密封油系統(tǒng)問題處理

1、第一部分  300MW汽輪發(fā)電機密封瓦結(jié)構(gòu)及工作原理 發(fā)電機密封油系統(tǒng)主要用于阻止氫氣外泄和空氣的漏入。其中，氫冷汽輪發(fā)電機的油密封裝置按其核心部件密封瓦的形式分為盤式油密封和環(huán)式油密封兩類。前者大多用于100MW及以下容量的中小機組，后者則多用于大容量機組。雙流環(huán)式氫油密封系統(tǒng)是目前國內(nèi)較為普遍采用的設(shè)計形式，雙流環(huán)式密封瓦，即在環(huán)行密封瓦的內(nèi)徑烏金面上有兩道軸向排列環(huán)形油槽，分別為空側(cè)和氫側(cè)密封油槽（故稱：“雙流環(huán)式”密封瓦），槽內(nèi)充滿密封油，實行徑向密封。密封瓦裝在固定的瓦座內(nèi)，環(huán)繞軸頸，相對靜止，運行時軸與瓦面之間產(chǎn)生壓力油膜，瓦可隨軸浮動。瓦面上的空氫側(cè)

2、密封油槽分別與空氫側(cè)密封油系統(tǒng)相聯(lián)，瓦在運行中空氫側(cè)密封油槽內(nèi)充滿自動調(diào)整好的壓力油，對軸頸實行徑向密封。其結(jié)構(gòu)如圖1所示3。密封瓦由瓦座、瓦環(huán)、進油口、空側(cè)和氫側(cè)的壓力油腔組成。雙流式密封環(huán)由兩塊半圓環(huán)扇形并成，通過螺栓壓在一起形成一整圓。當油腔中通入壓力油時，在密封環(huán)與軸頸之間形成油膜，其作用是防止氫氣外漏，并避免動靜摩擦，同時，在密封環(huán)左右端面與密封瓦座之間，另有少量的油流過形成油膜，以防止密封瓦卡澀。雙流環(huán)式油密封系統(tǒng)在正常運行中同時通過兩股油流，成為既相互關(guān)聯(lián)又各自獨立的油循環(huán)系統(tǒng)?？棵芊馔咄鈧?cè)流動的油循環(huán)系統(tǒng)，稱為空側(cè)密封油系統(tǒng)，它的油源取自汽輪機的主油箱，進入密封瓦后，由密封瓦的

3、空氣側(cè)流出，與發(fā)電機的支撐軸承回油匯合后流回主油箱。沿密封瓦氫氣側(cè)流動的油循環(huán)系統(tǒng)，稱為氫側(cè)密封油系統(tǒng)，由密封瓦的氫氣側(cè)流出后，通過發(fā)電機內(nèi)單獨的回油管路流回密封油箱。在國產(chǎn)300MW氫冷汽輪發(fā)電機密封油系統(tǒng)中，氫側(cè)密封油的油壓和油量調(diào)節(jié)是由平衡閥來完成的。平衡閥的控制信號為兩個壓力信號，分別取自空、氫側(cè)的油壓。平衡閥的作用是使氫側(cè)油壓始終跟蹤空側(cè)油壓，使兩者的壓力差最大限度的趨于最小。第二部分  發(fā)電機密封油調(diào)節(jié)1基礎(chǔ)知識一個局部阻力可以改變的節(jié)流元件，對不可壓縮流體，由流量方程式可得： 式中：Q流經(jīng)平衡閥的流量 平衡閥的阻力系數(shù) P1閥前壓

4、力P2閥后壓力      F平衡閥接管截面積 流體的密度      由上式可以看出，當F一定（即對某一型號的平衡閥），閥門前后壓降P1-P2不變時，流量Q僅受平衡閥阻力影響而變化。增大（閥門關(guān)小時），Q減??；反之，減?。ㄩy門開大時），Q增大。 平衡閥就是以改變閥芯的開度來改變阻力系數(shù)，達到調(diào)節(jié)流量的目的。  Kv為平衡閥的閥門系數(shù)。它的定義是：當平衡閥前后差壓為1bar（約1kgf/cm2）時，流經(jīng)平衡閥的流量值（m3/h）。平衡閥全開

5、時的閥門系數(shù)相當于普通閥門的流通能力。如果平衡閥開度不變，則閥門系數(shù)Kv不變，也就是說閥門系數(shù)Kv由開度而定。通過實測獲得不同開度下的閥門系數(shù)，平衡閥就可做為定量調(diào)節(jié)流量的節(jié)流元件。在管網(wǎng)平衡調(diào)試時，用軟管將被調(diào)試的平衡閥的測壓小閥與專用智能儀表連接，儀表可顯示出流經(jīng)閥門的流量值（及壓降值），經(jīng)與儀表人機對話，向儀表輸入該平衡閥處要求的流量值后，儀表通過計算、分析、得出管路系統(tǒng)達到水力平衡時該閥門的開度值。2.差壓閥：作用：差壓閥在密封油系統(tǒng)中用以調(diào)整空側(cè)密封油壓，使之與發(fā)電機內(nèi)氣體壓力始終保持一定的壓差。工作原理： 壓差閥的活塞上面引入機內(nèi)氫氣壓力（壓力為p1），活塞下面引入被調(diào)節(jié)

6、并輸出的空側(cè)密封油（壓力為p），活塞自重及其配重片重量（或調(diào)節(jié)彈簧）之和為p2（可調(diào)節(jié)），則使p=p1+p2（上下力平衡）。當機內(nèi)氫氣壓力p1上升時，作用于活塞上面的總壓力（p1+p2）增大，使活塞向下移動，加大三角形工作油孔的開度，使空側(cè)油量增加，則進入空側(cè)密封瓦的油壓隨之增加，直到達到新的平衡；當機內(nèi)氫氣壓力p1下降時，動作相反。3.平衡閥：平衡閥的工作原理：平衡閥屬于調(diào)節(jié)閥范疇，它的工作原理是通過改變閥芯與閥座的間隙，改變流體流經(jīng)閥門的流通阻力，達到調(diào)節(jié)流量的目的。平衡閥相當于工作原理：    平衡閥的控制器上面是空側(cè)油壓力,下面是氫側(cè)壓力,當空側(cè)

7、壓力較高時,閥芯向下移動，閥門開大,流道面積變大，氫側(cè)油壓上升；壓差低時,動作相反.始終保證空側(cè)密封油壓和氫側(cè)密封油壓差壓在正負490Pa范圍內(nèi)。   四、密封油箱結(jié)構(gòu)：  氫側(cè)密封油箱結(jié)構(gòu)說明：位置比較低的那個大浮球是補油閥，位置比較高的大浮球是排油閥。正常運行的情況下，氫側(cè)密封油箱油位應(yīng)該保持在油箱中間位。此時補油閥、排油閥都應(yīng)該是關(guān)閉的。油位上漲中心線以上的時候，排油閥浮球向上浮動，打開排油閥，向空側(cè)密封油泵進口管排油。油位下降到中心線以下的時候，補油閥浮球向下浮動，打開補油閥，由空側(cè)密封油進油管向氫側(cè)密封油箱補油。小浮球是浮球液位報警，

8、當油位繼續(xù)下降，直到低于中心線約110mm的時候，提供油位低報警。磁翻板液位指示只是平常就地檢查的。 第三部分  發(fā)電機氫氣純度下降原因分析及處理一、發(fā)電機氫純度下降的原因分析影響氫氣純度的因素主要有：1、密封瓦處空氫側(cè)密封油交換；2、氫側(cè)回油箱補、排油浮球閥狀態(tài)；3、純度表；4、空氫側(cè)密封油油溫；5、補氫純度；7、氫氣濕度；8、油中含水量；9、氫油壓差等。用“魚刺圖”的形式列出，見圖2：圖2 氫氣純度下降原因魚刺圖  空氫側(cè)密封油交換使混入氫氣中空氣量可用下式計算：A=0.054×K×Qin 其中 A-機內(nèi)混入空氣量（m3

9、/d）；Qin-密封油混入量（l/min）；K-系數(shù)（1.0-3.0）。而空氣混入量與維持氫純度所需的補氫量之間有下面關(guān)系：q=A×Z/（S-Z） 其中q-補氫量（m3/d）；S-補氫純度（%）；Z-機內(nèi)氫純度（%）。二、處理要點3.1校正純度表。為確保取樣的準確性，取樣人員加強操作的規(guī)范化并重新校核奧氏分析儀后，人工化驗值與提純量基本對應(yīng)，提純用氫量明顯減少。3.2密封瓦處空氫側(cè)油量的交換?？諅?cè)油壓與氫側(cè)油壓的平衡，是雙流密封環(huán)油系統(tǒng)賴以生存的基礎(chǔ)。如空、氫側(cè)壓力平衡，氫側(cè)回油箱的進、出油量相等，油位應(yīng)無變化，否則，油箱油位將發(fā)生或高或低的變化，如兩端空側(cè)油壓高于氫側(cè)油壓將使空側(cè)油

10、串入氫側(cè)油中，引起油箱油位升高，而氫側(cè)油壓高于空側(cè)油壓將使氫側(cè)油串入空側(cè)油而引起油箱油位下降，這兩種情況都會造成空氫側(cè)油相串而將空側(cè)油中空氣帶入氫側(cè)油中，從而引起氫氣純度下降。（有關(guān)資料顯示，設(shè)計工況下的空側(cè)密封瓦的油體積流量為99X2L/min，氫側(cè)封瓦的油體積流量為57X2L/min，50的回油約吸收8%容積氫氣和10%容積空氣），根據(jù)密封油箱的補排油情況，判斷空氫側(cè)油量的交換方向，進一步檢查平衡閥及差壓閥的工作情況是否正常。3.3氫溫和密封油溫的影響：氫溫越高，氫純度下降越大。如負荷在250MW以上，氫純會下降較快，一般達0.24%/d。密封油溫的高低決定了油中攜帶氣體的多少，一般情況下

11、油溫越高攜帶的氣體體積越多。所以，適當調(diào)低氫溫及油溫可能有效控制純度的下降。一、汽輪機油乳化問題1 乳化汽輪機油對運行機組潤滑系統(tǒng)的影響破壞油膜、增加部件間的摩擦，引起軸承過熱，加速金屬部件的腐蝕和油質(zhì)的劣化速度，容易產(chǎn)生油泥。2 汽輪機油發(fā)生乳化的原因油的抗乳性能是用破乳化時間來衡量的，破乳化時間越短，說明油的抗乳化能力越強，當油的破乳化時間超過60min后，說明油已乳化。運行油的破乳化時間指標是30min。    如果汽輪機油中含有乳化劑和水，運行油就可能會乳化，油中的乳化劑一般產(chǎn)生于油的劣化變質(zhì)所形成的大分子產(chǎn)物，也有少數(shù)由外界

12、引入的表面活性物質(zhì)（如洗滌用品中含有的）造成了油質(zhì)的乳化。3 解決汽輪機油乳化的方法解決油質(zhì)乳化的方法有兩種，一種是添加破乳化劑法，該方法有時是有效的，操作也相對簡單，但是能維持抗乳化的時間相對較短，這就需要補加破乳化劑，但補加不當。容易造成油質(zhì)進一步地乳化，所以采用這種添加破乳化劑的方法越來越少。另一種方法是采用吸附再生技術(shù)將油中的乳化劑去除，沒有了乳化劑，油自然會破乳化了，而且油的抗乳化能力會得到徹底的恢復(fù)和提高，例如許多電廠采用熱工院研究院生產(chǎn)的QZTZ6型汽輪機油在線再生脫水裝置將油的破乳化時間由原來的大于60min縮短到1min。 二、顆粒度超標問題1 

13、顆粒度超標對運行機組潤滑系統(tǒng)的影響汽輪機油中的顆粒度超標，可能會堵塞系統(tǒng)濾網(wǎng),而且其中的硬質(zhì)顆粒會引起軸頸軸瓦的嚴重磨損，甚至劃出很深的溝槽。金屬顆粒對油質(zhì)劣化有催化作用。見圖1 圖12 顆粒污染來源對汽輪機油的污染顆粒分析表明，固體顆粒有金屬屑、金屬氧化物、灰塵、纖維和油泥，其中油泥來源于運行油自身劣化變質(zhì)的產(chǎn)物，金屬屑來源于油泵等部件的磨損。3 運行汽輪機油的凈化方法如前所述，與抗燃油的凈化方法一樣，通過提高油凈化裝置濾網(wǎng)的過濾精度，就能提高油的清潔度。當運行油由于劣化產(chǎn)生油泥導(dǎo)致顆粒度不合格時，應(yīng)選用吸附再生和精密過濾相結(jié)合的方法，才能使其顆粒度合格。

14、60;三、水分含量超標問題1 水分含量超標的危害汽輪機油中水份的存在會加速油質(zhì)的劣化及產(chǎn)生乳化，同時會與油中添加劑作用，促使其分解，并導(dǎo)致油系統(tǒng)的銹蝕問題。其銹蝕產(chǎn)物作為硬質(zhì)顆粒進入油系統(tǒng)會增加油的顆粒污染度，并可能加速各軸頸軸瓦的磨損和劃傷。2 水份含量超標的原因含水量超標一般是由于汽輪機軸封不嚴使蒸汽進入油中導(dǎo)致的，也有由于冷油器泄漏，在停機狀態(tài)下，水壓大于油壓使油中進水導(dǎo)致的。3 去除水份的方法汽輪機油的脫水有聚集/分離式凈油機、真空凈油機和離心分離式凈油機三種設(shè)備可供選用。在這三種脫水設(shè)備中，聚集/分離式凈油機的優(yōu)點突出，無論油中的水多少，都能使用，而且維

15、護工作量很小。無論選用何種方式脫水，首先應(yīng)從油箱底部的排水閥排凈油箱底部的游離水。 四、泡沫超標問題1 汽輪機油泡沫超標對潤滑系統(tǒng)的影響由于汽輪機潤滑系統(tǒng)的油，是強迫循環(huán)方式，流量較大，空氣激烈的攪動，油面上會產(chǎn)生泡沫，油中也會產(chǎn)生氣泡。氣泡進入油泵會引起油泵的汽蝕現(xiàn)象，使油泵油壓上不去而影響油的循環(huán)，破壞油膜，發(fā)生磨損；如果油泵吸油口的泡太多，有可能引起油泵的供油壓力的脈動導(dǎo)致油路振動；泡沫嚴重時油箱頂部外溢，威脅機組的安全運行。2 泡沫超標的原因泡沫超標的原因可能有四個：第一、油在運行中由于劣化變質(zhì)產(chǎn)生的劣化產(chǎn)物中有易于起泡沫的成分。第二、油在運行和劣化過程中

16、消耗了油中原有的抗泡沫成份。第三、在清潔油系統(tǒng)過程中使用了清潔劑，使清潔劑中的發(fā)泡成分殘留在油中導(dǎo)致泡沫超標。第四、潤滑油箱在負壓下，有可能使空氣中的石棉粉塵及塵埃等不潔物質(zhì)進入油中造成油質(zhì)污染。3 消除泡沫的方法消除泡沫的方法基本與抗燃油相同，第一是補加新油，第二是添加消泡劑。如這兩種方法都解決不了問題。應(yīng)考慮使用QZZ6汽輪機油再生凈化設(shè)備對油進行再生處理，去除油中的劣化產(chǎn)物后，再添加消泡劑。 五、酸值超標的問題1 酸值超標的危害     酸值是反映汽輪機油劣化變質(zhì)程度的一項化學(xué)指標。酸值升高說明汽輪機油發(fā)生了

17、劣化，產(chǎn)生了酸性物質(zhì)。酸值越高，其升高的速度也就越快。油中劣化生成的酸性產(chǎn)物會不同程度的影響油的破乳化度、顆粒度、泡沫和空氣釋放值等性能。同時高酸值的油對金屬部件有腐蝕作用，運行中油的酸值應(yīng)控制在0.2mgKOH/g（加防銹劑的汽輪機油酸值應(yīng)控制在0.3mgKOH/g）以內(nèi)。2 酸值超標的原因酸值超標一般有兩方面的原因，一是油質(zhì)差，就是運行油的抗氧化能力下降甚至喪失，導(dǎo)致油的酸值急劇上升；二是用油系統(tǒng)存在過熱或局部過熱現(xiàn)象，導(dǎo)致酸值的逐漸升高。3 降低和控制酸值超標的方法酸值超標，可采用吸附再生方式在運行中處理汽輪機油，使其酸值恢復(fù)到新油水平。如果被處理油的酸值升高是由于其抗氧化能力的喪失，還應(yīng)在再生處理后及時添加抗氧化劑，才能使油質(zhì)保持穩(wěn)定。酸值保持平穩(wěn)。 六、汽輪機油的混油問題1 混油問題造成的危害如果混油不當會產(chǎn)生大量油泥，油泥會堵塞系統(tǒng)濾網(wǎng)，使系統(tǒng)供油不足，油壓下降，嚴重時會影響系統(tǒng)的潤滑，造成嚴重的后果。2 不當混油過程中為什么會析出大量油泥。在補油、換油和油再生