密封油平衡閥

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

2、隔絕。向密封瓦提供二個獨立循環(huán)的密封油源 2、保證密封油壓力高于發(fā)電機內氣體壓力某 一個規(guī)定值, 并確保密封瓦內氫側與空側油壓相等, 其壓差限定在允許變動的范圍之內。 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生的熱量, 確保瓦溫 與油溫控制在要求的范圍之內。 4、 通過濾油器, 去除油中雜物, 保證密封油的清潔度。 5、 通過發(fā)電機消泡箱和氫側回油控制箱,釋放掉溶于密封油中的飽和氫氣。 6、空側油路備 有多路備用油源,以確保發(fā)電機安全、連續(xù)運行。 7、利用壓差開關、壓力開關及壓差變 送器等,自動監(jiān)測密封油系統(tǒng)的運行。 8、空、氫側各裝有一套加熱器,以保證密封油的

3、運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,便于運行巡檢和維修。由交流電動機驅動的空側密封油泵, 從空側油箱取得油源, 它把一部分油升壓后經冷油 器、 濾油器注入密封瓦的空側, 另一部分油則經過壓差閥流回到空側油泵的入口。 通過壓差 調節(jié)閥的調節(jié),使密封瓦處的空側密封油壓始終保持在高出發(fā)電機機內氣體壓力 0.084MPa 的水平上。 空側直流密封油泵使油以相同方式循環(huán)。 氫側密封油泵從氫側回油控制箱 取得油源。 它把一部分油升壓后經冷油器、 濾油器、 平衡閥注入密封瓦的氫側。 油泵裝有旁 路管道, 通過節(jié)流閥對氫側油壓進行粗調。 氫側油壓則通過平衡閥進

4、行細調, 并使之自動跟 蹤空側油壓, 以達到基本相同的水平。 氫側直流密封油泵以相同的方式循環(huán)。 從氫側 密封瓦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 半端蓋中, 通過直管溢流裝置使箱中的油位不至于過高。 消泡箱汽勵端各裝有一個, 在它們 之間的連接管道上裝有一 U 形管,以防止汽、勵兩端風扇壓差不一致,使油煙在發(fā)電機內 循環(huán)流動。 在消泡箱內側各裝有一個浮子式油位高報警開關, 監(jiān)視消泡箱油位, 防止發(fā)電機 進油。本密封油系統(tǒng)的差壓閥有二只。 主壓差閥接于空側密封油泵的進出油口, 起旁路調壓作 用, 信號分別取自發(fā)電機內風壓和空側密封油壓。 該閥門可自動

5、調節(jié)旁路的流量大小, 從而 保證空側密封油壓始終高于發(fā)電機內氣體壓力 0.084MPa. 備用壓差閥串接于空側高壓 和低壓備用油路之中,來保證備用密封油油壓始終高于機內氣壓壓力 0.056Mpa 。發(fā)電機氫側回油箱 (如下圖 內裝有 2個上浮球閥, 一個連接空側密封油油路中濾網的出 口,為油箱的補油閥。另一個連接空側密封油泵的進口,為油箱的排油閥。 一般情況下, 2個浮球閥的上、下手動干預頂針退出,通過浮球實現(xiàn)液位的自動控制。當氫側回油箱液位 高時, 浮球將排油閥打開, 使多余的油排到空側油路, 再由空側回油箱回到主油箱。 當氫側 油箱油位低時, 浮球將補油閥打開, 使空側油補入。 而當浮球閥

6、失去自動調節(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。 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 (約為氫壓減去空側油泵進口壓力 較 低或補油的壓差 (約為空側油濾網出口油壓減去氫壓 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(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, 空側主差壓調節(jié)閥需緩慢開大以降低空側油壓, 氫側平衡 閥需緩慢 關小使氫側油壓相應下降。 假設氫壓由 0.31

7、 MPa降至 0.05 MPa, 若空側調節(jié)閥卡 澀,則此時氫壓 0.05 MPa,空、氫側密封油壓仍為 0.394MPa ,因氫側油壓與氫壓相差過高 (0.389 MPa ,油可能從氫側配油槽直接沖刷到檔油板而進入發(fā)電機。若氫側平衡閥卡澀, 則此時氫壓 0.05 MPa,空側油壓為 0.134 MPa,氫側油壓仍為 0.394 MPa,同樣也可能因油 氫差壓過高致使氫側油進入發(fā)電機內。氫側回油控制箱是氫側油路的儲油箱, 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作成。 由于在密封瓦中空、 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

8、況,氫側回油控制箱可自動起到控制油位作用。 當油箱內油位高時, 浮球將排油閥打開, 使多余的油排到空側油路。 當油箱油位低時, 浮球 將補油閥打開, 使空側的油補入。 為使油箱內的油位不至過低, 箱體上裝有一低油位報警開 關?？諅让芊庥拖溆臀豢刂?空側密封油箱通過 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密封油回油匯集到空側密封油箱,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, 因此空側密封油箱不需要 進行油位監(jiān)視, 另一部分油作為空側密封油源在空側油路中循環(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

9、油情況下, 只要潤滑油系統(tǒng)啟動后十幾秒, 就會將 密封油系統(tǒng)注滿油。油過濾器:油過濾器采用自潔刮式結構。 它的特點是過濾器精度高, 并且在運行中可通 過轉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動手柄去處臟物。 推 薦每 8小時轉動一次手柄,直至靈活轉動為止 。由于空、氫側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 底清洗。無氫側密封油泵運行:氫側密封油泵因維修需要,可短時間退出運行。當氫側泵停止 運行時 , 空側密封油流到氫側的流量大大增加 , 使發(fā)電機內的空氣滲入量有所增加 , 而且還有 一定數量的氫氣被油

10、吸收而帶出機外。在這種情況下 , 機內氫氣的損耗量將比空、氫側同時 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 盡快恢復氫側密封油供油 . 在停機情況下 , 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 . 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回油密封箱 . 如果空側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 .正常情況油系統(tǒng)運行:1、 當發(fā)電機內充有氫氣或主軸正在轉

11、動時, 必須保持軸密封瓦 處的密封油壓。 2、 發(fā)電機內氫壓上升到額定值時, 在空側或空側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 機內氫壓 0.084MPA. 3、密封油冷卻器出口油溫應保 持在 38-49之間。 當轉軸振動較敏感時, 此溫度可取于 43-49ºC 之間值 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回油箱內積聚, 并進而混 入潤滑油系統(tǒng)。 5、密封油裝置上的刮片式濾油器每 8小時應轉動一次手柄,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 . 6、 在空側直流備用密

12、封 油泵啟動后 , 由于下一個備用油源來自汽輪機軸承潤滑油 , 僅能維持機內氫壓 0.014MPA, 如高 壓備用油源和空側交流油泵在短時間無法恢復供油 , 就應發(fā)電機內氫壓降到 0.014MPA 或更 低 . 。密封油進入發(fā)電機原因:1、誤操作進油 2、雜物堵塞氫側油路 3、密封油裝置未達 到正常狀態(tài) 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 . 5、 油沖洗工藝性進油 6、 油進入機內的路徑 :油進入機內的唯一路徑是 , 各種原因引起消泡箱上升 消泡箱液位高報警未及時處理 油位繼續(xù)上升直到從迷宮擋油板和轉軸之間的間隙 溢入發(fā)電機內 .補氫量大及發(fā)電機進油原因分

13、析:氫氣純度不合格, 將會直接影響機組的安全。 如果氫氣純度下降至爆炸范圍內, 在一定 的條件下可能會引起發(fā)電機內氫氣爆炸; 氫氣純度不合格將導致冷卻效率降低, 造成機內構 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)電機內蒸發(fā)產生油煙蒸汽也形成很大的危害。 1 實際運行 中很難控制空側密封油和氫側密封油壓力的平衡 按照雙流密封油結構密封瓦設計原理來 講, 只有維持密封瓦內空側密封油與氫側密封油壓力基本相等, 減少空、 氫側密封油的交換, 才能防止空側油系統(tǒng)中夾帶的空氣等進入氫側密封油系統(tǒng)。 但實際運行中由于設備結構等方 面

14、很難控制空側密封油和氫側密封油壓力的平衡。 當空側密封油壓力大于氫側密封油 壓力時, 空側密封油在密封瓦內向氫側竄油, 空側密封油夾帶的空氣等進入氫側密封油。 當 氫側密封油壓力大于空側密封油壓力時, 氫側密封油在密封瓦內向空側竄油, 這樣將引起氫 側密封油箱油位降低, 氫側密封油箱浮球閥將打開, 空側密封油泵出口的壓力油通過浮球閥 補入氫側密封油箱。 因此, 無論空側密封油壓力大于氫側密封油壓力, 還是氫側密封油壓力 大于空側密封油壓力, 都將使從軸承回油來的空側密封油夾帶的油煙、 水氣等通過與氫側密 封油交換而進入氫側密封油系統(tǒng), 再通過密封油內油檔被發(fā)電機吸入發(fā)電機內, 造成發(fā)電機 內氫

15、氣污染, 氫氣純度下降, 補氫量增大。 造成空側密封油和氫側密封油壓力不平衡 主要有兩個原因, 其一是氫側密封油系統(tǒng)的平衡閥調節(jié)精度差。 目前平衡閥要求的精度為±50毫米水柱(±490Pa ,在運行中,由于平衡閥活塞和油缸之間間隙較小,稍有雜質可能 造成活塞的運動阻力增大, 甚至卡死, 致使平衡閥調節(jié)精度變差,不能有效維持空、 氫側密 封油壓力的平衡, 進而造成氫氣污染、 增大補氫量增大。 造成空側密封油和氫側密封 油壓力不平衡的第二個主要原因是空、 氫側密封油壓力的測量誤差。 機組運行中只有維持密 封瓦與轉軸之間的油壓平衡, 才能減少空、 氫側密封油的互相竄動, 但由于設

16、備結構的原因, 目前只能測量密封瓦上的空、 氫側密封油進油處的壓力作為平衡閥的調節(jié)信號, 因此必然造 成測量誤差, 平衡閥不能有效維持空、 氫側密封油壓力的平衡, 從而引起發(fā)電機補氫量增大。 2 密封瓦與發(fā)電機轉子間隙增大 從密封瓦與轉軸間沿轉軸的軸向流向空側和氫側的油流 稱為軸向流動, 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 300MW 汽輪機,密封瓦直徑間隙一般為 0.15-28mm 。當運行中密封瓦間 隙從 0.15 mm 增大到 0.28 mm 時,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

17、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(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管路不暢, 發(fā) 電機氫側回油腔室(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。 3 發(fā)電機密封油溫度高 密封油的粘度隨油溫的升高而降低, 在同樣的流通面積內, 要維 持一定的密封油壓力, 當密封油溫度高時, 就需要較大流量的密封油。 同樣密封油溫度的升 高, 將導致密封瓦間隙增大, 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 機制造廠一般規(guī)定氫冷發(fā)電機空、氫側密封

18、油溫度正常值在 27-50之間。對于 300MW 汽 輪發(fā)電機集裝式密封油系統(tǒng), 其空、 氫側密封油系統(tǒng)的冷油器的出口油溫油一個回水調節(jié)門 控制,一般維持在 42左右。油溫在 42時的粘度比 27時小,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, 密封瓦的內徑將增大, 這樣要保證 發(fā)電機內氫氣不外泄, 同樣需要增大密封油流量來維持一定的壓力。 因此密封油溫度過高將 導致密封油流量增大,按照 2條的分析,同樣會引起發(fā)電機內氫氣純度下降或發(fā)電機進油。 4 排煙風機出力小 從 300MW 汽輪發(fā)電機密封油系統(tǒng)看, 空側密封油泵油源取自氫油分離器, 氫油分離器的排煙風機主要作用是抽出空側油中的微量氫氣, 以免氫氣隨潤滑油回到主 油箱。 增大氫油分離器排煙風機的出力, 使氫油分離器形成大的負壓, 使空側油中的空氣會 同氫氣一起被抽出, 這樣, 將減少空側密封油中空氣含量, 按照 1條的分析 (發(fā)電機氫氣污 染主要是空側密封油攜帶的空氣等通過與氫側密封油