密封油系統(tǒng)問題處理

1、第一部分300MW汽輪發(fā)電機(jī)密封瓦結(jié)構(gòu)及工作原理發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)主要用于阻止氫氣外泄和空氣的漏入。其中，氫冷汽輪發(fā)電機(jī)的油密封裝置按其核心部件密封瓦的形式分為盤式油密封和環(huán)式油密封兩類。前者大多用于100MW及以下容量的中小機(jī)組，后者則多用于大容量機(jī)組。雙流環(huán)式氫油密封系統(tǒng)是目前國內(nèi)較為普遍采用的設(shè)計(jì)形式，雙流環(huán)式密封瓦，即在環(huán)行密封瓦的內(nèi)徑烏金面上有兩道軸向排列環(huán)形油槽，分別為空側(cè)和氫側(cè)密封油槽（故稱：“雙流環(huán)式”密封瓦），槽內(nèi)充滿密封油，實(shí)行徑向密封。密封瓦裝在固定的瓦座內(nèi)，環(huán)繞軸頸，相對靜止，運(yùn)行時(shí)軸與瓦面之間產(chǎn)生壓力油膜，瓦可隨軸浮動(dòng)。瓦面上的空氫側(cè)密封油槽分別與空氫側(cè)密封油系統(tǒng)相聯(lián)，

2、瓦在運(yùn)行中空氫側(cè)密封油槽內(nèi)充滿自動(dòng)調(diào)整好的壓力油，對軸頸實(shí)行徑向密封。其結(jié)構(gòu)如圖1所示3。密封瓦由瓦座、瓦環(huán)、進(jìn)油口、空側(cè)和氫側(cè)的壓力油腔組成。雙流式密封環(huán)由兩塊半圓環(huán)扇形并成，通過螺栓壓在一起形成一整圓。當(dāng)油腔中通入壓力油時(shí)，在密封環(huán)與軸頸之間形成油膜，其作用是防止氫氣外漏，并避免動(dòng)靜摩擦，同時(shí)，在密封環(huán)左右端面與密封瓦座之間，另有少量的油流過形成油膜，以防止密封瓦卡澀。雙流環(huán)式油密封系統(tǒng)在正常運(yùn)行中同時(shí)通過兩股油流，成為既相互關(guān)聯(lián)又各自獨(dú)立的油循環(huán)系統(tǒng)?？棵芊馔咄鈧?cè)流動(dòng)的油循環(huán)系統(tǒng)，稱為空側(cè)密封油系統(tǒng)，它的油源取自汽輪機(jī)的主油箱，進(jìn)入密封瓦后，由密封瓦的空氣側(cè)流出，與發(fā)電機(jī)的支撐軸承回油匯

3、合后流回主油箱。沿密封瓦氫氣側(cè)流動(dòng)的油循環(huán)系統(tǒng)，稱為氫側(cè)密封油系統(tǒng)，由密封瓦的氫氣側(cè)流出后，通過發(fā)電機(jī)內(nèi)單獨(dú)的回油管路流回密封油箱。在國產(chǎn)300MW氫冷汽輪發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)中，氫側(cè)密封油的油壓和油量調(diào)節(jié)是由平衡閥來完成的。平衡閥的控制信號為兩個(gè)壓力信號，分別取自空、氫側(cè)的油壓。平衡閥的作用是使氫側(cè)油壓始終跟蹤空側(cè)油壓，使兩者的壓力差最大限度的趨于最小。第二部分發(fā)電機(jī)密封油調(diào)節(jié)1基礎(chǔ)知識一個(gè)局部阻力可以改變的節(jié)流元件，對不可壓縮流體，由流量方程式可得：式中：Q流經(jīng)平衡閥的流量平衡閥的阻力系數(shù)P1閥前壓力P2閥后壓力F平衡閥接管截面積流體的密度由上式可以看出，當(dāng)F一定（即對某一型號的平衡閥），閥門

4、前后壓降P1-P2不變時(shí)，流量Q僅受平衡閥阻力影響而變化。增大（閥門關(guān)小時(shí)），Q減??；反之，減小（閥門開大時(shí)），Q增大。平衡閥就是以改變閥芯的開度來改變阻力系數(shù)，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。Kv為平衡閥的閥門系數(shù)。它的定義是：當(dāng)平衡閥前后差壓為1bar（約1kgf/cm2）時(shí)，流經(jīng)平衡閥的流量值（m3/h）。平衡閥全開時(shí)的閥門系數(shù)相當(dāng)于普通閥門的流通能力。如果平衡閥開度不變，則閥門系數(shù)Kv不變，也就是說閥門系數(shù)Kv由開度而定。通過實(shí)測獲得不同開度下的閥門系數(shù)，平衡閥就可做為定量調(diào)節(jié)流量的節(jié)流元件。在管網(wǎng)平衡調(diào)試時(shí)，用軟管將被調(diào)試的平衡閥的測壓小閥與專用智能儀表連接，儀表可顯示出流經(jīng)閥門的流量值（及壓降

5、值），經(jīng)與儀表人機(jī)對話，向儀表輸入該平衡閥處要求的流量值后，儀表通過計(jì)算、分析、得出管路系統(tǒng)達(dá)到水力平衡時(shí)該閥門的開度值。2.差壓閥：作用：差壓閥在密封油系統(tǒng)中用以調(diào)整空側(cè)密封油壓，使之與發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體壓力始終保持一定的壓差。工作原理：壓差閥的活塞上面引入機(jī)內(nèi)氫氣壓力（壓力為p1），活塞下面引入被調(diào)節(jié)并輸出的空側(cè)密封油（壓力為p），活塞自重及其配重片重量（或調(diào)節(jié)彈簧）之和為p2（可調(diào)節(jié)），則使p=p1+p2（上下力平衡）。當(dāng)機(jī)內(nèi)氫氣壓力p1上升時(shí)，作用于活塞上面的總壓力（p1+p2）增大，使活塞向下移動(dòng)，加大三角形工作油孔的開度，使空側(cè)油量增加，則進(jìn)入空側(cè)密封瓦的油壓隨之增加，直到達(dá)到新的平衡；

6、當(dāng)機(jī)內(nèi)氫氣壓力p1下降時(shí)，動(dòng)作相反。3.平衡閥：平衡閥的工作原理：平衡閥屬于調(diào)節(jié)閥范疇，它的工作原理是通過改變閥芯與閥座的間隙，改變流體流經(jīng)閥門的流通阻力，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。平衡閥相當(dāng)于工作原理：平衡閥的控制器上面是空側(cè)油壓力,下面是氫側(cè)壓力,當(dāng)空側(cè)壓力較高時(shí),閥芯向下移動(dòng)，閥門開大,流道面積變大，氫側(cè)油壓上升；壓差低時(shí),動(dòng)作相反.始終保證空側(cè)密封油壓和氫側(cè)密封油壓差壓在正負(fù)490Pa范圍內(nèi)。四、密封油箱結(jié)構(gòu)：氫側(cè)密封油箱結(jié)構(gòu)說明：位置比較低的那個(gè)大浮球是補(bǔ)油閥，位置比較高的大浮球是排油閥。正常運(yùn)行的情況下，氫側(cè)密封油箱油位應(yīng)該保持在油箱中間位。此時(shí)補(bǔ)油閥、排油閥都應(yīng)該是關(guān)閉的。油位上漲中心

7、線以上的時(shí)候，排油閥浮球向上浮動(dòng)，打開排油閥，向空側(cè)密封油泵進(jìn)口管排油。油位下降到中心線以下的時(shí)候，補(bǔ)油閥浮球向下浮動(dòng)，打開補(bǔ)油閥，由空側(cè)密封油進(jìn)油管向氫側(cè)密封油箱補(bǔ)油。小浮球是浮球液位報(bào)警，當(dāng)油位繼續(xù)下降，直到低于中心線約110mm的時(shí)候，提供油位低報(bào)警。磁翻板液位指示只是平常就地檢查的。第三部分發(fā)電機(jī)氫氣純度下降原因分析及處理一、發(fā)電機(jī)氫純度下降的原因分析影響氫氣純度的因素主要有：1、密封瓦處空氫側(cè)密封油交換；2、氫側(cè)回油箱補(bǔ)、排油浮球閥狀態(tài)；3、純度表；4、空氫側(cè)密封油油溫；5、補(bǔ)氫純度；7、氫氣濕度；8、油中含水量；9、氫油壓差等。用“魚刺圖”的形式列出，見圖2：圖2 氫氣純度下降原因

8、魚刺圖空氫側(cè)密封油交換使混入氫氣中空氣量可用下式計(jì)算：A=0.054KQin 其中 A-機(jī)內(nèi)混入空氣量（m3/d）；Qin-密封油混入量（l/min）；K-系數(shù)（1.0-3.0）。而空氣混入量與維持氫純度所需的補(bǔ)氫量之間有下面關(guān)系：q=AZ/（S-Z） 其中q-補(bǔ)氫量（m3/d）；S-補(bǔ)氫純度（%）；Z-機(jī)內(nèi)氫純度（%）。二、處理要點(diǎn)3.1校正純度表。為確保取樣的準(zhǔn)確性，取樣人員加強(qiáng)操作的規(guī)范化并重新校核奧氏分析儀后，人工化驗(yàn)值與提純量基本對應(yīng)，提純用氫量明顯減少。3.2密封瓦處空氫側(cè)油量的交換。空側(cè)油壓與氫側(cè)油壓的平衡，是雙流密封環(huán)油系統(tǒng)賴以生存的基礎(chǔ)。如空、氫側(cè)壓力平衡，氫側(cè)回油箱的進(jìn)、出

9、油量相等，油位應(yīng)無變化，否則，油箱油位將發(fā)生或高或低的變化，如兩端空側(cè)油壓高于氫側(cè)油壓將使空側(cè)油串入氫側(cè)油中，引起油箱油位升高，而氫側(cè)油壓高于空側(cè)油壓將使氫側(cè)油串入空側(cè)油而引起油箱油位下降，這兩種情況都會(huì)造成空氫側(cè)油相串而將空側(cè)油中空氣帶入氫側(cè)油中，從而引起氫氣純度下降。（有關(guān)資料顯示，設(shè)計(jì)工況下的空側(cè)密封瓦的油體積流量為99X2L/min，氫側(cè)封瓦的油體積流量為57X2L/min，50的回油約吸收8%容積氫氣和10%容積空氣），根據(jù)密封油箱的補(bǔ)排油情況，判斷空氫側(cè)油量的交換方向，進(jìn)一步檢查平衡閥及差壓閥的工作情況是否正常。3.3氫溫和密封油溫的影響：氫溫越高，氫純度下降越大。如負(fù)荷在250M

10、W以上，氫純會(huì)下降較快，一般達(dá)0.24%/d。密封油溫的高低決定了油中攜帶氣體的多少，一般情況下油溫越高攜帶的氣體體積越多。所以，適當(dāng)調(diào)低氫溫及油溫可能有效控制純度的下降。一、汽輪機(jī)油乳化問題1乳化汽輪機(jī)油對運(yùn)行機(jī)組潤滑系統(tǒng)的影響破壞油膜、增加部件間的摩擦，引起軸承過熱，加速金屬部件的腐蝕和油質(zhì)的劣化速度，容易產(chǎn)生油泥。2汽輪機(jī)油發(fā)生乳化的原因油的抗乳性能是用破乳化時(shí)間來衡量的，破乳化時(shí)間越短，說明油的抗乳化能力越強(qiáng)，當(dāng)油的破乳化時(shí)間超過60min后，說明油已乳化。運(yùn)行油的破乳化時(shí)間指標(biāo)是30min。如果汽輪機(jī)油中含有乳化劑和水，運(yùn)行油就可能會(huì)乳化，油中的乳化劑一般產(chǎn)生于油的劣化變質(zhì)所形成的大

11、分子產(chǎn)物，也有少數(shù)由外界引入的表面活性物質(zhì)（如洗滌用品中含有的）造成了油質(zhì)的乳化。3解決汽輪機(jī)油乳化的方法解決油質(zhì)乳化的方法有兩種，一種是添加破乳化劑法，該方法有時(shí)是有效的，操作也相對簡單，但是能維持抗乳化的時(shí)間相對較短，這就需要補(bǔ)加破乳化劑，但補(bǔ)加不當(dāng)。容易造成油質(zhì)進(jìn)一步地乳化，所以采用這種添加破乳化劑的方法越來越少。另一種方法是采用吸附再生技術(shù)將油中的乳化劑去除，沒有了乳化劑，油自然會(huì)破乳化了，而且油的抗乳化能力會(huì)得到徹底的恢復(fù)和提高，例如許多電廠采用熱工院研究院生產(chǎn)的QZTZ6型汽輪機(jī)油在線再生脫水裝置將油的破乳化時(shí)間由原來的大于60min縮短到1min。二、顆粒度超標(biāo)問題1顆粒度超標(biāo)對

12、運(yùn)行機(jī)組潤滑系統(tǒng)的影響汽輪機(jī)油中的顆粒度超標(biāo)，可能會(huì)堵塞系統(tǒng)濾網(wǎng),而且其中的硬質(zhì)顆粒會(huì)引起軸頸軸瓦的嚴(yán)重磨損，甚至劃出很深的溝槽。金屬顆粒對油質(zhì)劣化有催化作用。見圖1圖12顆粒污染來源對汽輪機(jī)油的污染顆粒分析表明，固體顆粒有金屬屑、金屬氧化物、灰塵、纖維和油泥，其中油泥來源于運(yùn)行油自身劣化變質(zhì)的產(chǎn)物，金屬屑來源于油泵等部件的磨損。3運(yùn)行汽輪機(jī)油的凈化方法如前所述，與抗燃油的凈化方法一樣，通過提高油凈化裝置濾網(wǎng)的過濾精度，就能提高油的清潔度。當(dāng)運(yùn)行油由于劣化產(chǎn)生油泥導(dǎo)致顆粒度不合格時(shí)，應(yīng)選用吸附再生和精密過濾相結(jié)合的方法，才能使其顆粒度合格。三、水分含量超標(biāo)問題1水分含量超標(biāo)的危害汽輪機(jī)油中水份

13、的存在會(huì)加速油質(zhì)的劣化及產(chǎn)生乳化，同時(shí)會(huì)與油中添加劑作用，促使其分解，并導(dǎo)致油系統(tǒng)的銹蝕問題。其銹蝕產(chǎn)物作為硬質(zhì)顆粒進(jìn)入油系統(tǒng)會(huì)增加油的顆粒污染度，并可能加速各軸頸軸瓦的磨損和劃傷。2水份含量超標(biāo)的原因含水量超標(biāo)一般是由于汽輪機(jī)軸封不嚴(yán)使蒸汽進(jìn)入油中導(dǎo)致的，也有由于冷油器泄漏，在停機(jī)狀態(tài)下，水壓大于油壓使油中進(jìn)水導(dǎo)致的。3去除水份的方法汽輪機(jī)油的脫水有聚集/分離式凈油機(jī)、真空凈油機(jī)和離心分離式凈油機(jī)三種設(shè)備可供選用。在這三種脫水設(shè)備中，聚集/分離式凈油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)突出，無論油中的水多少，都能使用，而且維護(hù)工作量很小。無論選用何種方式脫水，首先應(yīng)從油箱底部的排水閥排凈油箱底部的游離水。四、泡沫超標(biāo)問

14、題1汽輪機(jī)油泡沫超標(biāo)對潤滑系統(tǒng)的影響由于汽輪機(jī)潤滑系統(tǒng)的油，是強(qiáng)迫循環(huán)方式，流量較大，空氣激烈的攪動(dòng)，油面上會(huì)產(chǎn)生泡沫，油中也會(huì)產(chǎn)生氣泡。氣泡進(jìn)入油泵會(huì)引起油泵的汽蝕現(xiàn)象，使油泵油壓上不去而影響油的循環(huán)，破壞油膜，發(fā)生磨損；如果油泵吸油口的泡太多，有可能引起油泵的供油壓力的脈動(dòng)導(dǎo)致油路振動(dòng)；泡沫嚴(yán)重時(shí)油箱頂部外溢，威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。2泡沫超標(biāo)的原因泡沫超標(biāo)的原因可能有四個(gè)：第一、油在運(yùn)行中由于劣化變質(zhì)產(chǎn)生的劣化產(chǎn)物中有易于起泡沫的成分。第二、油在運(yùn)行和劣化過程中消耗了油中原有的抗泡沫成份。第三、在清潔油系統(tǒng)過程中使用了清潔劑，使清潔劑中的發(fā)泡成分殘留在油中導(dǎo)致泡沫超標(biāo)。第四、潤滑油箱在負(fù)壓下

15、，有可能使空氣中的石棉粉塵及塵埃等不潔物質(zhì)進(jìn)入油中造成油質(zhì)污染。3消除泡沫的方法消除泡沫的方法基本與抗燃油相同，第一是補(bǔ)加新油，第二是添加消泡劑。如這兩種方法都解決不了問題。應(yīng)考慮使用QZZ6汽輪機(jī)油再生凈化設(shè)備對油進(jìn)行再生處理，去除油中的劣化產(chǎn)物后，再添加消泡劑。五、酸值超標(biāo)的問題1酸值超標(biāo)的危害酸值是反映汽輪機(jī)油劣化變質(zhì)程度的一項(xiàng)化學(xué)指標(biāo)。酸值升高說明汽輪機(jī)油發(fā)生了劣化，產(chǎn)生了酸性物質(zhì)。酸值越高，其升高的速度也就越快。油中劣化生成的酸性產(chǎn)物會(huì)不同程度的影響油的破乳化度、顆粒度、泡沫和空氣釋放值等性能。同時(shí)高酸值的油對金屬部件有腐蝕作用，運(yùn)行中油的酸值應(yīng)控制在0.2mgKOH/g（加防銹劑的

16、汽輪機(jī)油酸值應(yīng)控制在0.3mgKOH/g）以內(nèi)。2酸值超標(biāo)的原因酸值超標(biāo)一般有兩方面的原因，一是油質(zhì)差，就是運(yùn)行油的抗氧化能力下降甚至喪失，導(dǎo)致油的酸值急劇上升；二是用油系統(tǒng)存在過熱或局部過熱現(xiàn)象，導(dǎo)致酸值的逐漸升高。3降低和控制酸值超標(biāo)的方法酸值超標(biāo)，可采用吸附再生方式在運(yùn)行中處理汽輪機(jī)油，使其酸值恢復(fù)到新油水平。如果被處理油的酸值升高是由于其抗氧化能力的喪失，還應(yīng)在再生處理后及時(shí)添加抗氧化劑，才能使油質(zhì)保持穩(wěn)定。酸值保持平穩(wěn)。六、汽輪機(jī)油的混油問題1混油問題造成的危害如果混油不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生大量油泥，油泥會(huì)堵塞系統(tǒng)濾網(wǎng)，使系統(tǒng)供油不足，油壓下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響系統(tǒng)的潤滑，造成嚴(yán)重的后果。2不當(dāng)混油過程中為什么會(huì)析出大量油泥。在補(bǔ)油、換油和油再生處理的過程中都存在一個(gè)混油問題，混