發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)介紹及發(fā)電機(jī)進(jìn)油分析

1、中國電力（）發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)介紹及發(fā)電機(jī)進(jìn)油分析    日期：2005-06-24     來自：國華粵電臺山發(fā)電有限公司發(fā)電部        針對上海汽輪發(fā)電機(jī)有限公司生產(chǎn)的國產(chǎn)600MW汽輪發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，以及發(fā)電機(jī)內(nèi)部進(jìn)油的原因分析和相應(yīng)的防范措施，系統(tǒng)改造。關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部進(jìn)油的原因防范措施系統(tǒng)改造     1前言     采用

2、氫氣冷卻的汽輪發(fā)電機(jī)必須由密封油對其端部進(jìn)行密封，即保證發(fā)電機(jī)內(nèi)部氫氣不外泄，又防止空氣和潮氣進(jìn)入發(fā)電機(jī)。國華粵電臺山發(fā)電有限公司1、2號機(jī)組采用的上海汽輪發(fā)電機(jī)有限公司生產(chǎn)的國產(chǎn)600MW汽輪發(fā)電機(jī)，其密封油系統(tǒng)采用雙流環(huán)式密封瓦結(jié)構(gòu)，密封效果好，調(diào)節(jié)范圍寬，是非常成熟的產(chǎn)品。但是如果對其結(jié)構(gòu)不甚了解，操作不當(dāng)也可能造成發(fā)電機(jī)內(nèi)部進(jìn)油事故。特別是在發(fā)電機(jī)內(nèi)部無壓的情況下，密封油箱油位不易控制，密封油極易沿軸向進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)部。發(fā)電機(jī)內(nèi)部進(jìn)油是惡性事故，應(yīng)該引起高度的重視。下面就對發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)內(nèi)部進(jìn)油原因及防范措施做以介紹。     

3、2密封油系統(tǒng)介紹     上海汽輪發(fā)電機(jī)有限公司生產(chǎn)的國產(chǎn)600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的密封油系統(tǒng)采用雙流環(huán)式密封瓦。由于氫冷發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸必須穿過發(fā)電機(jī)的端蓋，因此這部分成了氫內(nèi)冷發(fā)電機(jī)密封的關(guān)鍵。密封油分為空側(cè)和氫側(cè)兩個油路將油供給軸密封瓦上的兩個環(huán)狀配油槽，油沿轉(zhuǎn)軸軸向穿過密封瓦內(nèi)徑與轉(zhuǎn)軸之間的間隙流出。如果這兩個油路中的供油油壓在密封瓦處恰好相等，油就不會在兩個配油槽之間的間隙中竄流，通常只要密封油壓始終保持高于機(jī)內(nèi)氣體壓力，便可防止氫氣從發(fā)電機(jī)內(nèi)逸出?？諅?cè)油路供給的油則將沿軸和密封瓦之間的間隙流往軸承側(cè)，并同軸承回油一起進(jìn)入空側(cè)密封油箱，從

4、而防止了空氣與潮氣侵入發(fā)電機(jī)內(nèi)部。氫側(cè)密封油則沿軸和密封瓦之間的間隙流往發(fā)電機(jī)內(nèi)側(cè)，落入消泡箱，最后回到氫側(cè)密封油箱。       空側(cè)油路：由空側(cè)交流密封油泵從空側(cè)回油箱取得油源，將一部分油泵入油冷卻器、濾油器注入密封瓦的空側(cè)，另一部分油經(jīng)過差壓閥流回到油泵進(jìn)油側(cè)。通過差壓閥將調(diào)節(jié)空側(cè)密封油壓力始終保持在高出發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體壓力0.084Mpa的水平上。另外空側(cè)配有直流密封油泵備用。       氫側(cè)油路：氫側(cè)密封油路中的油泵從氫側(cè)密封油箱取得油源。它把一部

5、分油經(jīng)過油冷卻器、濾油器、平衡閥送往密封瓦的氫側(cè)，在油泵旁裝有再循環(huán)管道，通過再循環(huán)管上的節(jié)流閥對氫側(cè)密封油壓進(jìn)行粗調(diào)。氫側(cè)油路的油壓則通過平衡閥進(jìn)行細(xì)調(diào)，并使之自動跟蹤與空側(cè)密封油壓差保持±0.49kPa，以達(dá)到基本平衡的目的。另外氫側(cè)密封油設(shè)有兩臺交流油泵，正常運(yùn)行中一臺運(yùn)行一臺備用。       消泡箱：從密封瓦氫側(cè)出來的油先流到消泡箱中，在那里氣體得以從油中擴(kuò)容逸出，消泡箱裝于發(fā)電機(jī)下半端蓋中，通過直管溢流裝置使消泡箱中的油位不至于過高。消泡箱汽、勵端個有一個。在消泡箱中各裝有一個浮子式液位高報(bào)警器，當(dāng)箱內(nèi)

6、油位過高到一定程度時，就發(fā)出消泡箱油位高報(bào)警，使運(yùn)行人員能及時處理，從而防止密封油流入發(fā)電機(jī)內(nèi)部（見圖1）。     空側(cè)密封油箱油位控制：空側(cè)密封油箱通過U形管與主機(jī)潤滑油回油管道連接，發(fā)電機(jī)端部支持軸承潤滑油回油與空側(cè)密封油回油匯集到空側(cè)密封油箱，大部分油通過U形管依靠重力作用自動溢流到潤滑油回油管路，保持油箱中油位正常，因此空側(cè)密封油箱不需要進(jìn)行油位監(jiān)視，另一部分油作為空側(cè)密封油源在空側(cè)油路中循環(huán)。此油路把潤滑油系統(tǒng)與密封油系統(tǒng)聯(lián)系在一起，即使密封油系統(tǒng)無油情況下，只要潤滑油系統(tǒng)啟動后十幾秒針，就會將密封油系統(tǒng)注滿油。 

7、0;     氫側(cè)密封油箱油位控制：氫側(cè)密封油箱是氫側(cè)油路的儲油箱，在運(yùn)行中必須保持一定的油位。由于在密封瓦中空、氫側(cè)油壓做不到絕對的平衡，故空、氫側(cè)仍有少量的油相互竄動，這樣長期積累，就可能使氫側(cè)油路中的油量發(fā)生增減變化，氫側(cè)密封油箱起到控制補(bǔ)、排油作用。它主要依靠浮子式補(bǔ)、排油閥門完成，當(dāng)油箱內(nèi)油位升高，浮子上移，排油門打開，將多余的油排入空側(cè)油路；當(dāng)油箱內(nèi)油位降低，浮子下移，補(bǔ)油門打開，空側(cè)密封油向氫側(cè)密封油箱補(bǔ)油，從而達(dá)到油位保持在一定范圍內(nèi)。密封油箱補(bǔ)油閥和排油閥上還設(shè)有強(qiáng)制開啟、關(guān)閉手輪，以便人為參與調(diào)節(jié)油箱油位。圖1 &

8、#160;臺電發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)原理圖       密封油備用油源：空側(cè)密封油備用油源由三部分組成，所以發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)有非?？煽康挠驮?，一般不會造成斷油事故。       第一路備用油源是高壓備用油源，即來自汽輪機(jī)軸頭同軸的潤滑油高壓油泵或高壓密封油泵，密封油裝置高壓備用密封油入口壓力不低于0.9Mpa，正常運(yùn)行時備用油差壓調(diào)節(jié)閥自動斷開，一旦空側(cè)油源發(fā)生故障，密封油壓力降低到比發(fā)電機(jī)內(nèi)部壓力高0.056Mpa時，備用油差壓閥自動打開保持密封油壓力比氫壓高

9、0.056Mpa。       第二備用油源為空側(cè)直流密封油泵，如果主油源和高壓備用油源都停止供油時，當(dāng)密封油壓力降低到比發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體壓力僅高0.035Mpa時，發(fā)出密封油供油壓力低報(bào)警，并自動啟動備用直流密封油泵，使密封油壓力恢復(fù)并保持高于發(fā)電機(jī)內(nèi)壓力0.084Mpa。       第三備用油源為低壓備用油源，它來自汽輪機(jī)低壓潤滑油。該油源入口壓力應(yīng)不低于0.2Mpa，由于這路油源壓力較低，它只能保證大軸轉(zhuǎn)動時密封瓦不發(fā)生磨損事故，所以當(dāng)其它油源都失去后

10、應(yīng)立即停止機(jī)組運(yùn)行，將發(fā)電機(jī)氫壓降低到0.014Mpa以下，以免氫氣外溢，發(fā)生著火、爆炸事故。     3密封油系統(tǒng)進(jìn)油分析       發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)差壓閥能夠自動保持空側(cè)密封油壓大于發(fā)電機(jī)內(nèi)部壓力0.084Mpa，油壓跟隨氫壓的變化而變化，機(jī)組正常運(yùn)行中，在設(shè)備正常情況下，一般不易出現(xiàn)問題，而在機(jī)組停機(jī)，發(fā)電機(jī)進(jìn)行排氫工作后，極易造成發(fā)電機(jī)進(jìn)油事故。在使用國產(chǎn)600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的吳涇電廠、聊城電廠以及我臺電公司都發(fā)生過發(fā)電機(jī)進(jìn)油情況，而且都發(fā)生在發(fā)電機(jī)未充壓的情況下

11、。       要了解發(fā)電機(jī)進(jìn)油原因，首先要了解氫側(cè)密封油箱的補(bǔ)、排油原理，機(jī)組正常運(yùn)行中發(fā)電機(jī)內(nèi)部壓力為0.4Mpa，而氫側(cè)密封油箱上部是與發(fā)電機(jī)內(nèi)部連通的，所以氫側(cè)密封油箱上部壓力等于發(fā)電機(jī)內(nèi)部壓力。空側(cè)密封油壓始終保持大于發(fā)電機(jī)內(nèi)部壓力0.084Mpa，當(dāng)氫側(cè)密封油箱油位下降時，空側(cè)密封油隨時對氫側(cè)密封油箱進(jìn)行補(bǔ)油，保持正常油位；當(dāng)氫側(cè)密封油箱油位升高時，排油閥打開，將油排入空側(cè)密封油箱，即使空側(cè)密封油箱安裝位置比氫側(cè)密封油箱高，但氫側(cè)密封油箱內(nèi)部壓力等于發(fā)電機(jī)內(nèi)部壓力為0.4Mpa，而空側(cè)密封油箱壓力約等于大氣壓力，

12、所以油在壓差作用下很容易排入空側(cè)，保持油位正常。       當(dāng)停機(jī)后發(fā)電機(jī)內(nèi)部壓力降至零時，由于氫側(cè)密封油箱內(nèi)壓力隨著發(fā)電機(jī)內(nèi)部壓力降低到大氣壓力，而空側(cè)密封油箱位置高于氫側(cè)密封油箱，即使排油閥打開也不能將油壓入空側(cè)，反而造成空側(cè)密封油反流入氫側(cè)密封油系統(tǒng)，以達(dá)到油位的平衡，使氫側(cè)密封油油位達(dá)到空側(cè)密封油箱油位標(biāo)高，此時由于油位高排油閥保持全開，造成空、氫側(cè)密封油連通。設(shè)計(jì)時特將空側(cè)密封油箱安裝高度在消泡箱下約1m處，所以即使氫側(cè)密封油箱滿油，也不會造成消泡箱滿油，當(dāng)油位高于空側(cè)密封油箱油位時，油還會在重力作用下壓回空側(cè)，

13、不會造成發(fā)電機(jī)進(jìn)油情況。       發(fā)電機(jī)進(jìn)油的唯一途徑是消泡箱滿油后從軸端擋油板處竄入發(fā)電機(jī)內(nèi)部（如圖1所視），只要消泡箱油位正常，發(fā)電機(jī)就不會進(jìn)油。消泡箱滿油主要是供油量大于排油量：一、當(dāng)停機(jī)后發(fā)電機(jī)內(nèi)部壓力降至零時，密封油差壓閥調(diào)節(jié)品質(zhì)變差，油氫壓差增大，使密封油沿軸向向發(fā)電機(jī)內(nèi)側(cè)泄油量增多，氫側(cè)密封油回油量增大，此時如果增多到大于向空側(cè)密封油溢流量時（靠靜壓溢流流速較慢），就會造成消泡箱滿油。即使停止空側(cè)密封油泵，由于低壓備用油源壓力在0.2Mpa，如果備用差壓閥調(diào)節(jié)性能不好情況下，也可能造成發(fā)電機(jī)進(jìn)油。二、排油量

14、減小，如果強(qiáng)制關(guān)閉氫側(cè)密封油箱的排油門，多余的油不能排走，就會造成消泡箱滿油。有時為了保持氫側(cè)密封油箱可見油位，強(qiáng)制關(guān)閉補(bǔ)、排油門，即使在所有密封油泵全部停止時，只要潤滑油系統(tǒng)運(yùn)行也可能造成消泡箱滿油，所以排油閥強(qiáng)制手輪無特殊操作時一定不能關(guān)閉。     4密封油系統(tǒng)改造       當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部未充壓的情況下，氫側(cè)密封油箱滿油是很正常的情況，此時只能保持消泡箱油位正常。隨著發(fā)電機(jī)氫置換升壓后，氫側(cè)密封油箱油位會緩慢下降到正常油位，并保持正常油位。但是在發(fā)電機(jī)不充壓的情況下將

15、氫側(cè)密封油箱油位降至正常，或維持可見油位運(yùn)行就不能做到了。目前臺電公司已對原系統(tǒng)稍加改造，（如圖1所視"改造管路"）在氫側(cè)供油油路上加一根25mm管路到空側(cè)管路，中間加一手動門，以實(shí)現(xiàn)上述功能。機(jī)組正常運(yùn)行中，將此手動門關(guān)閉，保持原設(shè)計(jì)運(yùn)行方式。發(fā)電機(jī)排氫后，可稍開手動門，使一小部分油排入空側(cè)，以消除軸端處空側(cè)油向氫側(cè)偶然竄入的油量，氫側(cè)油量減少時補(bǔ)油閥會自動補(bǔ)油，保持油位正常。       當(dāng)氫側(cè)密封油箱油位已經(jīng)升高至不可見時，要想將油位降至正常，必須開啟此新增手動門，同時關(guān)閉氫側(cè)密封油箱排油閥強(qiáng)制關(guān)閉

16、手輪（隔絕空氫側(cè)油路的連通），還要保證氫側(cè)油壓稍高于空側(cè)油壓。稍后油位會緩慢降至正常油位，當(dāng)降至稍低油位后不再繼續(xù)下降后，必須開啟補(bǔ)、排油閥的強(qiáng)制手輪。     5發(fā)電機(jī)進(jìn)油的防范措施     (1)保持油氫差壓閥工作可靠，油氫差壓在正常范圍內(nèi)。     (2)保證氫側(cè)密封油箱補(bǔ)、排油閥的四個強(qiáng)制手輪都在打開狀態(tài)。     (3)調(diào)節(jié)氫側(cè)密封油泵再循環(huán)門，保持氫側(cè)密封油壓稍高于空側(cè)密封油壓。     (4)發(fā)電機(jī)內(nèi)部無壓情況下投密封油系統(tǒng)時應(yīng)將改造管路排油手動閥稍開，保持氫側(cè)油路連續(xù)少量向空側(cè)排油。     (5)