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發(fā)電機密封油系統進(jìn)油分析及預防措施

  [摘 要]本文先對發(fā)電機雙環(huán)流密封油系統的構造及工作原理進(jìn)行了介紹,針對發(fā)電機密封油系統進(jìn)油的危害和原因進(jìn)行了分析,最后提出了相應的解決措施。 
  [關(guān)鍵詞]雙環(huán)流 密封 進(jìn)油 預防 措施 
  中圖分類(lèi)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(fā)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(fā)電機采用了雙流環(huán)式密封瓦來(lái)密封發(fā)電機內的氫氣,空側和氫側的密封油分別由單獨的油路進(jìn)入發(fā)電機,不但防止外界空氣進(jìn)入發(fā)電機內部,也阻止發(fā)電機內氫氣漏出。為確保機組安全、可靠、穩定、經(jīng)濟地運行,消除發(fā)電機進(jìn)油十分重要。 
  1 雙環(huán)流密封油系統的工作原理 
  哈爾濱600MW型發(fā)電機采用雙環(huán)流式密封瓦,密封瓦內有空、氫側兩個(gè)環(huán)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(guò)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(huì )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(fā)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(jīng)冷油器、濾油器進(jìn)入密封瓦的空側配油槽,由空側軸向間隙向外流出,與發(fā)電機兩端軸承回油匯合后,流入空側回油箱??諅然赜拖涞撞拷佑幸桓鵘型管與主油箱相連,油位高時(shí)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(jīng)平衡閥進(jìn)入密封瓦的氫側配油槽,由氫側軸向間隙流出,進(jìn)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(guò)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(fā)電機內部氫氣一個(gè)固定的壓力值。 
  從結構上來(lái)看,雙環(huán)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(shí),仍可起到密封作用。此時(shí),空側密封油流到空側配油槽后,一部分向氫側配油槽流動(dòng),仍可阻止氫氣外逸。但此時(shí)空氫側共用一路密封油源,溶入氫側油中的氫氣便可通過(guò)空側油路逸出,而溶入空側油中的空氣也可通過(guò)空側油路進(jìn)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(shí)有所增加。 
  2 雙環(huán)流密封油結構發(fā)電機的進(jìn)油原因分析 
  2.1 氫側回油箱油位自動(dòng)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(dòng)進(jìn)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(shí),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(shí),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(shí),氫側油箱將保持在滿(mǎn)油的油位,甚至可能出現消泡箱滿(mǎn)油,使得發(fā)電機存在進(jìn)油的危險。此外,浮球閥在某一開(kāi)度時(shí)發(fā)生卡塞也會(huì )出現進(jìn)油問(wèn)題。 
  2.2 密封瓦與發(fā)電機轉子軸頸間隙增大 
  當空、氫側密封油壓差保持一定時(shí),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(fā)電機組,密封瓦與發(fā)電機軸頸的間隙一般為0.17~0.20mm,如果在密封瓦安裝過(guò)程中將此間隙設定過(guò)大,機組一旦運行起來(lái)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(guò)交換進(jìn)入氫側密封油中,再通過(guò)氫側密封油與氫氣的接觸進(jìn)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(huì )造成回油管路不暢,發(fā)電機氫側回油腔室油位升高到超過(guò)軸頸最低位置時(shí),將造成發(fā)電機進(jìn)油。 
  除因安裝原因造成密封瓦間隙過(guò)大外,密封油本身油質(zhì)一旦出現問(wèn)題也會(huì )磨損軸頸造成間隙不斷增加進(jìn)而發(fā)生進(jìn)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(guò)電機氫壓信號與自身出口油壓信號相比較調節閥芯開(kāi)度大小,自動(dòng)的調整密封瓦空側進(jìn)油的油壓,保證其油壓自使至終高于發(fā)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(jìn)入發(fā)電機內的現象。同時(shí)由于差壓閥工作的不正常會(huì )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(fā)電機密封油系統進(jìn)油的措施 
  3.1 安裝和檢修時(shí)保證密封瓦與軸頸的間隙 
  在前期密封瓦的安裝過(guò)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(shí)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(guò)小而產(chǎn)生的密封瓦溫高、密封瓦磨損甚至發(fā)電機轉軸震動(dòng)過(guò)大等缺陷。密封油管道的沖洗也必須按照規范進(jìn)行,每次沖洗后必須將油箱、過(guò)濾器、冷卻器內清洗干凈,避免因鐵銹等雜質(zhì)在后期運行中損壞軸頸。 
  3.2 采用高精度密封油濾網(wǎng) 
  密封油系統多采用刮板式過(guò)濾器,但實(shí)際上這種過(guò)濾器只能算作粗濾網(wǎng),不能有效過(guò)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(dòng)產(chǎn)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(chǎng)以過(guò)濾精度0.01mm及以下的纖維濾網(wǎng)替代刮片式濾網(wǎng)的運行實(shí)例。 
  3.3 檢修后進(jìn)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(huán)內的空、氫密封油不交換,不竄油?;谶@個(gè)原理,可關(guān)閉密封油箱補、排油門(mén),觀(guān)察并根據密封油箱油位變化對平衡閥進(jìn)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(guò)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(fā)電機內氫壓低時(shí)氫側回油箱滿(mǎn)油的問(wèn)題,可以通過(guò)加裝一條旁路管路,不經(jīng)過(guò)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(dòng)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(shí),可以開(kāi)啟此手動(dòng)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(fā)電機存在的進(jìn)油缺陷,根據雙流環(huán)密封油系統的特點(diǎn),在機組運行前對油管道進(jìn)行清洗避免因油質(zhì)問(wèn)題損壞密封瓦,在機組運行時(shí)對油箱液位、各運行參數進(jìn)行監測和分析,采取相應的防范對策,可有效減少發(fā)電機進(jìn)油缺陷,提高發(fā)電機運行的安全可靠性。 
  參考文獻 
  [1] 王春艷,李軍,國產(chǎn)600MW發(fā)電機進(jìn)油原因分析及處理,《東北電力技術(shù)》,2006年10期.



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