机在运行时容易出现油封泄漏问题，所以该厂技术人员及管理人员采用了相应的方法对汽轮发电机组进行改造，通过将发电机和两端轴承箱分开的方式，成功解决了发电机机组运行中的油封泄漏问题。单从技术层面上来说，该种改造方法是具有一定技术性和经济合理性的，改造后的发电机组在运行时不但没有再次出现油封泄漏问题，还在很大程度上降低了工人的劳动强度，节约了发电成本，为乙烯厂创造了更大的竞技效益。

参考文献

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