發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)進(jìn)油分析及預(yù)防措施
[摘 要]本文先對發(fā)電機(jī)雙環(huán)流密封油系統(tǒng)的構(gòu)造及工作原理進(jìn)行了介紹，針對發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)進(jìn)油的危害和原因進(jìn)行了分析，最后提出了相應(yīng)的解決措施。
[關(guān)鍵詞]雙環(huán)流 密封 進(jìn)油 預(yù)防 措施
中圖分類號：TB42 文獻(xiàn)標(biāo)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(jī)采用水氫氫冷卻方式，即定子繞組為水冷卻，轉(zhuǎn)子繞組、鐵芯為氫氣內(nèi)部冷卻。發(fā)電機(jī)采用了雙流環(huán)式密封瓦來密封發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣，空側(cè)和氫側(cè)的密封油分別由單獨(dú)的油路進(jìn)入發(fā)電機(jī)，不但防止外界空氣進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)部，也阻止發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣漏出。為確保機(jī)組安全、可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，消除發(fā)電機(jī)進(jìn)油十分重要。
1 雙環(huán)流密封油系統(tǒng)的工作原理
哈爾濱600MW型發(fā)電機(jī)采用雙環(huán)流式密封瓦，密封瓦內(nèi)有空、氫側(cè)兩個環(huán)狀配油槽。密封油系統(tǒng)提供的氫側(cè)密封油流向氫側(cè)配油槽，空側(cè)密封油流向空側(cè)配油槽，然后，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。如果空、氫側(cè)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(jī)內(nèi)氣體壓力，便可防止發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣從機(jī)內(nèi)逸出。
1.1 空側(cè)密封油油路
空側(cè)交流密封油泵或空側(cè)直流密封油泵從空側(cè)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(cè)配油槽，由空側(cè)軸向間隙向外流出，與發(fā)電機(jī)兩端軸承回油匯合后，流入空側(cè)回油箱。空側(cè)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(cè)回油箱的油位保持一定（如圖1）。
1.2 氫側(cè)密封油油路
氫側(cè)密封油泵從氫側(cè)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(cè)配油槽，由氫側(cè)軸向間隙流出，進(jìn)入回油室消泡箱內(nèi)逸出溶入的氫氣，再流入氫側(cè)回油箱。
密封瓦供油槽之間的油壓通過外部不間斷的調(diào)節(jié)，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(jī)內(nèi)部氫氣一個固定的壓力值。
從結(jié)構(gòu)上來看，雙環(huán)流式密封瓦采用2條獨(dú)立油路，既保證了空側(cè)油路中的空氣不混入氫側(cè)油源，又保證了氫側(cè)油路中的氫氣不混入空氣側(cè)，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(dāng)氫側(cè)密封油失效時，仍可起到密封作用。此時，空側(cè)密封油流到空側(cè)配油槽后，一部分向氫側(cè)配油槽流動，仍可阻止氫氣外逸。但此時空氫側(cè)共用一路密封油源，溶入氫側(cè)油中的氫氣便可通過空側(cè)油路逸出，而溶入空側(cè)油中的空氣也可通過空側(cè)油路進(jìn)入機(jī)內(nèi)。因而，為保持必要的氫氣壓力和純度，其補(bǔ)氫量將比正常時有所增加。
2 雙環(huán)流密封油結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)的進(jìn)油原因分析
2.1 氫側(cè)回油箱油位自動控制閥失效
油箱內(nèi)設(shè)有浮球閥，正常情況下，它能根據(jù)油封箱油位的高低變化自動進(jìn)行補(bǔ)—排油，維持油箱內(nèi)油位的相對穩(wěn)定。
當(dāng)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。但由于排油的壓差較低或補(bǔ)油的壓差較高時，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，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。此外，浮球閥在某一開度時發(fā)生卡塞也會出現(xiàn)進(jìn)油問題。
2.2 密封瓦與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸間隙增大
當(dāng)空、氫側(cè)密封油壓差保持一定時，空、氫側(cè)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(jī)組，密封瓦與發(fā)電機(jī)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(shè)定過大，機(jī)組一旦運(yùn)行起來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、水分等通過交換進(jìn)入氫側(cè)密封油中，再通過氫側(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造成回油管路不暢，發(fā)電機(jī)氫側(cè)回油腔室油位升高到超過軸頸最低位置時，將造成發(fā)電機(jī)進(jìn)油。
除因安裝原因造成密封瓦間隙過大外，密封油本身油質(zhì)一旦出現(xiàn)問題也會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(diào)節(jié)閥安裝在空側(cè)油泵的旁路位置上，它能通過電機(jī)氫壓信號與自身出口油壓信號相比較調(diào)節(jié)閥芯開度大小，自動的調(diào)整密封瓦空側(cè)進(jìn)油的油壓，保證其油壓自使至終高于發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣壓力0.084MPa。如果差壓閥工作不正常將可能出現(xiàn)密封油直接進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)的現(xiàn)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(yīng)的跟蹤調(diào)整從而加速了空氫側(cè)的竄油。
3 防止發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)進(jìn)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(yán)格按照設(shè)計值設(shè)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(shè)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(chǎn)生的密封瓦溫高、密封瓦磨損甚至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸震動過大等缺陷。密封油管道的沖洗也必須按照規(guī)范進(jìn)行，每次沖洗后必須將油箱、過濾器、冷卻器內(nèi)清洗干凈，避免因鐵銹等雜質(zhì)在后期運(yùn)行中損壞軸頸。
3.2 采用高精度密封油濾網(wǎng)
密封油系統(tǒng)多采用刮板式過濾器，但實(shí)際上這種過濾器只能算作粗濾網(wǎng)，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(chǎn)生的研磨，加劇了密封瓦與軸頸的磨損，導(dǎo)致了運(yùn)行密封瓦間隙的增大。國內(nèi)已有電廠以過濾精度0.01mm及以下的纖維濾網(wǎng)替代刮片式濾網(wǎng)的運(yùn)行實(shí)例。
3.3 檢修后進(jìn)行平衡閥調(diào)節(jié)試驗，保證空、氫側(cè)密封油壓力平衡
平衡閥的目的是控制密封瓦內(nèi)空、氫側(cè)密封油環(huán)內(nèi)的空、氫密封油不交換，不竄油。基于這個原理，可關(guān)閉密封油箱補(bǔ)、排油門，觀察并根據(jù)密封油箱油位變化對平衡閥進(jìn)行調(diào)整，最終使密封油箱油位基本穩(wěn)定，達(dá)到減少空、氫側(cè)密封油在密封瓦內(nèi)交換的目的。通過試驗可找出規(guī)律，在機(jī)組正常運(yùn)行中，根據(jù)密封油箱是在補(bǔ)油或排油，微調(diào)平衡閥，同樣可減少空、氫側(cè)密封油在密封瓦內(nèi)交換。
3.4 在氫側(cè)回油箱增加一條回油管
針對發(fā)電機(jī)內(nèi)氫壓低時氫側(cè)回油箱滿油的問題，可以通過加裝一條旁路管路，不經(jīng)過氫側(cè)回油箱直接從氫側(cè)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(cè)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(cè)回油箱油位回復(fù)正常。
4 結(jié)論
綜上所述，針對發(fā)電機(jī)存在的進(jìn)油缺陷，根據(jù)雙流環(huán)密封油系統(tǒng)的特點(diǎn)，在機(jī)組運(yùn)行前對油管道進(jìn)行清洗避免因油質(zhì)問題損壞密封瓦，在機(jī)組運(yùn)行時對油箱液位、各運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和分析，采取相應(yīng)的防范對策，可有效減少發(fā)電機(jī)進(jìn)油缺陷，提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全可靠性。
參考文獻(xiàn)
[1] 王春艷，李軍，國產(chǎn)600MW發(fā)電機(jī)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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