密封油培訓教材

1、9.3.1 引言發(fā)電機密封瓦所需用的油（其實就是汽輪機軸承潤滑油），人們習慣上按其用途稱之為密封油.密封油系統(tǒng)的功能是采用油密封來密封機內(nèi)的氫氣，以防止氫氣向外泄漏，同時也防止機外的空氣進入發(fā)電機內(nèi)。密封油系統(tǒng)采用雙流環(huán)式密封瓦。由于氫冷發(fā)電機的轉(zhuǎn)子軸必須穿過發(fā)電機的端蓋，因此這部分成了氫內(nèi)冷發(fā)電機密封的關(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內(nèi)氣體壓力，便可防止氫氣從發(fā)電機內(nèi)溢出?？諅?cè)油路供給的油則將沿

2、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入空側(cè)密封油箱，從而防止了空氣與潮氣侵入發(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)，落入消泡箱，最后回到氫側(cè)密封油箱。9.3.2 密封油系統(tǒng)的功能和特點9.3.2.1 向密封瓦提供二個獨立循環(huán)的密封油源9.3.2.2 保證密封油油壓高于機內(nèi)氣體壓力規(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)。9.3.2.3 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)。9.3.2.4 通過濾油器，去除油中雜物，保證密封油的清潔度。9.3.2.5 通過發(fā)電

3、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。9.3.2.6 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。9.3.2.7 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。9.3.2.8 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。9.3.2.9 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。9.3.3 空側(cè)密封油油路： 由交流電動機驅(qū)動的空側(cè)密封油油泵從空側(cè)回油箱取得油源，一部分油經(jīng)油冷卻器、油過濾器后注入密封瓦的空側(cè)，另一部分油則經(jīng)過主壓差閥流回到油泵的進油側(cè)。通過壓差調(diào)節(jié)閥將密封瓦處的空側(cè)密封油油壓始終保持

4、在高出發(fā)電機機內(nèi)氣體壓力84kPa的水平上?？諅?cè)密封油備用泵使油以相同方式循環(huán)。 9.3.4 氫側(cè)密封油油路： 氫側(cè)密封油油路中的油泵從氫側(cè)回油控制箱取得油源，經(jīng)油冷卻器、油過濾器、平衡閥后注入密封瓦的氫側(cè)。在油泵旁裝有旁路管道，通過節(jié)流閥對氫側(cè)油壓進行粗調(diào)。氫側(cè)油路的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。另外氫側(cè)密封油備用油泵使氫側(cè)油以相同的方式循環(huán)。發(fā)電機軸端密封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖9.3.5 消泡箱從密封瓦氫側(cè)出來的油先流入到消泡箱中，在那里氣體得以從油中擴容逸出。消泡箱裝于發(fā)電機下板端蓋中，通過只管溢流裝置使箱中的油位不至于過高。消泡箱汽機和發(fā)電機端各裝有一個，

5、在它們之間的連接管道上裝有一個U型管，以防止兩側(cè)風扇壓差不一致時油煙在發(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)，當箱內(nèi)油位過高到一定程度時，就發(fā)出消泡箱油位高報警，時運行人員能夠及時處理，從而防止密封油流入發(fā)電機內(nèi)部。 9.3.6 差壓閥下圖是主壓差調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)原理圖 下圖是備用壓差閥結(jié)構(gòu)原理圖 從圖中可以看出此類閥門都是通過輸入油壓信號的差值變化帶動閥桿上下移動，從而改變閥門的開度，以起到對油壓的調(diào)節(jié)作用。 本密封油裝置的壓差閥有兩只，主壓差閥接于空側(cè)密封油由泵的進出油口，起旁路調(diào)節(jié)作用，信號分別取自機內(nèi)氣壓（通過油壓形式傳遞）和密封油空側(cè)出口油壓。該閥門可自動調(diào)節(jié)旁路的流

6、量大小，從而保證密封油壓始終高于氫氣壓力0.084MPa。備用壓差閥串接于空側(cè)高壓和低壓備用油路之中，其信號油壓同樣取自機內(nèi)氣壓（通過油壓形式傳遞）和密封油空側(cè)出口壓力，該閥門通過直接調(diào)節(jié)備用油主油路的流量，來保證備用密封油油壓始終高于機內(nèi)氣體壓力0.056MPa。9.3.7 平衡閥、減壓閥下圖是平衡閥的結(jié)構(gòu)圖由圖可以看出此類閥門都是通過輸入油壓信號的差值變化帶動閥桿上下移動，從而改變閥門的開度，以起到對油壓的調(diào)節(jié)作用。平衡閥裝于氫側(cè)出口處，其中#1平衡閥接于流向勵側(cè)的油路，#2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)平衡閥開度的大小

7、，從而使空氫側(cè)在密封瓦處的油壓差保持在490Pa之內(nèi)。 減壓閥的結(jié)構(gòu)見圖 它是一種雙閥座結(jié)構(gòu)。調(diào)整螺釘使入口高壓降到所需的低壓輸出。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，以減少出口壓力波動9.3.8 氫側(cè)回油控制箱 發(fā)電機氫側(cè)回油控制箱(如下圖)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)回油箱到主油箱。當氫側(cè)油箱油位低

8、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)油壓相應下降。假設氫壓由0.3M

9、p將至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)。9.3.9 氫側(cè)回油控制箱 氫側(cè)回油控制箱是氫側(cè)油路的儲油箱，在運行中必須維持一定的油位。它由箱體、補、排油閥，液位指示器和低液位報警開關(guān)做成。 由于在密封油瓦中空、氫油壓做不到絕對平衡，所以油箱油位有增減變化。一旦發(fā)生這種情況，氫側(cè)回油控制箱可自

10、動起到控制油位作用。當油箱內(nèi)油位高時，浮球?qū)⑴庞烷y打開，使多余的油排到空側(cè)油路。當油箱油位低時，浮球?qū)⒀a油閥打開，使空側(cè)的油補入。為使油箱內(nèi)的油位不至過低，箱體上裝有一低油位報警開關(guān)。9.3.10 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)啟動十秒，就會

11、將密封油系統(tǒng)注滿油。9.3.11 密封瓦結(jié)構(gòu)圖9.3.12 油過濾器 油過濾器采用自潔括片式結(jié)構(gòu)，它的特點是過濾器精度高，小于80m。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)動手柄去除臟物，推薦每8小時轉(zhuǎn)動一次手柄，直至靈活轉(zhuǎn)動為止（自潔括片式）。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，徹底清冼，或更換濾芯。9.3.13 無氫側(cè)密封油泵供油條件的運行9.3.13.1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

12、所增加，而且還有一定的數(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增多。氫純度也會下降，此時最低允許90%純度下運行，但應盡快恢復氫側(cè)密封油供油。9.3.13.2 發(fā)電機停機情況下，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，此時氫壓應降到0.014Mpa或更低。9.3.14 正常情況下密封油系統(tǒng)的運行9.3.14.1當發(fā)電機內(nèi)充有氫氣

13、或主軸正在運行時，必須保持軸密封瓦處的密封油壓。9.3.14.2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，應保持密封環(huán)處的密封油壓高于發(fā)電機內(nèi)氫壓0.084Mpa。9.3.14.3 密封油冷卻器出口油溫應保持在3849之間，當轉(zhuǎn)軸振動較敏感時，此溫度可取于4349之間值。9.3.14.4發(fā)電機充氫時，排油煙風機應連續(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)。9.3.14.5 密封油裝置上的刮片式濾油器每8小時轉(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。9.3.14.6在空側(cè)直流備用密封油泵啟動后，

14、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供油，就應將發(fā)電機內(nèi)氫壓降到0.014Mpa或更低。9.3.15 密封油進入發(fā)電機的幾種原因9.3.15.1 誤操作進油9.3.15.2 雜物堵塞氫側(cè)油路9.3.15.3 密封油裝置未達到正常狀態(tài)9.3.15.4 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油。9.3.15.5 油沖洗工藝性進油。9.3.15.6 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，然后消泡箱液位高報警未及時處理，最后油位上升到從迷宮擋板和轉(zhuǎn)軸之間溢入發(fā)電機內(nèi)。9.3

15、.16 雙油環(huán)密封油結(jié)構(gòu)汽輪機發(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。如果氫氣純度下降到爆炸范圍內(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。9.3.16.1 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環(huán)密封油的設計原理來講，只有維持密封油內(nèi)空側(cè)密封油與氫側(cè)密封油壓力基本相符，減少空、氫側(cè)密封油的交換，才能防止空側(cè)密封油中夾帶的空氣進入氫側(cè)密封油系統(tǒng)。但實際運行

16、中設備結(jié)構(gòu)等方面很難控制空、氫側(cè)密封油壓力的平衡。當空側(cè)密封油壓力小于氫側(cè)密封油壓力時，氫側(cè)密封油通過密封瓦向空側(cè)竄油，這樣引起氫側(cè)密封油油箱油位降，氫側(cè)密封油箱浮球閥將打開，空側(cè)密封油泵將補油到氫側(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、水汽等，通過與氫側(cè)密封油交換而進入氫側(cè)密封油系統(tǒng)，再發(fā)電機，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、氫側(cè)密封油壓力不平衡主要有兩個原因，一是氫側(cè)密封油系統(tǒng)的平衡閥精度差。二是空、氫側(cè)密封油壓力的測量誤差。9.3.16.2 密封瓦與發(fā)電機轉(zhuǎn)子間隙增大從密

17、封瓦和轉(zhuǎn)軸間沿轉(zhuǎn)軸的軸向流入空側(cè)的油流稱為軸向流動，當空、氫側(cè)密封油壓差保持一致時，空、氫側(cè)密封油的交換量與密封瓦的間隙成正比。而對于空、氫側(cè)密封油之間不可避免的存在差壓，密封油流量的增加將導致空、氫側(cè)密封油的交換量增加，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。9.3.16.3 發(fā)電機密封油溫度高密封油的粘度隨溫度的升高而降低，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，就需要大流量的密封油。同樣密封油溫度的升高，將導致軸瓦間隙增大，這同樣需要大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)密封油正常值在2735之間。9.3.17 防止密封油進入機內(nèi)的措施9.3.17.1 保持油氫差壓閥工作可靠，油