某公司（sī）1號660MW配套汽輪發電機（jī）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（cǎi）用水、氫、氫冷卻方式。發電機密封油係統密封瓦采用單流環形式，係統由2台（tái）交流（liú）主油泵、1台（tái）直流事故油泵、密封油（yóu）回油擴大槽、浮子油箱、空（kōng）氣抽出槽、排煙（yān）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（guò）
8月25日13：30，1號機負荷升至660MW，機組運行參數穩（wěn）定，氫壓436kPa，發電機密封油係統運行正常，氫油（yóu）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（diǎn）由零迅速（sù）上升到3.9%，達到報警值報（bào）警。發電機氫氣壓快速下降，汽機房13.7m發電機汽（qì）端和（hé）勵端（duān）出現明火，密（mì）封（fēng）油防爆風機排煙口也出現明火，運行人員立即（jí）破壞真空停機，並對發電機緊急排氫，發電（diàn）機氫壓降至48kPa左右後進行（háng）充（chōng）CO2置換，經現場人員撲救，發電機兩端明火（huǒ）撲滅。由於及時（shí）發現，采（cǎi）取措施（shī）得當，本次事故隻燒損了部分熱（rè）工（gōng）電纜及測量探頭，未造成汽輪機（jī）油係（xì）統（tǒng）著火以及氫氣係統爆炸的重大設備（bèi）損壞事故。
（2）發（fā）電機大量漏氫（qīng）著火原因分（fèn）析
檢（jiǎn）查發（fā）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（fā）電機內氫氣從（cóng）回油（yóu）擴大槽大量漏至空氣抽出槽。由於漏氫量較大（dà），防（fáng）爆風（fēng）機來不（bú）及將氫排出，空氣抽出槽內氫氣通過（guò）兩端回油管道返回至發電機汽、勵兩（liǎng）端，再通過發電機大端蓋從軸端外漏，同時造成7，8號（hào）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，Z終造成7，8號瓦處氫氣及潤滑油外漏（lòu）。發（fā）電機大量漏氫路徑見圖1。
圖1 發（fā）電機漏氫路徑示意
氫（qīng）氣在高流速下，易與管道摩擦產生靜（jìng）電（diàn），氫氣遇到靜電後極（jí）易發生著火或爆炸。《GB50177—93氫氧站（zhàn）設計規範》要求，在管道中（zhōng）“氫氣工（gōng）作壓力（lì）為0.1～1.6MPa，在不鏽鋼管中Z大流速可（kě）為25m/s”。計算該1號機組漏氫停機事故期間發電機漏氫速（sù）率，部分時（shí）段漏氫速（sù）率（lǜ）達到約25m³/min，換算為（wéi）密封（fēng）油防爆風機排煙（yān）口Z大氫氣流速可達150m/s，大（dà）幅超過了國標規定的氫氣安全流速。可（kě）見額定氫壓運行的發電機組浮子油（yóu）箱處油封破壞後，如果（guǒ）此時浮球閥卡在較（jiào）大開度時，發（fā）生氫氣著火、爆炸幾乎是（shì）不可避免的，遇到此類事故必須立即打閘停機（jī）。
2.密封油浮子油箱浮球閥卡澀（sè）原因分析
事故發生後，對密封油浮（fú）子油箱浮球閥進行了檢查，發現浮球閥卡（kǎ）死在開位，手搖不動，檢查（chá）閥（fá）體內未發（fā）現異物，閥芯橡膠密封圈完（wán）好。閥芯（xīn）導向和（hé）閥蓋導向活（huó）塞處有明顯卡澀磨損痕（hén）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（chǎng）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（yīn），同時伴有浮子油（yóu）箱油位周期性波動，油位上、下（xià）波動幅度Z大時可達30mm。與密封油係統完全相同配置的2號機組對比，2號機組密封油浮子油（yóu）箱無異音，油箱油位隻有幾（jǐ）個毫米的小幅波動。2015年3月（yuè），利用1，2號機組同時停備的機會對兩台（tái）機組浮子油箱浮球閥解體，經對比後發現，浮球閥在關鍵部位存在明（míng）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）浮球閥製造工藝存在不足
該1號機組密封油浮子油（yóu）箱浮球閥閥芯材質為不鏽鋼，經對比2號機組浮（fú）球閥發現，閥體內孔與閥芯結合麵有一層厚度約5mm的銅質內襯套，由於單油環密封油係統浮子油箱浮球閥（fá）長（zhǎng）期處（chù）於頻繁調整狀態，閥芯（xīn）與閥體內孔處金屬表麵頻繁發生碰磨，而銅質地（dì）較軟，可有效地保護閥體及閥芯。該1號機（jī）組浮球閥閥體內孔與閥芯表麵材質相同，均為不（bú）鏽鋼材質，相同硬度的金屬（shǔ）長期反複碰磨（mó），必然造成閥芯表（biǎo）麵磨損，Z終造成浮球閥在全開位卡澀，是引發該1號發（fā）電機大量漏氫停機的（de）主要原因。
（2）機組安裝及（jí）大修後，對密封油係統回油管路大流量衝洗不徹底
查看機組近3年汽輪（lún）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（yóu）管路設置20目的濾網，可見固體雜質不是來自密封油供油（yóu）係（xì）統（tǒng）及管路。而追溯Z近一次密封油係統檢修發現，橡膠、油漆皮等顆粒物主要來自7，8瓦潤滑油（yóu）回油，來自密封瓦（wǎ）安裝以（yǐ）及發電機內、外端蓋安裝後的密封膠以及（jí）發（fā）電機外端蓋，機組安裝及大修後對密封油係統回油管路大流量衝洗不徹底，造成密封油浮子（zǐ）油箱內沉積較多非金屬顆粒物。
（3）浮子油箱內部密封（fēng）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（lǐ），油箱進油口正對浮球（qiú）閥球（qiú）體，密封油係統運行期間油流對浮球閥造成連續衝擊力，此衝擊力方向垂直於閥芯活動方向，增大（dà）了閥芯與閥（fá）體間（jiān）的摩擦，從而加（jiā）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（dǎng）油板，有效避免了密封（fēng）油進油對浮球閥造成的衝擊。
3.防止浮子油箱浮（fú）球（qiú）閥卡澀及異常擴大的運（yùn）行措（cuò）施
發電機單油環密封油係統浮子油箱浮球閥卡澀，將造成發電機進油或發電（diàn）機大量跑氫（qīng）的重大異（yì）常，鑒於單油（yóu）環密封油係統的這一薄弱環（huán）節，在係統（tǒng）改造升級（jí）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（yì）常，防止浮（fú）子（zǐ）油箱浮球閥卡澀造（zào）成事故擴大，可采取以下措施：
（1）重點做好密（mì）封油浮子油箱（xiāng）浮球閥選型及日常維護（hù），保證（zhèng）密封油係統關鍵閥門（mén）可靠運行。密封油浮子油箱浮球閥在單油（yóu）環密封油係統中屬於非（fēi）常核（hé）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（de）嚴重後果，此類閥門在選型、檢修維護、日常運行均需要重點對待，發（fā）現不符合規範的閥門應盡早更換，選擇使用（yòng）可（kě）靠性高、不易發生卡澀的閥（fá）門是防止重（chóng）大事故發生的關鍵。
（2）加（jiā）強點檢定修維護管理。重視發電機密封油（yóu）係統（tǒng）、密封瓦等部件安裝（zhuāng）、檢修（xiū）後，對發電機軸承（chéng）潤滑（huá）油、發電機密封油回油係統死角的清理，做好密封油進、回油係統的（de）大流量衝洗（xǐ），避免係統大量（liàng）遺留雜質造成浮球閥卡澀（sè）。逢機組停備要對浮子油箱浮球進行檢查（chá）。逢機組檢修，應對密封油係統真空油（yóu）箱、浮子油箱（xiāng）、空氣抽出槽、濾網等進行檢查和清理。
（3）加強油質監督管理（lǐ）。定期檢驗汽輪機（jī）潤滑油、密封油供油，保證回油（yóu）係統油質合格。
（4）針對密封油浮子油箱浮球（qiú）閥運行期間有異音或（huò）浮子油箱液位有較大波動（dòng）的機組，建議對密封油浮（fú）子油箱出口門進（jìn）行節（jiē）流，避免重大異常發生。通過該1號發電（diàn）機大量漏氫案例可以發現，浮子油箱“油封”破壞後，發電（diàn）機漏（lòu）氫速度非常快，甚至超過了事故排氫閥（fá）全開後的排氫速度。為避（bì）免浮球閥再次（cì）在全開位卡澀造成大量（liàng）漏氫，現場（chǎng）進行了以下（xià）試驗：發電機額定氫壓（yā）、密封油氫油（yóu）差壓狀態下，將密封油浮子油箱出口門逐漸關小，關（guān）小至約10%開度時，浮球閥調整仍能滿足正常運行需要並有一定餘量。試驗說明浮球閥本身設計考（kǎo）慮（lǜ）了發電機各種氫（風）壓（yā）工況下，不同密封回油差壓下浮球閥的調整能力（lì）。而機組正（zhèng）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（kě）對密封油浮子油箱出口門進行適當節流，可有效（xiào）避免浮球閥在全開位卡澀情況下（xià）發電機氫氣大量溢出，有效避免瞬間氫氣漏氫量過（guò）大造成氫氣（qì）著火，為運行人員進行（háng）事故處理爭取（qǔ）時間。但（dàn）在節流方式下運行時，應注意在發電機風壓非（fēi）額定情況下需進行跟蹤調整。
（5）在密封油浮子油箱上（shàng）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（zǐ）油箱浮球閥液位擾動試驗，驗（yàn）證浮球閥在（zài）變工況下的調整能力。
（6）針對單油環（huán）密封油係統浮子油箱存在的安（ān）全隱患（huàn），定期開展培訓、演練和總結。
4.結論
密封油係統真空油箱、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（shì）其重要性，但從現場事故案（àn）例可（kě）發現，一旦這些浮球閥發生故障，造成（chéng）的影響很大。密封（fēng）油係統關（guān）鍵閥門的選型、檢修維護、運行方式選擇（zé）應作為生產過程的重（chóng）要環節進（jìn）行監督，密封油係統出現的一些小異常應引起現場技術（shù）人員的高度重視，因（yīn）小異常往往背後隱藏（cáng）著重大安全隱患（huàn）。發電企業的運行人員，發生發電機大量漏氫著火事故（gù）時，應嚴（yán）格執行規程、反（fǎn）措，立即停運機組，防止主設備損壞。
來源：《電力（lì）安全生產信息（xī）匯編》2017年第2期
