發(fā)電機雙流環(huán)密封油系統(tǒng)詳解復(fù)習

一、雙流環(huán)密封油系統(tǒng)的功能和特點1、向密封瓦提供二個獨立循環(huán)的密封油源2、保證密封油壓力高于發(fā)電機內(nèi)氣體壓力某一個規(guī)定值，并確保密封瓦內(nèi)氫側(cè)與空側(cè)油壓相等，其壓差限定在允許變動的范圍之內(nèi)。3、通過熱交換器冷卻密封油，從而帶走因密封瓦與軸之間的摩擦損耗而產(chǎn)生的熱量，確保瓦溫與油溫控制在要求的范圍之內(nèi)。4、通過濾油器，去除油中雜物，保證密封油的清潔度。5、通過發(fā)電機消泡箱和氫側(cè)回油控制箱，釋放掉溶于密封油中的飽和氫氣。6、空側(cè)油路備有多路備用油源，以確保發(fā)電機安全、連續(xù)運行。7、利用壓差開關(guān)、壓力開關(guān)及壓差變送器等，自動監(jiān)測密封油系統(tǒng)的運行。8、空、氫側(cè)各裝有一套加熱器，以保證密封油的運行油溫始終保持于所要求的范圍之中。9、密封油系統(tǒng)大部分部件集中安裝于一塊底板中，便于運行巡檢和維修。二、雙流環(huán)密封瓦結(jié)構(gòu)雙流式密封瓦安裝在密封瓦支座上，其密封性主要通過雙流油壓來保證；密封瓦支座通過螺栓緊固在發(fā)電機大端蓋上。密封瓦其作用是通過軸頸與環(huán)式密封瓦氫氣側(cè)與空氣側(cè)之間的油流阻止了氫氣外逸，雙流即密封瓦的氫氣側(cè)與空氣側(cè)各有獨立的油路。雙流環(huán)式密封瓦內(nèi)有兩個環(huán)形供油槽（圖2所示），密封瓦與軸頸間的配合間隙為0.20mm左右，供油槽內(nèi)的油壓始終高于發(fā)電機內(nèi)的氫氣壓力，從而防止氫氣從發(fā)電機內(nèi)部漏出。在密封瓦內(nèi)的兩個供密封用的油槽，形成了兩道油流，這兩道密封油流之間由獨立的兩套油源分別供給?？拷l(fā)發(fā)電機內(nèi)部氫氣側(cè)的油流，稱之為氫側(cè)密封油，簡稱氫側(cè)油?？拷髿夂涂諝饨佑|的油流，稱之為空側(cè)密封油，簡稱空側(cè)油?？諅?cè)油路供給的油則將沿軸和密封瓦之間的間隙流往軸瓦側(cè)，并同軸瓦回油一起進入空側(cè)密封油箱，從而防止了空氣侵入發(fā)電機內(nèi)部。氫側(cè)密封油則沿軸和密封瓦之間的間隙流往發(fā)電機內(nèi)側(cè)，最后回到氫側(cè)密封油箱。圖1：發(fā)電機密封瓦結(jié)構(gòu)圖浮動油油源來自空側(cè)密封油供油，其作用是平衡氫側(cè)進油給密封瓦的軸向力，保證密封瓦軸向不會靠至一側(cè)，影響密封效果。圖2：雙流環(huán)式密封瓦的結(jié)構(gòu)及及其剖面圖密封油除了供密封瓦其密封作用外，對密封瓦還可以起到潤滑降溫的作用（密封瓦與軸頸配合間隙約0.20mm，配合間隙小，密封瓦油膜與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動摩擦產(chǎn)生熱量）。圖3：發(fā)電機大端蓋端面圖圖4：密封瓦支座圖5：發(fā)電機密封瓦及軸瓦結(jié)構(gòu)圖圖6：發(fā)電機大端蓋及管道名稱三、密封油系統(tǒng)工作原理圖四、空側(cè)密封油路由空側(cè)交流密封油泵，從空側(cè)油箱取得油源，它把一部分油升壓后經(jīng)冷油器、濾油器注入密封瓦的空側(cè)，另一部分油則經(jīng)過主差壓閥流回到空側(cè)油泵的入口。通過差壓調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)，使密封瓦處的空側(cè)密封油壓始終保持在高出發(fā)電機機內(nèi)氣體壓力0.085MPa的水平上。空側(cè)直流密封油泵使油以相同方式循環(huán)。五、氫側(cè)密封油油路氫側(cè)密封油泵從氫側(cè)回油控制箱取得油源。它把一部分油升壓后經(jīng)冷油器、濾油器、平衡閥注入密封瓦的氫側(cè)。油泵裝有旁路管道，通過節(jié)流閥對氫側(cè)油壓進行粗調(diào)。氫側(cè)油壓則通過平衡閥進行細調(diào)，并使之自動跟蹤空側(cè)油壓，以達到基本相同的水平。氫側(cè)直流密封油泵以相同的方式循環(huán)。六、消泡箱從氫側(cè)密封瓦出來的油先流入到消泡箱中，在消泡箱中氣體得以從油中擴容逸出。消泡箱裝于發(fā)電機下半端蓋中，通過直管溢流裝置使箱中的油位不至于過高。消泡箱汽、勵端各裝有一個，在它們之間的連接管道上裝有一U形管，以防止汽、勵兩端風扇壓差不一致，使油煙在發(fā)電機內(nèi)循環(huán)流動。在消泡箱內(nèi)側(cè)各裝有一個浮子式油位高報警開關(guān)，監(jiān)視消泡箱油位，防止發(fā)電機進油七、差壓閥本密封油系統(tǒng)的差壓閥有二只。主差壓閥接于空側(cè)密封油泵的進出油口，起旁路調(diào)壓作用，信號分別取自發(fā)電機內(nèi)風壓和空側(cè)密封油壓。該閥門可自動調(diào)節(jié)旁路的流量大小，從而保證空側(cè)密封油壓始終高于發(fā)電機內(nèi)氣體壓力0.085MPa。備用差壓閥串接于空側(cè)高壓和低壓備用油路之中，來保證備用密封油油壓始終高于機內(nèi)氣壓壓力0.056Mpa。差壓閥結(jié)構(gòu)圖備用差壓閥結(jié)構(gòu)圖八、平衡閥平衡閥裝于氫側(cè)密封油泵出口處，其中勵側(cè)平衡閥接于流向勵端的油路，汽側(cè)平衡閥接于流向汽端的油路，它們的信號分別取之于各自密封瓦處的空、氫側(cè)油壓。通過空、氫側(cè)油壓的變化自動調(diào)節(jié)平衡閥的開度大小，從而使空、氫側(cè)在密封瓦處的油壓差保持在±490Pa（±5cmH2O）之內(nèi)。平衡閥示意圖九、減壓閥減壓閥安裝在高壓備用油源管道上，是一種雙閥座結(jié)構(gòu)。調(diào)整螺釘使入口高壓降至所需的低壓輸出。螺釘旋進出口壓力增高，反之相反。在減壓閥出口處引出一壓力信號接至減壓閥控制室下腔，起阻尼作用，以減小出口壓力波動。

十、氫側(cè)回油控制箱發(fā)電機氫側(cè)回油箱(如圖)內(nèi)裝有2個上浮球閥，一個連接空側(cè)密封油油路中濾網(wǎng)的出口，為油箱的補油閥。另一個連接空側(cè)密封油泵的進口，為油箱的排油閥。一般情況下，2個浮球閥的上、下手動干預(yù)頂針退出，通過浮球?qū)崿F(xiàn)液位的自動控制。當氫側(cè)回油箱液位高時，浮球?qū)⑴庞烷y打開，使多余的油排到空側(cè)油路，再由空側(cè)回油箱回到主油箱。當氫側(cè)油箱油位低時，浮球?qū)⒀a油閥打開，使空側(cè)油補入。而當浮球閥失去自動調(diào)節(jié)作用時，則可通過浮球閥的上、下手輪實現(xiàn)補、排油閥的強開、強關(guān)。當氫壓較低的情況下，氫側(cè)回油箱在某一液位時，浮球的位置相同，但由于排油的壓差(約為氫壓減去空側(cè)油泵進口壓力)較低或補油的壓差(約為空側(cè)油濾網(wǎng)出口油壓減去氫壓)較高，使得排油量減少甚至不能排出，而補油量增大，從而使氫側(cè)回油箱油位保持在較高位置。因此，當氫壓較低時，氫側(cè)油箱將保持在滿油的油位，甚至可能出現(xiàn)消泡箱滿油，使得發(fā)電機存在進油的危險。發(fā)電機排氫前的降氫壓過程中，因氫壓降低，空側(cè)主差壓調(diào)節(jié)閥需緩慢開大以降低空側(cè)油壓，氫側(cè)平衡閥需緩慢關(guān)小使氫側(cè)油壓相應(yīng)下降。假設(shè)氫壓由0.31MPa降至0.05MPa，若空側(cè)調(diào)節(jié)閥卡澀，則此時氫壓0.05MPa，空、氫側(cè)密封油壓仍為0.394MPa，因氫側(cè)油壓與氫壓相差過高(0.389MPa)，油可能從氫側(cè)配油槽直接沖刷到檔油板而進入發(fā)電機。若氫側(cè)平衡閥卡澀，則此時氫壓0.05MPa，空側(cè)油壓為0.134MPa，氫側(cè)油壓仍為0.394MPa，同樣也可能因油氫差壓過高致使氫側(cè)油進入發(fā)電機內(nèi)。十一、氫側(cè)回油控制箱結(jié)構(gòu)圖十二、空側(cè)密封油箱空側(cè)密封油箱油位控制：空側(cè)密封油箱通過U形管與主機潤滑油回油管道連接，發(fā)電機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，就會將密封油系統(tǒng)注滿油。十四、密封油油過濾器油過濾器采用自潔刮式結(jié)構(gòu)。它的特點是過濾器精度高，并且在運行中可通過轉(zhuǎn)動手柄去除附在濾芯上的臟物，要提請注意的是過濾器必須定期轉(zhuǎn)動手柄去處臟物。推薦每8小時轉(zhuǎn)動一次手柄，直至靈活轉(zhuǎn)動為止。由于空、氫側(cè)油路中各安裝了二套油過濾器互為備用，故當濾芯阻塞嚴重時，可投入備用過濾器，隔離運行的過濾器，拆下濾芯，徹底清洗。十五、無氫側(cè)密封油泵供油條件下的運行氫側(cè)密封油泵因維修需要，可短時間退出運行。當氫側(cè)泵停止運行時,空側(cè)密封油流到氫側(cè)的流量大大增加,使發(fā)電機內(nèi)的空氣滲入量有所增加,而且還有一定數(shù)量的氫氣被油吸收而帶出機外。在這種情況下,機內(nèi)氫氣的損耗量將比空、氫側(cè)同時運行時要多,需補充的氫氣也相應(yīng)增多。氫純度也會下降,此時最低允許90%純度下運行,但應(yīng)盡快恢復(fù)氫側(cè)密封油供油。十六、發(fā)電機停機情況下密封油系統(tǒng)的運行在停機情況下,如果能維持密封油壓下,排油煙風機又運行正常,則氫氣能被保留在發(fā)電機內(nèi).此時發(fā)電機軸承油流應(yīng)暢通.該油源來自于汽輪機軸承潤滑油泵,流過發(fā)電機軸承后排入空側(cè)回油密封箱。如果空側(cè)備用密封油泵在這種運行方式中啟動,由于下一個油源來自汽輪機低壓潤滑油泵,此時氫壓應(yīng)降到0.014MPA或更低。十七、正常情況下密封油系統(tǒng)的運行1、當發(fā)電機內(nèi)充有氫氣或主軸正在轉(zhuǎn)動時，必須保持軸密封瓦處的密封油壓。2、發(fā)電機內(nèi)氫壓上升到額定值時，在空側(cè)或空側(cè)直流備用泵運行情況下，應(yīng)保持密封環(huán)處的密封油壓高于發(fā)電機內(nèi)氫壓0.084MPA。3、密封油冷卻器出口油溫應(yīng)保持在38－49℃之間。當轉(zhuǎn)軸振動較敏感時，此溫度可取于43－49oC之間值。4、發(fā)電機充氫時，排油煙風機應(yīng)連續(xù)運行，這樣可避免溶入密封油的氫氣在空側(cè)回油箱內(nèi)積聚，并進而混入潤滑油系統(tǒng)。5、密封油裝置上的刮片式濾油器每8小時應(yīng)轉(zhuǎn)動一次手柄，清理污垢.每次停機時,則需將濾芯抽出,加以徹底清理.排盡濾油器殼體中的雜物。6、在空側(cè)直流備用密封油泵啟動后,由于下一個備用油源來自汽輪機軸承潤滑油,僅能維持機內(nèi)氫壓0.014MPA,如高壓備用油源和空側(cè)交流油泵在短時間無法恢復(fù)供油,就應(yīng)發(fā)電機內(nèi)氫壓降到0.014MPA或更低。十八、密封油進入發(fā)電機的幾種原因1、誤操作進油；2、雜物堵塞氫側(cè)油路；3、密封油裝置未達到正常狀態(tài)；4、報警系統(tǒng)未到位,搶先投密封油不能及時發(fā)現(xiàn)和處理異常工況造成進；5、油沖洗工藝性進油；6、油進入機內(nèi)的路徑:油進入機內(nèi)的唯一路徑是,各種原因引起消泡箱上升→消泡箱液位高報警未及時處理→油位繼續(xù)上升直到從迷宮擋油板和轉(zhuǎn)軸之間的間隙溢入發(fā)電機內(nèi)。十九、雙油環(huán)密封油結(jié)構(gòu)汽輪發(fā)電機補氫量大及進油的原因分析氫氣純度不合格，將會直接影響機組的安全。如果氫氣純度下降至爆炸范圍內(nèi)，在一定的條件下可能會引起發(fā)電機內(nèi)氫氣爆炸；氫氣純度不合格將導(dǎo)致冷卻效率降低，造成機內(nèi)構(gòu)件局部過熱；有害氣體的存在還會造成絕緣老化、鐵芯及其金屬部件腐蝕；此外油進入發(fā)電機，如果未及時排出，油在發(fā)電機內(nèi)蒸發(fā)產(chǎn)生油煙蒸汽也形成很大的危害。1)實際運行中很難控制空側(cè)密封油和氫側(cè)密封油壓力的平衡按照雙流密封油結(jié)構(gòu)密封瓦設(shè)計原理來講，只有維持密封瓦內(nèi)空側(cè)密封油與氫側(cè)密封油壓力基本相等，減少空、氫側(cè)密封油的交換，才能防止空側(cè)油系統(tǒng)中夾帶的空氣等進入氫側(cè)密封油系統(tǒng)。但實際運行中由于設(shè)備結(jié)構(gòu)等方面很難控制空側(cè)密封油和氫側(cè)密封油壓力的平衡。當空側(cè)密封油壓力大于氫側(cè)密封油壓力時，空側(cè)密封油在密封瓦內(nèi)向氫側(cè)竄油，空側(cè)密封油夾帶的空氣等進入氫側(cè)密封油。當氫側(cè)密封油壓力大于空側(cè)密封油壓力時，氫側(cè)密封油在密封瓦內(nèi)向空側(cè)竄油，這樣將引起氫側(cè)密封油箱油位降低，氫側(cè)密封油箱浮球閥將打開，空側(cè)密封油泵出口的壓力油通過浮球閥補入氫側(cè)密封油箱。因此，無論空側(cè)密封油壓力大于氫側(cè)密封油壓力，還是氫側(cè)密封油壓力大于空側(cè)密封油壓力，都將使從軸承回油來的空側(cè)密封油夾帶的油煙、水氣等通過與氫側(cè)密封油交換而進入氫側(cè)密封油系統(tǒng)，再通過密封油內(nèi)油檔被發(fā)電機吸入發(fā)電機內(nèi)，造成發(fā)電機內(nèi)氫氣污染，氫氣純度下降，補氫量增大。造成空側(cè)密封油和氫側(cè)密封油壓力不平衡主要有兩個原因，其一是氫側(cè)密封油系統(tǒng)的平衡閥調(diào)節(jié)精度差。目前平衡閥要求的精度為±50毫米水柱（±490Pa），在運行中，由于平衡閥活塞和油缸之間間隙較小，稍有雜質(zhì)可能造成活塞的運動阻力增大，甚至卡死，致使平衡閥調(diào)節(jié)精度變差，不能有效維持空、氫側(cè)密封油壓力的平衡，進而造成氫氣污染、增大補氫量增大。造成空側(cè)密封油和氫側(cè)密封油壓力不平衡的第二個主要原因是空、氫側(cè)密封油壓力的測量誤差。機組運行中只有維持密封瓦與轉(zhuǎn)軸之間的油壓平衡，才能減少空、氫側(cè)密封油的互相竄動，但由于設(shè)備結(jié)構(gòu)的原因，目前只能測量密封瓦上的空、氫側(cè)密封油進油處的壓力作為平衡閥的調(diào)節(jié)信號，因此必然造成測量誤差，平衡閥不能有效維持空、氫側(cè)密封油壓力的平衡，從而引起發(fā)電機補氫量增大。2)密封瓦與發(fā)電機轉(zhuǎn)子間隙增大從密封瓦與轉(zhuǎn)軸間沿轉(zhuǎn)軸的軸向流向空側(cè)和氫側(cè)的油流稱為軸向流動，當空、氫側(cè)密封油壓差保持一定時，空、氫側(cè)密封油的交換量與密封瓦的間隙的成正比。對于300MW汽輪機，密封瓦直徑間隙一般為0.15-28mm。當運行中密封瓦間隙從0.15mm增大到0.28mm時，密封油流量將大大增加。而由于空、氫側(cè)密封油之間不可避免的存在壓差，密封油流量的增加將導(dǎo)致空、氫側(cè)密封油的交換量成倍增加，空側(cè)密封油中攜帶的空氣、水分等通過交換進入氫側(cè)密封油中，再通過氫側(cè)密封油與氫氣的接觸進入到發(fā)電機氫氣中污染氫氣，降低氫氣純度。密封油量的增大將會造成靜壓回油管路不暢，發(fā)電機氫側(cè)回油腔室（消泡箱）油位升高到超過軸頸最低位置時，將造成發(fā)電機進油。3)發(fā)電機密封油溫度高密封油的粘度隨油溫的升高而降低，在同樣的流通面積內(nèi)，要維持一定的密封油壓力，當密封油溫度高時，就需要較大流量的密封油。同樣密封油溫度的升高，將導(dǎo)致密封瓦間隙增大，這同樣需要增大密封油流量才能維持一定的密封油壓力。發(fā)電機制造廠一般規(guī)定氫冷發(fā)電機空、氫側(cè)密封油溫度正常值在27-50℃之間。對于300MW汽輪發(fā)電機集裝式密封油系統(tǒng)，其空、氫側(cè)密封油系統(tǒng)的冷油器的出口油溫油一個回水調(diào)節(jié)門控制，一般維持在42℃左右。油溫在42℃時的粘度比27℃時小，要維持一定的密封油壓，則需要較大的密封油流量。同樣，由于密封油溫的升高，密封瓦的內(nèi)徑將增大，這樣要保證發(fā)電機內(nèi)氫氣不外泄，同樣需要增大密封油流量來維持一定的壓力。因此密封油溫度過高將導(dǎo)致密封油流量增大，按照2）條的分析，同樣會引起發(fā)電機內(nèi)氫氣純度下降或發(fā)電機進油。4)排煙風機出力小從300MW汽輪發(fā)電機密封油系統(tǒng)看，空側(cè)密封油泵油源取自氫油分離器，氫油分離器的排煙風機主要作用是抽出空側(cè)油中的微量氫氣，以免氫氣隨潤滑油回到主油箱。增大氫油分離器排煙風機的出力，使氫油分離器形成大的負壓，使空側(cè)油中的空氣會同氫氣一起被抽出，這樣，將減少空側(cè)密封油