内蒙古国华准格尔发电有限责任公司（以下简称国华准电）1、2号汽轮机为北京北重汽轮电机有限责任公司生产的T2A-330-30-2F-1080 型亚临界、一次中间再热、三缸两排汽、单轴凝汽式汽轮机。励磁机采用TKJ91-35型自激式旋转二极管无刷励磁系统，励磁机悬挂于8号瓦后侧，即整体悬挂在发电机端部，8号瓦油膛与励磁机冷却风室通过挡板和油挡隔离。为防止油烟扩散至励磁机冷却室，在7、8号瓦回油的高位油箱顶部配置排烟风机，以确保7、8号瓦油膛微负压^[1]。

1、2号机组励磁机油挡采用铜梳齿刚性固定式油挡，自投产后，均出现了励磁机油挡间隙漏油情况，其中1号励磁机因长期漏油，绝缘性能降低，导致二极管烧毁而被迫停机；2号励磁机也多次出现漏油，造成离地面4.5 m处汽轮机平台污染严重。经观察发现，当外界气温、气压升高时励磁机油挡发生漏油的概率高。励磁机油挡漏（渗）油可造成以下危害：漏（渗）油从油挡处漏（渗）出后顺着励磁机大端盖流向地面，造成环境污染；漏（渗）油遇高温部件易发生火灾；增大润滑油及密封油损耗，增加生产成本。励磁机长时间渗漏，严重威胁机组的安全、稳定运行。

1、2号机组励磁机具体渗漏情况如下。

2013-05-30，1 号机组C 级检修后启动，其中1—4号瓦出现间隙性振动（油挡结碳引起），2号瓦振动幅值最高，达到1.14 mm。为保证机组安全运行，在1—3号瓦的轴承箱上加装呼吸器，并通过节流孔调整润滑油主油箱负压^[2]。机组运行2 d后，1号机组8号瓦处出现瓦端盖及励磁机渗漏现象，尤其是大端盖下部积油较多。对渗漏部位进行检查，发现渗漏与润滑油母管压力、环境温度、大气压有关。

分析认为，润滑油主油箱负压调整后发电机8号瓦的真空度相对降低，轴承箱腔室内部的油烟无法及时排出，扩散至励磁机冷却室，导致渗漏。对此在1号汽轮发电机励磁机处上部引出1路软管，加装1台抽油烟风机，以增大8号瓦腔室内部负压，将油烟及时抽走，减少励磁机渗漏量。

2013-05-02，机组检修结束，在试验阶段第2次冲转时，8号瓦末端的励磁机开始出现漏液，且渗漏量持续增大，于是将润滑油母管压力由0.18 MPa调整至0.17 MPa。调整后汽轮机8号瓦渗漏量有所减少，但仍存在泄漏。

检查分析认为，漏液与润滑油母管压力、环境温度、大气压有关，最终判断原因为8号瓦油膛与励磁机气压不平衡，导致油烟扩散至励磁机冷却风室，冷凝为油液，造成汽轮机8号瓦处励磁机油挡渗漏。对此启动2台密封油排油烟风机，以提高8号瓦轴承箱内部的真空度，及时排出油烟，8号瓦渗漏状况得到控制^[3]。

上述对1、2号励磁机的渗漏处理措施只能暂时控制励磁机渗漏量，要从根本上解决渗漏问题，必须进行技术改造。2013年国华准电曾对1、2号机组的1—4号瓦因油挡结碳碰磨引发的汽轮机间隙性振动问题进行处理，实施方案是在保证汽轮机相关参数不变的情况下，将轴承箱上的油挡进行气密式油挡改造。改造后，原每运行5—6个月就会发生因碰磨而产生振动的现象消失，对油挡进行解体检查，气密式油挡完好且积碳少。借鉴气密式油挡改造的成功经验，将励磁机油挡也进行类似改造，以彻底解决励磁机油挡渗漏问题。

在原主机梳齿密封油挡或改进后的密封油挡中间部位加装气密环形室，在油挡外部加装进气接头，将干净、常温及恒压的压缩空气输入气密环形室，从而在内、外挡中间形成一道气密封腔室，利用气压密封可有效阻止油挡向外漏油、冒油烟等；也可在稳定气源下，通过管路向油封本体内引入压缩空气，压缩空气通过气阀、干燥过滤器进入油封均压室，再由均压室将压缩空气均匀分配至密封齿形成的空腔内，使油封形成微正压区，隔离油烟。应用空气动力学原理^[4]，利用压缩空气来充满转轴与轴封之间的泄漏间隙，可以达到油封零泄漏的密封效果，确保机组的安全稳定运行，改造后的气密式油挡工作原理见图 1。

图 1

图 1 改造后的气密式油挡工作原理

气密式油挡与其他类型油挡相比，其结构为双重密封设计，即气压密封加梳齿式密封，可确保在使用过程中，如发生压缩空气突然中断，梳齿式密封结构也能起到密封作用，其功能与原梳齿式油挡相同。工作室进入内挡的一部分气体至油膛，由排烟风机抽走；进入外挡的一部分压缩空气在励磁机冷却室参与励磁机冷却后，由原空气呼吸器排出。

改造时油挡外形尺寸、动静间隙不需要做任何改变，具体方案为：在原气密式油挡供气装置加热器前、过滤器后新增1路直径为20 mm的压缩空气管道，在原油挡体外侧上、下两半径方向对称各开3个直径为12 mm的孔；在励磁机外油挡外侧加装环形管道，油挡外侧对称开孔处加装密封接头与环形管道对接，输入压缩空气。外油挡内部结构轴向环形车削出凹槽，将厚度为1 mm的不锈钢片插入凹槽对接，形成气密室^{[5, 6]}。压缩空气通过原油挡体外侧新开的6个孔进入油挡油封齿和汽轮机轴之间的环形腔室，形成正压。工作时经过滤器过滤的合格气体通过进气孔进入密封腔环，并沿轴向同时向外油挡内吹，将既干燥、无杂质，又略高于当地大气压的气体注入气密封腔内，阻止通过油挡向外漏油、冒油烟。气源选用仪用压缩空气，压力为0.03~0.06MPa。机组运行中，需严密监视轴瓦振动、温度及励磁机相关参数，若有异常及时关闭压缩空气进气阀。改造后的气密式油挡结构见图 2。

图 2

图 2 气密式油挡结构示意图

3.3 改造效果

励磁机油挡改造后，从根本上杜绝了因润滑油排油烟机功率较小，无法及时抽走油烟，导致油烟扩散至励磁机冷却风室内冷凝为油液，造成漏油的问题，提高了设备运行的可靠性，消除了汽轮机励磁机渗漏的重大隐患。运行中的气密式油挡直观图见图 3。

图 3

图 3 运行中的气密式油挡直观图

4 结语

国华准电1、2号汽轮机8号瓦外油挡渗漏与润滑油母管压力、环境温度、大气压有关，发电机油膛与励磁机气压不平衡，导致油烟扩散至励磁机冷却风室，冷凝为油液，致使励磁机油挡渗漏。对励磁机油挡进行气密式油挡改造后，渗漏现象消失，降低了因油挡渗漏给汽轮机造成的安全隐患，可为其他机组同类改造提供借鉴。