本公司1號配套汽輪發電機組660MW，該發電機為QFSN-660-2-22型暗極、兩極、三相同步汽輪發電機，採用水、氫、氫冷卻方式。 發電機密封油系統的密封墊採用單流環形式，系統由2臺交流主油幫浦、1臺直流事故油幫浦、密封回油膨脹箱、浮油箱、抽氣箱、排煙風機、差壓調節閥、濾油器、真空油箱、 真空幫浦、再迴圈幫浦、儀表箱等部件。
事故分析及其原因
1）事故是如何發生的。
8月25日13時30分，1號機組負荷上公升至660MW，機組執行引數穩定，氫氣壓力為436kpa，發電機密封油系統執行正常，氫油壓差為83kpa。 14時15分，1號機組發出“發電機漏氫”報警，發電機蒸汽端、勵磁端回油漏氫量迅速由零上公升到39%，當達到報警值時，報警。 發電機氫氣壓力迅速下降，汽機房為137m發電機蒸汽端和勵磁端發生明火，密封油防爆風機排煙口也發生明火，操作人員立即破壞真空停機，發電機緊急放氫，發電機氫氣壓力降低到48kpa左右， 發電機兩端的明火被現場人員撲滅。由於及時發現和採取適當措施，此次事故僅燒毀了部分熱電纜和測量探頭，並未造成汽輪機油系統起火和氫氣系統重大裝置損壞。
2）發電機大量氫氣洩漏和著火原因分析。
檢查發現，密封油浮油箱的浮球閥卡在全開位置，浮油箱處的“油封”損壞，導致大量氫氣從回油膨脹罐洩漏到發電機內的抽氣罐。 由於大量氫氣洩漏，防爆風機來不及排出氫氣，抽氣罐內的氫氣通過兩端的回油管路返回發電機兩端蒸汽和勵磁，然後通過發電機的大端蓋從軸端洩漏， 造成7號、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號、8瓦氫氣和潤滑油洩漏。發生器大量氫氣洩漏的路徑如圖1所示。
在高流速下，氫氣容易與管道摩擦產生靜電，氫氣遇到靜電後極易著火或**。 GB 50177-93《製氫製氧站設計規範》要求“管道內氫氣工作壓力應為01～1.6MPa，不銹鋼管中最大流量可達25m s”。 計算了1號機組氫氣洩漏停機事故期間發電機的氫氣洩漏率，部分時間段氫氣洩漏率達到25mmin左右，換算成密封油防爆風機排煙口最大氫氣流量為150m s，大大超過了國家標準規定的安全氫氣流量。 可以看出，在額定氫氣壓力下執行的發電機組浮子油箱處的油封損壞後，如果此時浮球閥卡在乙個大開口處，就會發生氫氣點火，幾乎不可避免地必須立即停止事故。
密封油浮球浮球浮球閥卡死的原因分析
事故發生後，對密封油浮油箱的浮閥進行檢查，發現浮閥卡在開啟位置，手沒有動，檢查閥體內未發現異物，閥芯橡膠密封圈完好無損。 閥芯導軌和閥蓋導向活塞有明顯的卡住和磨損跡象。 檢查發現，油箱底部有較多的橡膠、漆皮等非金屬顆粒。 經與現場操作人員了解後了解到，在1號機組浮子油箱浮球閥發生故障前，油箱有週期性異常聲音，同時浮油箱油位週期性波動，油位最動範圍可達30mm。 與與密封油系統配置完全相同的2號機組相比，2號機組的密封油浮箱沒有異常聲音，油箱的油位僅波動幾公釐。 2024年3月，利用1號機組和2號機組同時停機，對兩台機組浮球罐的浮球閥進行解體，對比後發現浮球閥在關鍵部位存在明顯差異，從而判斷1號機組浮球閥卡死的主要原因如下：
（1）浮球閥製造工藝存在不足
1號機組密封油浮罐浮球閥閥芯採用不鏽鋼材質，對比2號機組浮球閥後發現，閥體孔與閥芯的結合面有一層厚度約5mm的銅內襯套，因為單油環密封油系統的浮油箱浮球閥一直處於長時間頻繁調整，閥芯和閥體孔的金屬表面經常磨蝕，銅質感柔軟，能有效保護閥體和閥芯。1號機組浮球閥的孔徑採用與閥芯表面相同的材料，採用不鏽鋼材質，長時間反覆磨損相同硬度的金屬，必然會造成閥芯表面磨損，最終導致浮閥在全開位置卡住， 這是造成1號發電機大量氫氣洩漏停機的主要原因。
（2）機組安裝檢修後，密封油系統回油管路大流量沖洗不徹底
檢視近3年汽輪機潤滑油、發電機密封油油質監測報告，未出現油質超標現象。 同時，機組的密封供油管路設有20個濾網，可以看出固體雜質並非來自密封供油系統和管路。 追溯到最近一次對密封油系統的檢查，發現橡膠、漆皮等顆粒主要來自7,8瓦潤滑油回油，來自密封墊安裝後的密封膠和發電機的外端蓋以及發電機的內外端蓋和發電機外端蓋的安裝。
（3）浮油箱內部密封油口布置不合理
在對密封油浮箱進行內部檢查過程中，還發現1號機組浮油箱密封油箱進油口布置不合理，油箱進油口朝向浮閥球，密封油系統執行過程中油流對浮閥造成連續衝擊力， 並且衝擊力的方向垂直於閥芯的活動方向，增加了閥芯與閥體之間的摩擦，從而加速了閥芯的磨損。與阿爾斯通設計的密封浮油箱內部設計相比，可以發現阿爾斯通在回油口安裝了擋油板，有效避免了進油口對浮閥的衝擊。
防止浮球閥卡住和浮球罐浮球閥異常膨脹的操作措施
針對單油環密封油系統中的這一薄弱環節，在系統改造公升級未完成之前，為指導操作人員及時發現密封油浮閥執行異常，防止因浮油箱浮閥卡死而造成事故擴大， 可以採取以下措施：
1）注重密封油浮油箱浮球閥的選型和日常維護，確保密封油系統關鍵閥門的可靠執行。密封油浮箱浮球閥在單油環密封油系統中是乙個非常核心的重要閥門，浮閥被卡住，必然會造成大量油進入發電機或大量氫氣洩漏的嚴重後果，這類閥門在選型、維護、日常執行中需要重點處理， 發現不符合規格的閥門應盡快更換，選擇可靠性高、不易發生的關鍵，防止重大事故發生。
2）加強現場檢查管理，定期維修保養。注意發電機密封油系統、密封墊等部件的安裝和維護，清理發電機軸承潤滑油和發電機密封回油系統的死角，做好密封油進回油系統的大流量沖洗，避免系統中殘留大量雜質造成浮閥卡死。 當機組停止時，應檢查浮子罐浮子。 機組檢修時，應檢查和清洗密封油系統的真空油箱、浮油箱、抽氣箱、濾網。
3）加強油品質量監督管理。定期檢查汽輪機的潤滑油和密封油供應情況，確保回油系統的油質合格。
4）對於密封油浮油箱浮球閥執行過程中浮油箱液位有異常聲音或波動較大的機組，建議對密封油浮油箱的出口門進行節流，以免出現重大異常。通過1號發電機大量漏氫的情況可以發現，浮油箱“油封”破損後，發電機的氫氣洩漏速度非常快，甚至超過了事故氫氣放氣閥全開後的放氫率。
為避免浮閥再次卡在全開位置造成大量氫氣洩漏，現場進行了如下試驗：在發生器額定氫氣壓力和密封油氫油壓差下，密封油浮罐出口門逐漸關閉，開度小至10%左右， 浮球閥的調節仍能滿足正常執行的需要，並有一定的餘量。試驗表明，浮球閥本身的設計考慮了浮球閥在發電機各種氫（風）壓條件下不同密封和回壓差下的調節能力。 機組正常執行時，發電機的風壓基本保持在430 450kpa，因此在機組正常執行時，密封油浮箱的出口門可以適當節流，可以有效避免浮閥卡在全開位置的情況下發電機大量氫氣溢位， 有效避免瞬間因氫氣洩漏過多而引發的氫氣著火，為操作人員處理事故爭取時間。但是，在節流模式下執行時，需要注意的是，當發電機的風壓未額定時，需要進行跟蹤調整。
5）在密封的浮油罐上安裝可遠端監控的液位計，對發生器氫氣洩漏率設定大燈字報警，為操作人員判斷浮油罐異常提供可靠依據。同時，定期進行浮球罐浮球閥的液位擾動試驗，驗證浮球閥在可變工況下的調節能力。
6）針對單油環密封油系統浮箱內存在安全隱患，定期進行培訓、演練和總結。
結論
由於密封油系統的真空罐、浮子罐等浮球閥設定在油箱內部，在機組執行過程中很容易忽視它們的重要性，但從現場事故案例中可以發現，這些浮球閥一旦失效，影響很大。 密封油系統關鍵閥門的選型、維護和操作方式選擇應作為生產過程的重要環節進行監督，密封油系統中的一些小異常應由現場技術人員高度重視，因為小異常背後往往隱藏著重大的安全隱患。 在發生發電機大量氫氣洩漏和點火事故時，發電企業操作人員應嚴格執行規定和對策，立即停機，防止損壞主裝置。