密封油平衡閥

1、平衡閥平衡活塞的上側(cè)引入空側(cè)密封油, 下側(cè)引入被調(diào)節(jié)并輸出的氫側(cè)密封 油壓。 此兩種油壓分別作用在平衡活塞的兩面, 當(dāng)空側(cè)油壓高于氫側(cè)油壓時(shí), 平 衡活塞帶動(dòng)閥芯向氫側(cè)移動(dòng), 加大閥門開度, 使氫側(cè)油兩增加, 則進(jìn)入密封瓦的 氫側(cè)油壓隨之增加, 直至達(dá)到新的平衡; 反之平衡活塞帶動(dòng)閥芯向空側(cè)移動(dòng), 減 小閥門的開度,使氫側(cè)油量減少,其壓力也隨之減少,直至達(dá)到新的平衡。 應(yīng)用與氫冷卻汽輪發(fā)電機(jī)雙流密封環(huán)軸密封供油系統(tǒng)中, 控制氫側(cè)密封油壓, 跟蹤壓差 閥控制的空側(cè)密封油壓變化并保持與其相等, 使密封瓦環(huán)內(nèi)不相互串油, 并在瓦內(nèi)形成比機(jī) 內(nèi)氫氣壓力高出一定值的壓力油封,并保持發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣與外界空氣

2、隔絕。向密封瓦提供二個(gè)獨(dú)立循環(huán)的密封油源 2、保證密封油壓力高于發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體壓力某 一個(gè)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(dòng)的范圍之內(nèi)。 3、 通過(guò)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(guò)濾油器, 去除油中雜物, 保證密封油的清潔度。 5、 通過(guò)發(fā)電機(jī)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(jī)安全、連續(xù)運(yùn)行。 7、利用壓差開關(guān)、壓力開關(guān)及壓差變 送器等,自動(dòng)監(jiān)測(cè)密封油系統(tǒng)的運(yùn)行。 8、空、氫側(cè)各裝有一套加熱器,以保證密封油的

3、運(yùn)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(yùn)行巡檢和維修。由交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空側(cè)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(guò)壓差閥流回到空側(cè)油泵的入口。 通過(guò)壓差 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(jī)機(jī)內(nèi)氣體壓力 0.084MPa 的水平上。 空側(cè)直流密封油泵使油以相同方式循環(huán)。 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(guò)節(jié)流閥對(duì)氫側(cè)油壓進(jìn)行粗調(diào)。 氫側(cè)油壓則通過(guò)平衡閥進(jìn)

4、行細(xì)調(diào), 并使之自動(dòng)跟 蹤空側(cè)油壓, 以達(dá)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)。 從氫側(cè) 密封瓦出來(lái)的油先流入到消泡箱中, 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(guò)直管溢流裝置使箱中的油位不至于過(guò)高。 消泡箱汽勵(lì)端各裝有一個(gè), 在它們 之間的連接管道上裝有一 U 形管,以防止汽、勵(lì)兩端風(fēng)扇壓差不一致,使油煙在發(fā)電機(jī)內(nèi) 循環(huán)流動(dòng)。 在消泡箱內(nèi)側(cè)各裝有一個(gè)浮子式油位高報(bào)警開關(guān), 監(jiān)視消泡箱油位, 防止發(fā)電機(jī) 進(jìn)油。本密封油系統(tǒng)的差壓閥有二只。 主壓差閥接于空側(cè)密封油泵的進(jìn)出油口, 起旁路調(diào)壓作 用, 信號(hào)分別取自發(fā)電機(jī)內(nèi)風(fēng)壓和空側(cè)密封油壓。 該閥門可自動(dòng)

5、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(jī)內(nèi)氣體壓力 0.084MPa. 備用壓差閥串接于空側(cè)高壓 和低壓備用油路之中,來(lái)保證備用密封油油壓始終高于機(jī)內(nèi)氣壓壓力 0.056Mpa 。發(fā)電機(jī)氫側(cè)回油箱 (如下圖 內(nèi)裝有 2個(gè)上浮球閥, 一個(gè)連接空側(cè)密封油油路中濾網(wǎng)的出 口,為油箱的補(bǔ)油閥。另一個(gè)連接空側(cè)密封油泵的進(jìn)口,為油箱的排油閥。 一般情況下, 2個(gè)浮球閥的上、下手動(dòng)干預(yù)頂針退出,通過(guò)浮球?qū)崿F(xiàn)液位的自動(dòng)控制。當(dāng)氫側(cè)回油箱液位 高時(shí), 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(dāng)氫側(cè) 油箱油位低時(shí), 浮球?qū)⒀a(bǔ)油閥打開, 使空側(cè)油補(bǔ)入。 而當(dāng)浮球閥

6、失去自動(dòng)調(diào)節(jié)作用時(shí), 則可 通過(guò)浮球閥的上、下手輪實(shí)現(xiàn)補(bǔ)、排油閥的強(qiáng)開、強(qiáng)關(guān)。 當(dāng)氫壓較低的情況下,氫側(cè)回油 箱在某一液位時(shí),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(jìn)口壓力 較 低或補(bǔ)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(bǔ)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(dāng)氫壓較低時(shí), 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(jī)存在進(jìn)油的危險(xiǎn)。 發(fā)電機(jī)排氫前的降氫壓過(guò)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 0.31

7、 MPa降至 0.05 MPa, 若空側(cè)調(diào)節(jié)閥卡 澀,則此時(shí)氫壓 0.05 MPa,空、氫側(cè)密封油壓仍為 0.394MPa ,因氫側(cè)油壓與氫壓相差過(guò)高 (0.389 MPa ,油可能從氫側(cè)配油槽直接沖刷到檔油板而進(jìn)入發(fā)電機(jī)。若氫側(cè)平衡閥卡澀, 則此時(shí)氫壓 0.05 MPa,空側(cè)油壓為 0.134 MPa,氫側(cè)油壓仍為 0.394 MPa,同樣也可能因油 氫差壓過(guò)高致使氫側(cè)油進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)。氫側(cè)回油控制箱是氫側(cè)油路的儲(chǔ)油箱, 在運(yùn)行中必須維持一定的油位。 它由箱體、 補(bǔ)、 排油閥, 液位指示器和低液位報(bào)警開關(guān)作成。 由于在密封瓦中空、 氫油壓做不到絕對(duì)平衡, 所以油箱油位有增減變化。一旦發(fā)生這種情

8、況,氫側(cè)回油控制箱可自動(dòng)起到控制油位作用。 當(dāng)油箱內(nèi)油位高時(shí), 浮球?qū)⑴庞烷y打開, 使多余的油排到空側(cè)油路。 當(dāng)油箱油位低時(shí), 浮球 將補(bǔ)油閥打開, 使空側(cè)的油補(bǔ)入。 為使油箱內(nèi)的油位不至過(guò)低, 箱體上裝有一低油位報(bào)警開 關(guān)?？諅?cè)密封油箱油位控制:空側(cè)密封油箱通過(guò) U 形管與主機(jī)潤(rùn)滑油回油管道連接,發(fā)電 機(jī)端部支持軸承潤(rùn)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(guò) U 形管 依靠重力作用自動(dòng)溢流到潤(rùn)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(rùn)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(wú)

9、油情況下, 只要潤(rùn)滑油系統(tǒng)啟動(dòng)后十幾秒, 就會(huì)將 密封油系統(tǒng)注滿油。油過(guò)濾器:油過(guò)濾器采用自潔刮式結(jié)構(gòu)。 它的特點(diǎn)是過(guò)濾器精度高, 并且在運(yùn)行中可通 過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄去除附在濾芯上的臟物, 要提請(qǐng)注意的是過(guò)濾器必須定期轉(zhuǎn)動(dòng)手柄去處臟物。 推 薦每 8小時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)一次手柄,直至靈活轉(zhuǎn)動(dòng)為止 。由于空、氫側(cè)油路中各安裝了二套油過(guò)濾 器互為備用,故當(dāng)濾芯阻塞嚴(yán)重時(shí),可投入備用過(guò)濾器,隔離運(yùn)行的過(guò)濾器,拆下濾芯,徹 底清洗。無(wú)氫側(cè)密封油泵運(yùn)行:氫側(cè)密封油泵因維修需要,可短時(shí)間退出運(yùn)行。當(dāng)氫側(cè)泵停止 運(yùn)行時(shí) , 空側(cè)密封油流到氫側(cè)的流量大大增加 , 使發(fā)電機(jī)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

10、吸收而帶出機(jī)外。在這種情況下 , 機(jī)內(nèi)氫氣的損耗量將比空、氫側(cè)同時(shí) 運(yùn)行時(shí)要多 , 需補(bǔ)充的氫氣也相應(yīng)增多。 氫純度也會(huì)下降 , 此時(shí)最低允許 90%純度下運(yùn)行 , 但應(yīng) 盡快恢復(fù)氫側(cè)密封油供油 . 在停機(jī)情況下 , 如果能維持密封油壓下 , 排油煙風(fēng)機(jī)又運(yùn)行正 常 , 則氫氣能被保留在發(fā)電機(jī)內(nèi) . 此時(shí)發(fā)電機(jī)軸承油流應(yīng)暢通 . 該油源來(lái)自于汽輪機(jī)軸承潤(rùn)滑 油泵 , 流過(guò)發(fā)電機(jī)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(yùn)行方式中啟 動(dòng) , 由于下一個(gè)油源來(lái)自汽輪機(jī)低壓潤(rùn)滑油泵 , 此時(shí)氫壓應(yīng)降到 0.014MPA 或更低 .正常情況油系統(tǒng)運(yùn)行:1、 當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)充有氫氣或主軸正在轉(zhuǎn)

11、動(dòng)時(shí), 必須保持軸密封瓦 處的密封油壓。 2、 發(fā)電機(jī)內(nèi)氫壓上升到額定值時(shí), 在空側(cè)或空側(cè)直流備用泵運(yùn)行情況下, 應(yīng)保持密封環(huán)處的密封油壓高于發(fā)電 機(jī)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(dāng)轉(zhuǎn)軸振動(dòng)較敏感時(shí), 此溫度可取于 43-49ºC 之間值 4、 發(fā)電機(jī)充氫 時(shí), 排油煙風(fēng)機(jī)應(yīng)連續(xù)運(yùn)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(jìn)而混 入潤(rùn)滑油系統(tǒng)。 5、密封油裝置上的刮片式濾油器每 8小時(shí)應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)一次手柄,清理污垢 . 每 次停機(jī)時(shí) , 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

12、封 油泵啟動(dòng)后 , 由于下一個(gè)備用油源來(lái)自汽輪機(jī)軸承潤(rùn)滑油 , 僅能維持機(jī)內(nèi)氫壓 0.014MPA, 如高 壓備用油源和空側(cè)交流油泵在短時(shí)間無(wú)法恢復(fù)供油 , 就應(yīng)發(fā)電機(jī)內(nèi)氫壓降到 0.014MPA 或更 低 . 。密封油進(jìn)入發(fā)電機(jī)原因:1、誤操作進(jìn)油 2、雜物堵塞氫側(cè)油路 3、密封油裝置未達(dá) 到正常狀態(tài) 4、報(bào)警系統(tǒng)未到位 , 搶先投密封油不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理異常工況造成進(jìn)油 . 5、 油沖洗工藝性進(jìn)油 6、 油進(jìn)入機(jī)內(nèi)的路徑 :油進(jìn)入機(jī)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(bào)警未及時(shí)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(jī)內(nèi) .補(bǔ)氫量大及發(fā)電機(jī)進(jìn)油原因分

13、析:氫氣純度不合格, 將會(huì)直接影響機(jī)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(huì)引起發(fā)電機(jī)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(jī)內(nèi)構(gòu) 件局部過(guò)熱; 有害氣體的存在還會(huì)造成絕緣老化、 鐵芯及其金屬部件腐蝕; 此外油進(jìn)入發(fā)電 機(jī),如果未及時(shí)排出,油在發(fā)電機(jī)內(nèi)蒸發(fā)產(chǎn)生油煙蒸汽也形成很大的危害。 1 實(shí)際運(yùn)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(jì)原理來(lái) 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(jìn)入氫側(cè)密封油系統(tǒng)。 但實(shí)際運(yùn)行中由于設(shè)備結(jié)構(gòu)等方 面

14、很難控制空側(cè)密封油和氫側(cè)密封油壓力的平衡。 當(dāng)空側(cè)密封油壓力大于氫側(cè)密封油 壓力時(shí), 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(jìn)入氫側(cè)密封油。 當(dāng) 氫側(cè)密封油壓力大于空側(cè)密封油壓力時(shí), 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(guò)浮球閥 補(bǔ)入氫側(cè)密封油箱。 因此, 無(wú)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(lái)的空側(cè)密封油夾帶的油煙、 水氣等通過(guò)與氫側(cè)密 封油交換而進(jìn)入氫側(cè)密封油系統(tǒng), 再通過(guò)密封油內(nèi)油檔被發(fā)電機(jī)吸入發(fā)電機(jī)內(nèi), 造成發(fā)電機(jī) 內(nèi)氫

15、氣污染, 氫氣純度下降, 補(bǔ)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(gè)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(yùn)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(yùn)動(dòng)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(jìn)而造成氫氣污染、 增大補(bǔ)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(gè)主要原因是空、 氫側(cè)密封油壓力的測(cè)量誤差。 機(jī)組運(yùn)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(dòng), 但由于設(shè)

16、備結(jié)構(gòu)的原因, 目前只能測(cè)量密封瓦上的空、 氫側(cè)密封油進(jìn)油處的壓力作為平衡閥的調(diào)節(jié)信號(hào), 因此必然造 成測(cè)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(jī)補(bǔ)氫量增大。 2 密封瓦與發(fā)電機(jī)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(dòng), 當(dāng)空、 氫側(cè)密封油壓差保持一定時(shí), 空、 氫側(cè)密封油的交換量與密封瓦的間 隙的成正比。對(duì)于 300MW 汽輪機(jī),密封瓦直徑間隙一般為 0.15-28mm 。當(dāng)運(yùn)行中密封瓦間 隙從 0.15 mm 增大到 0.28 mm 時(shí),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

17、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(guò)交換進(jìn)入氫側(cè)密封油中, 再通過(guò)氫側(cè)密封油與氫氣的接觸進(jìn)入 到發(fā)電機(jī)氫氣中污染氫氣, 降低氫氣純度。 密封油量的增大將會(huì)造成靜壓回油管路不暢, 發(fā) 電機(jī)氫側(cè)回油腔室(消泡箱油位升高到超過(guò)軸頸最低位置時(shí),將造成發(fā)電機(jī)進(jìn)油。 3 發(fā)電機(jī)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(dāng)密封油溫度高時(shí), 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(jī)制造廠一般規(guī)定氫冷發(fā)電機(jī)空、氫側(cè)密封

18、油溫度正常值在 27-50之間。對(duì)于 300MW 汽 輪發(fā)電機(jī)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(gè)回水調(diào)節(jié)門 控制,一般維持在 42左右。油溫在 42時(shí)的粘度比 27時(shí)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(jī)內(nèi)氫氣不外泄, 同樣需要增大密封油流量來(lái)維持一定的壓力。 因此密封油溫度過(guò)高將 導(dǎo)致密封油流量增大,按照 2條的分析,同樣會(huì)引起發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣純度下降或發(fā)電機(jī)進(jìn)油。 4 排煙風(fēng)機(jī)出力小 從 300MW 汽輪發(fā)電機(jī)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(fēng)機(jī)主要作用是抽出空側(cè)油中的微量氫氣, 以免氫氣隨潤(rùn)滑油回到主 油箱。 增大氫油分離器排煙風(fēng)機(jī)的出力, 使氫油分離器形成大的負(fù)壓, 使空側(cè)油中的空氣會(huì) 同氫氣一起被抽出, 這樣, 將減少空側(cè)密封油中空氣含量, 按照 1條的分析 (發(fā)電機(jī)氫氣污 染主要是空側(cè)密封油攜帶的空氣等通過(guò)與氫側(cè)密封油