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發電機密封油系統進油分析及預防措施

  [摘 要]本文先對發電機雙環流密封油系統的構造及工作原理進行了介紹,針對發電機密封油系統進油的危害和原因進行了分析,最后提出了相應的解決措施。 
  [關鍵詞]雙環流 密封 進油 預防 措施 
  中圖分類號:TB42 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)21-0140-01 
  前言 
  哈爾濱600MW型汽輪發電機采用水氫氫冷卻方式,即定子繞組為水冷卻,轉子繞組、鐵芯為氫氣內部冷卻。發電機采用了雙流環式密封瓦來密封發電機內的氫氣,空側和氫側的密封油分別由單獨的油路進入發電機,不但防止外界空氣進入發電機內部,也阻止發電機內氫氣漏出。為確保機組安全、可靠、穩定、經濟地運行,消除發電機進油十分重要。 
  1 雙環流密封油系統的工作原理 
  哈爾濱600MW型發電機采用雙環流式密封瓦,密封瓦內有空、氫側兩個環狀配油槽。密封油系統提供的氫側密封油流向氫側配油槽,空側密封油流向空側配油槽,然后,沿轉軸軸向穿過密封瓦內徑與轉軸之間的間隙流出。如果空、氫側油路的供油壓力在密封瓦處恰好相等,油就不會在兩條配油槽之間的間隙中竄流,只要密封油壓始終高于機內氣體壓力,便可防止發電機內氫氣從機內逸出。 
  1.1 空側密封油油路 
  空側交流密封油泵或空側直流密封油泵從空側回油箱取得油源,把一部分油經冷油器、濾油器進入密封瓦的空側配油槽,由空側軸向間隙向外流出,與發電機兩端軸承回油匯合后,流入空側回油箱。空側回油箱底部接有一根U型管與主油箱相連,油位高時油向主油箱溢流,使空側回油箱的油位保持一定(如圖1)。 
  1.2 氫側密封油油路 
  氫側密封油泵從氫側回油箱取得油源。密封油從冷油器、濾油器,經平衡閥進入密封瓦的氫側配油槽,由氫側軸向間隙流出,進入回油室消泡箱內逸出溶入的氫氣,再流入氫側回油箱。 
  密封瓦供油槽之間的油壓通過外部不間斷的調節,保證其提供的油源之間相對平衡,且維持油壓高于發電機內部氫氣一個固定的壓力值。 
  從結構上來看,雙環流式密封瓦采用2條獨立油路,既保證了空側油路中的空氣不混入氫側油源,又保證了氫側油路中的氫氣不混入空氣側,密封效率高,可有效地防止氫氣的外泄及空氣的入侵。而且,當氫側密封油失效時,仍可起到密封作用。此時,空側密封油流到空側配油槽后,一部分向氫側配油槽流動,仍可阻止氫氣外逸。但此時空氫側共用一路密封油源,溶入氫側油中的氫氣便可通過空側油路逸出,而溶入空側油中的空氣也可通過空側油路進入機內。因而,為保持必要的氫氣壓力和純度,其補氫量將比正常時有所增加。 
  2 雙環流密封油結構發電機的進油原因分析 
  2.1 氫側回油箱油位自動控制閥失效 
  油箱內設有浮球閥,正常情況下,它能根據油封箱油位的高低變化自動進行補—排油,維持油箱內油位的相對穩定。 
  當氫壓較低的情況下,氫側回油箱在某一液位時,浮球的位置相同。但由于排油的壓差較低或補油的壓差較高時,使得排油量減少甚至不能排出,而補油量增大,從而使氫側回油箱油位保持在較高位置。因此,當氫壓較低時,氫側油箱將保持在滿油的油位,甚至可能出現消泡箱滿油,使得發電機存在進油的危險。此外,浮球閥在某一開度時發生卡塞也會出現進油問題。 
  2.2 密封瓦與發電機轉子軸頸間隙增大 
  當空、氫側密封油壓差保持一定時,空、氫側密封油的交換量與密封瓦的間隙的成正比。對于600MW汽輪發電機組,密封瓦與發電機軸頸的間隙一般為0.17~0.20mm,如果在密封瓦安裝過程中將此間隙設定過大,機組一旦運行起來密封油流量將大大增加,而由于空、氫側密封油之間不可避免的存在壓差,密封油流量的增加將導致空、氫側密封油的交換量成倍增加,空側密封油中攜帶的空氣、水分等通過交換進入氫側密封油中,再通過氫側密封油與氫氣的接觸進入到發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回油管路不暢,發電機氫側回油腔室油位升高到超過軸頸最低位置時,將造成發電機進油。 
  除因安裝原因造成密封瓦間隙過大外,密封油本身油質一旦出現問題也會磨損軸頸造成間隙不斷增加進而發生進油事故。 
  2.3 差壓閥工作不正常 
  壓力調節閥安裝在空側油泵的旁路位置上,它能通過電機氫壓信號與自身出口油壓信號相比較調節閥芯開度大小,自動的調整密封瓦空側進油的油壓,保證其油壓自使至終高于發電機內氫氣壓力0.084MPa。如果差壓閥工作不正常將可能出現密封油直接進入發電機內的現象。同時由于差壓閥工作的不正常會引起平衡閥也做出相應的跟蹤調整從而加速了空氫側的竄油。 
  3 防止發電機密封油系統進油的措施 
  3.1 安裝和檢修時保證密封瓦與軸頸的間隙 
  在前期密封瓦的安裝過程中,嚴格按照設計值設定密封瓦與軸頸間的間隙。另外由于密封瓦本身大多是銅鑄件,必要時可將此間隙設定為下限值,這樣即能減少密封油流量,又能防止因密封瓦間隙過小而產生的密封瓦溫高、密封瓦磨損甚至發電機轉軸震動過大等缺陷。密封油管道的沖洗也必須按照規范進行,每次沖洗后必須將油箱、過濾器、冷卻器內清洗干凈,避免因鐵銹等雜質在后期運行中損壞軸頸。 
  3.2 采用高精度密封油濾網 
  密封油系統多采用刮板式過濾器,但實際上這種過濾器只能算作粗濾網,不能有效過濾掉密封油中的微小顆粒。正是由于密封油流中的微小顆粒與密封瓦及軸頸的相對流動產生的研磨,加劇了密封瓦與軸頸的磨損,導致了運行密封瓦間隙的增大。國內已有電廠以過濾精度0.01mm及以下的纖維濾網替代刮片式濾網的運行實例。 
  3.3 檢修后進行平衡閥調節試驗,保證空、氫側密封油壓力平衡 
  平衡閥的目的是控制密封瓦內空、氫側密封油環內的空、氫密封油不交換,不竄油。基于這個原理,可關閉密封油箱補、排油門,觀察并根據密封油箱油位變化對平衡閥進行調整,最終使密封油箱油位基本穩定,達到減少空、氫側密封油在密封瓦內交換的目的。通過試驗可找出規律,在機組正常運行中,根據密封油箱是在補油或排油,微調平衡閥,同樣可減少空、氫側密封油在密封瓦內交換。 
  3.4 在氫側回油箱增加一條回油管 
  針對發電機內氫壓低時氫側回油箱滿油的問題,可以通過加裝一條旁路管路,不經過氫側回油箱直接從氫側回油管路連接到油箱出口管路,并由一手動閥控制油量。這樣在氫壓較低,氫側油箱回油不暢、油位較高時,可以開啟此手動閥至一定位置,使氫側回油箱油位回復正常。 
  4 結論 
  綜上所述,針對發電機存在的進油缺陷,根據雙流環密封油系統的特點,在機組運行前對油管道進行清洗避免因油質問題損壞密封瓦,在機組運行時對油箱液位、各運行參數進行監測和分析,采取相應的防范對策,可有效減少發電機進油缺陷,提高發電機運行的安全可靠性。 
  參考文獻 
  [1] 王春艷,李軍,國產600MW發電機進油原因分析及處理,《東北電力技術》,2006年10期.



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