密封油培训教材

1、9.3.1 引言发电机密封瓦所需用的油（其实就是汽轮机轴承润滑油），人们习惯上按其用途称之为密封油.密封油系统的功能是采用油密封来密封机内的氢气，以防止氢气向外泄漏，同时也防止机外的空气进入发电机内。密封油系统采用双流环式密封瓦。由于氢冷发电机的转子轴必须穿过发电机的端盖，因此这部分成了氢内冷发电机密封的关键。密封油分为空侧和氢侧两个油路将油供给轴密封瓦上的两个环状配油槽，油沿转轴轴向穿过密封瓦内径与转轴之间的间隙流出。如果这两个油路中的供油油压在密封瓦处恰好相等，油就不会在两个配油槽之间的间隙中窜流，通常只要密封油压始终保持高于机内气体压力，便可防止氢气从发电机内溢出。空侧油路供给的油则将沿

2、轴和密封瓦之间的间隙流往轴承侧，并同轴承回油一起进入空侧密封油箱，从而防止了空气与潮气侵入发电机内部。氢侧密封油则沿轴和密封瓦之间的间隙流往发电机内侧，落入消泡箱，最后回到氢侧密封油箱。9.3.2 密封油系统的功能和特点9.3.2.1 向密封瓦提供二个独立循环的密封油源9.3.2.2 保证密封油油压高于机内气体压力规定值，并确保密封瓦内氢侧与空侧油压相等，其压差限定在允许变动的范围之内。9.3.2.3 通过热交换器冷却密封油，从而带走因密封瓦与轴之间的摩擦损耗而产生的热量，确保瓦温与油温控制在要求的范围之内。9.3.2.4 通过滤油器，去除油中杂物，保证密封油的清洁度。9.3.2.5 通过发电

3、机消泡箱和氢侧回油控制箱，释放掉溶于密封油中的饱和氢气。9.3.2.6 空侧油路备有多路备用油源，以确保发电机安全、连续运行。9.3.2.7 利用压差开关、压力开关及压差变送器等，自动监测密封油系统的运行。9.3.2.8 空、氢侧各装有一套加热器，以保证密封油的运行油温始终保持于所要求的范围之中。9.3.2.9 密封油系统大部分部件集中安装于一块底板中，便于运行巡检和维修。9.3.3 空侧密封油油路： 由交流电动机驱动的空侧密封油油泵从空侧回油箱取得油源，一部分油经油冷却器、油过滤器后注入密封瓦的空侧，另一部分油则经过主压差阀流回到油泵的进油侧。通过压差调节阀将密封瓦处的空侧密封油油压始终保持

4、在高出发电机机内气体压力84kPa的水平上。空侧密封油备用泵使油以相同方式循环。 9.3.4 氢侧密封油油路： 氢侧密封油油路中的油泵从氢侧回油控制箱取得油源，经油冷却器、油过滤器、平衡阀后注入密封瓦的氢侧。在油泵旁装有旁路管道，通过节流阀对氢侧油压进行粗调。氢侧油路的油压则通过平衡阀进行细调，并使之自动跟踪空侧油压，以达到基本相同的水平。另外氢侧密封油备用油泵使氢侧油以相同的方式循环。发电机轴端密封系统结构图9.3.5 消泡箱从密封瓦氢侧出来的油先流入到消泡箱中，在那里气体得以从油中扩容逸出。消泡箱装于发电机下板端盖中，通过只管溢流装置使箱中的油位不至于过高。消泡箱汽机和发电机端各装有一个，

5、在它们之间的连接管道上装有一个U型管，以防止两侧风扇压差不一致时油烟在发电机内循环流动。在消泡箱内侧各装有一个浮子式油位高报警开关，当箱内油位过高到一定程度时，就发出消泡箱油位高报警，时运行人员能够及时处理，从而防止密封油流入发电机内部。 9.3.6 差压阀下图是主压差调节阀结构原理图 下图是备用压差阀结构原理图 从图中可以看出此类阀门都是通过输入油压信号的差值变化带动阀杆上下移动，从而改变阀门的开度，以起到对油压的调节作用。 本密封油装置的压差阀有两只，主压差阀接于空侧密封油由泵的进出油口，起旁路调节作用，信号分别取自机内气压（通过油压形式传递）和密封油空侧出口油压。该阀门可自动调节旁路的流

6、量大小，从而保证密封油压始终高于氢气压力0.084MPa。备用压差阀串接于空侧高压和低压备用油路之中，其信号油压同样取自机内气压（通过油压形式传递）和密封油空侧出口压力，该阀门通过直接调节备用油主油路的流量，来保证备用密封油油压始终高于机内气体压力0.056MPa。9.3.7 平衡阀、减压阀下图是平衡阀的结构图由图可以看出此类阀门都是通过输入油压信号的差值变化带动阀杆上下移动，从而改变阀门的开度，以起到对油压的调节作用。平衡阀装于氢侧出口处，其中#1平衡阀接于流向励侧的油路，#2平衡阀接于流向汽端的油路，它们的信号分别取之于各自密封瓦处的空氢侧油压。通过空氢侧油压的变化自动调节平衡阀开度的大小

7、，从而使空氢侧在密封瓦处的油压差保持在±490Pa之内。 减压阀的结构见图 它是一种双阀座结构。调整螺钉使入口高压降到所需的低压输出。螺钉旋进、出口压力增高，反之相反。在减压阀出口处引出一压力信号接至减压阀控制室下腔起阻尼作用，以减少出口压力波动9.3.8 氢侧回油控制箱 发电机氢侧回油控制箱(如下图)内装有2个上浮球阀，一个连接空侧密封油油路中滤网的出口，为油箱的补油阀。另一个连接空侧密封油泵的进口，为油箱的排油阀。 一般情况下，2个浮球阀的上，下手动干预针退出，通过浮球实现液位的自动控制。当氢侧回油箱液位高时，浮球将排油阀打开，使多余的油排到空侧油路，再由空侧回油箱到主油箱。当氢

8、侧油箱油位低时，浮球将补油阀打开，使空侧油补入。而当浮球阀失去自动调节作用时，则可通过浮球阀的上，下手轮实现补、排油阀的强开、强关。 当氢压较低的情况下，氢侧回油箱在某一液位时，浮球的位置相同，但由于排油的压差（约为氢压减去空侧油泵进口压力）较低或补油的压差（约为空侧油滤网出口油压减去氢压）较高，使得排油量减少甚至不能排出，而补油量增大，从而使氢侧回油箱油位保持在较高位置。因此，当氢压较低时，氢侧油箱将保持在满油的油位。甚至可能出现消泡箱满油，使得发电机存在进油的危险。 发电机排氢前的降氢压过程中，因氢压降低，空侧主差压阀需缓慢开大以降低空侧油压，氢侧平衡阀需缓慢关小使氢侧油压相应下降。假设氢

9、压由0.3Mp将至0.05Mpa，若空侧调节阀卡涩，则此时氢压。0.05Mpa，空、氢侧密封油油压仍为0.394Mpa,因氢侧油压与氢压相差过高（0.389Mpa），油可能从氢侧配油槽直接冲刷到档油板而进入发电机。若氢侧平衡阀卡涩，则此时氢压0.05Mpa，空侧油压为0.134Mpa，氢侧油压仍为0.394Mpa，同样也可能因油氢差压过高致使氢侧油进入发电机内。9.3.9 氢侧回油控制箱 氢侧回油控制箱是氢侧油路的储油箱，在运行中必须维持一定的油位。它由箱体、补、排油阀，液位指示器和低液位报警开关做成。 由于在密封油瓦中空、氢油压做不到绝对平衡，所以油箱油位有增减变化。一旦发生这种情况，氢侧回

10、油控制箱可自动起到控制油位作用。当油箱内油位高时，浮球将排油阀打开，使多余的油排到空侧油路。当油箱油位低时，浮球将补油阀打开，使空侧的油补入。为使油箱内的油位不至过低，箱体上装有一低油位报警开关。9.3.10 空侧密封油箱 空侧密封油箱油位控制：空侧密封油箱通过U形管与主机润滑油回油管道连接，发电机端部支持轴承润滑油回油与空侧密封油回油汇集到空侧密封油油箱，大部分油通过U形管依靠重力作用自动溢流到润滑油回油管路，保持油箱中油位正常，因此空侧密封油箱不需要进行油位监视，另一部分油作为空侧密封油源在空侧油路中循环。此油路把润滑油系统与密封油系统联系在一起，即使密封油系统无油情况下，只要润滑油系统启

11、动十秒，就会将密封油系统注满油。9.3.11 密封瓦结构图9.3.12 油过滤器 油过滤器采用自洁括片式结构，它的特点是过滤器精度高，小于80m。并且在运行中可通过转动手柄去除附在滤芯上的脏物，要提请注意的是过滤器必须定期转动手柄去除脏物，推荐每8小时转动一次手柄，直至灵活转动为止（自洁括片式）。由于空、氢侧油路中各安装了二套油过滤器互为备用，故当滤芯阻塞严重时，可投入备用过滤器，隔离运行的过滤器，拆下滤芯，彻底清冼，或更换滤芯。9.3.13 无氢侧密封油泵供油条件的运行9.3.13.1氢侧密封油泵因维修需要，可短时间退出运行。当氢侧泵停止运行时，空侧密封油流到氢侧的流量大大增加，使发电机内的

12、空气渗入量有所增加，而且还有一定的数量的氢气被油吸收而带出机外。在这种情况下，机内氢气的损耗量将比空、氢侧同时运行时要多，需补充的氢气也相应增多。氢纯度也会下降，此时最低允许90%纯度下运行，但应尽快恢复氢侧密封油供油。9.3.13.2 发电机停机情况下，如果能维持密封油压下，排油烟风机又运行正常，则氢气能被保留在发电机内。此时发电机轴承油流应畅通。该油源来自于汽轮机轴承润滑油泵，流过发电机轴承后排入空侧回油密封箱。如果空侧备用密封油泵在这种运行方式中启动，由于下一个油源来自汽轮机低压润滑油泵，此时氢压应降到0.014Mpa或更低。9.3.14 正常情况下密封油系统的运行9.3.14.1当发电

13、机内充有氢气或主轴正在运行时，必须保持轴密封瓦处的密封油压。9.3.14.2发电机内氢压上升到额定值时，在空侧或空侧直流备用泵运行情况下，应保持密封环处的密封油压高于发电机内氢压0.084Mpa。9.3.14.3 密封油冷却器出口油温应保持在3849之间，当转轴振动较敏感时，此温度可取于4349之间值。9.3.14.4发电机充氢时，排油烟风机应连续运行，这样可避免溶入密封油的氢气在空侧回油箱内积聚，并进而混入润滑油系统。9.3.14.5 密封油装置上的刮片式滤油器每8小时转动一次手柄，清理污垢，每次停机时，则需将滤芯抽出，加以彻底清理，排尽滤油器壳体中的杂物。9.3.14.6在空侧直流备用密封

14、油泵启动后，由于下一个备用油源来自汽轮机轴承润滑油，仅能维持机内氢压0.014Mpa，如高压备用油源和空侧交流油泵在短时间无法恢复供油，就应将发电机内氢压降到0.014Mpa或更低。9.3.15 密封油进入发电机的几种原因9.3.15.1 误操作进油9.3.15.2 杂物堵塞氢侧油路9.3.15.3 密封油装置未达到正常状态9.3.15.4 报警系统未到位，抢先投密封油不能及时发现和处理异常工况造成进油。9.3.15.5 油冲洗工艺性进油。9.3.15.6 油进入机内的路径：油进入机内的唯一路径是各种原因引起消泡箱上升，然后消泡箱液位高报警未及时处理，最后油位上升到从迷宫挡板和转轴之间溢入发电

15、机内。9.3.16 双油环密封油结构汽轮机发电机补氢量大及进油的原因分析 氢气纯度不合格，将会直接影响机组的安全。如果氢气纯度下降到爆炸范围内，在一定的条件下可能会引起发电机内氢气爆炸；氢气纯度不合格将导致冷却效率降低，造成机内构件局部过热；有害气体的存在还会造成绝缘老化、铁芯及其金属部件腐蚀；此外油进入发电机如果未及时排出，油在发电机内蒸发产生油烟蒸汽也形成很大的危害。9.3.16.1 实际运行中很难控制空侧密封油和氢侧密封油压力的平衡按照双流环密封油的设计原理来讲，只有维持密封油内空侧密封油与氢侧密封油压力基本相符，减少空、氢侧密封油的交换，才能防止空侧密封油中夹带的空气进入氢侧密封油系统

16、。但实际运行中设备结构等方面很难控制空、氢侧密封油压力的平衡。当空侧密封油压力小于氢侧密封油压力时，氢侧密封油通过密封瓦向空侧窜油，这样引起氢侧密封油油箱油位降，氢侧密封油箱浮球阀将打开，空侧密封油泵将补油到氢侧密封油箱。因此，无论空侧密封油压力大于氢侧密封油压力还是氢侧密封油压力大于空侧密封油压力，都将使从轴承回油来的空侧密封油夹带的油烟、水汽等，通过与氢侧密封油交换而进入氢侧密封油系统，再发电机，造成发电机内氢气污染，氢气纯度下降，补氢量增大。造成空、氢侧密封油压力不平衡主要有两个原因，一是氢侧密封油系统的平衡阀精度差。二是空、氢侧密封油压力的测量误差。9.3.16.2 密封瓦与发电机转子

17、间隙增大从密封瓦和转轴间沿转轴的轴向流入空侧的油流称为轴向流动，当空、氢侧密封油压差保持一致时，空、氢侧密封油的交换量与密封瓦的间隙成正比。而对于空、氢侧密封油之间不可避免的存在差压，密封油流量的增加将导致空、氢侧密封油的交换量增加，空侧密封油中携带的空气、水分等通过交换进入氢侧密封油中，再通过氢侧密封油与氢气的接触进入到发电机氢气中污染氢气，降低氢气纯度。密封油量的增大将会造成静压回油路不畅，发电机氢侧回油腔室（消泡箱）油位升高到超过轴颈最低位置时，将造成发电机进油。9.3.16.3 发电机密封油温度高密封油的粘度随温度的升高而降低，在同样的流通面积内，要维持一定的密封油压力，当密封油温度高时，就需要大流量的密封油。同样密封油温度的升高，将导致轴瓦间隙增大，这同样需要大流量才能维持一定的密封油压力。发电机制造厂一般规定氢冷发电机空、 氢侧密封油正常值在2735之间。9.3.17 防止密封油进入机内的措施9.3.17.1 保持油氢差压阀工作可靠，