密封油系统问题处理

1、第一部分  300MW汽轮发电机密封瓦结构及工作原理 发电机密封油系统主要用于阻止氢气外泄和空气的漏入。其中，氢冷汽轮发电机的油密封装置按其核心部件密封瓦的形式分为盘式油密封和环式油密封两类。前者大多用于100MW及以下容量的中小机组，后者则多用于大容量机组。双流环式氢油密封系统是目前国内较为普遍采用的设计形式，双流环式密封瓦，即在环行密封瓦的内径乌金面上有两道轴向排列环形油槽，分别为空侧和氢侧密封油槽（故称：“双流环式”密封瓦），槽内充满密封油，实行径向密封。密封瓦装在固定的瓦座内，环绕轴颈，相对静止，运行时轴与瓦面之间产生压力油膜，瓦可随轴浮动。瓦面上的空氢侧

2、密封油槽分别与空氢侧密封油系统相联，瓦在运行中空氢侧密封油槽内充满自动调整好的压力油，对轴颈实行径向密封。其结构如图1所示3。密封瓦由瓦座、瓦环、进油口、空侧和氢侧的压力油腔组成。双流式密封环由两块半圆环扇形并成，通过螺栓压在一起形成一整圆。当油腔中通入压力油时，在密封环与轴颈之间形成油膜，其作用是防止氢气外漏，并避免动静摩擦，同时，在密封环左右端面与密封瓦座之间，另有少量的油流过形成油膜，以防止密封瓦卡涩。双流环式油密封系统在正常运行中同时通过两股油流，成为既相互关联又各自独立的油循环系统。靠密封瓦外侧流动的油循环系统，称为空侧密封油系统，它的油源取自汽轮机的主油箱，进入密封瓦后，由密封瓦的

3、空气侧流出，与发电机的支撑轴承回油汇合后流回主油箱。沿密封瓦氢气侧流动的油循环系统，称为氢侧密封油系统，由密封瓦的氢气侧流出后，通过发电机内单独的回油管路流回密封油箱。在国产300MW氢冷汽轮发电机密封油系统中，氢侧密封油的油压和油量调节是由平衡阀来完成的。平衡阀的控制信号为两个压力信号，分别取自空、氢侧的油压。平衡阀的作用是使氢侧油压始终跟踪空侧油压，使两者的压力差最大限度的趋于最小。第二部分  发电机密封油调节1基础知识一个局部阻力可以改变的节流元件，对不可压缩流体，由流量方程式可得： 式中：Q流经平衡阀的流量 平衡阀的阻力系数 P1阀前压

4、力P2阀后压力      F平衡阀接管截面积 流体的密度      由上式可以看出，当F一定（即对某一型号的平衡阀），阀门前后压降P1-P2不变时，流量Q仅受平衡阀阻力影响而变化。增大（阀门关小时），Q减小；反之，减小（阀门开大时），Q增大。 平衡阀就是以改变阀芯的开度来改变阻力系数，达到调节流量的目的。  Kv为平衡阀的阀门系数。它的定义是：当平衡阀前后差压为1bar（约1kgf/cm2）时，流经平衡阀的流量值（m3/h）。平衡阀全开

5、时的阀门系数相当于普通阀门的流通能力。如果平衡阀开度不变，则阀门系数Kv不变，也就是说阀门系数Kv由开度而定。通过实测获得不同开度下的阀门系数，平衡阀就可做为定量调节流量的节流元件。在管网平衡调试时，用软管将被调试的平衡阀的测压小阀与专用智能仪表连接，仪表可显示出流经阀门的流量值（及压降值），经与仪表人机对话，向仪表输入该平衡阀处要求的流量值后，仪表通过计算、分析、得出管路系统达到水力平衡时该阀门的开度值。2.差压阀：作用：差压阀在密封油系统中用以调整空侧密封油压，使之与发电机内气体压力始终保持一定的压差。工作原理： 压差阀的活塞上面引入机内氢气压力（压力为p1），活塞下面引入被调节

6、并输出的空侧密封油（压力为p），活塞自重及其配重片重量（或调节弹簧）之和为p2（可调节），则使p=p1+p2（上下力平衡）。当机内氢气压力p1上升时，作用于活塞上面的总压力（p1+p2）增大，使活塞向下移动，加大三角形工作油孔的开度，使空侧油量增加，则进入空侧密封瓦的油压随之增加，直到达到新的平衡；当机内氢气压力p1下降时，动作相反。3.平衡阀：平衡阀的工作原理：平衡阀属于调节阀范畴，它的工作原理是通过改变阀芯与阀座的间隙，改变流体流经阀门的流通阻力，达到调节流量的目的。平衡阀相当于工作原理：    平衡阀的控制器上面是空侧油压力,下面是氢侧压力,当空侧

7、压力较高时,阀芯向下移动，阀门开大,流道面积变大，氢侧油压上升；压差低时,动作相反.始终保证空侧密封油压和氢侧密封油压差压在正负490Pa范围内。   四、密封油箱结构：  氢侧密封油箱结构说明：位置比较低的那个大浮球是补油阀，位置比较高的大浮球是排油阀。正常运行的情况下，氢侧密封油箱油位应该保持在油箱中间位。此时补油阀、排油阀都应该是关闭的。油位上涨中心线以上的时候，排油阀浮球向上浮动，打开排油阀，向空侧密封油泵进口管排油。油位下降到中心线以下的时候，补油阀浮球向下浮动，打开补油阀，由空侧密封油进油管向氢侧密封油箱补油。小浮球是浮球液位报警，

8、当油位继续下降，直到低于中心线约110mm的时候，提供油位低报警。磁翻板液位指示只是平常就地检查的。 第三部分  发电机氢气纯度下降原因分析及处理一、发电机氢纯度下降的原因分析影响氢气纯度的因素主要有：1、密封瓦处空氢侧密封油交换；2、氢侧回油箱补、排油浮球阀状态；3、纯度表；4、空氢侧密封油油温；5、补氢纯度；7、氢气湿度；8、油中含水量；9、氢油压差等。用“鱼刺图”的形式列出，见图2：图2 氢气纯度下降原因鱼刺图  空氢侧密封油交换使混入氢气中空气量可用下式计算：A=0.054×K×Qin 其中 A-机内混入空气量（m3

9、/d）；Qin-密封油混入量（l/min）；K-系数（1.0-3.0）。而空气混入量与维持氢纯度所需的补氢量之间有下面关系：q=A×Z/（S-Z） 其中q-补氢量（m3/d）；S-补氢纯度（%）；Z-机内氢纯度（%）。二、处理要点3.1校正纯度表。为确保取样的准确性，取样人员加强操作的规范化并重新校核奥氏分析仪后，人工化验值与提纯量基本对应，提纯用氢量明显减少。3.2密封瓦处空氢侧油量的交换。空侧油压与氢侧油压的平衡，是双流密封环油系统赖以生存的基础。如空、氢侧压力平衡，氢侧回油箱的进、出油量相等，油位应无变化，否则，油箱油位将发生或高或低的变化，如两端空侧油压高于氢侧油压将使空侧油

10、串入氢侧油中，引起油箱油位升高，而氢侧油压高于空侧油压将使氢侧油串入空侧油而引起油箱油位下降，这两种情况都会造成空氢侧油相串而将空侧油中空气带入氢侧油中，从而引起氢气纯度下降。（有关资料显示，设计工况下的空侧密封瓦的油体积流量为99X2L/min，氢侧封瓦的油体积流量为57X2L/min，50的回油约吸收8%容积氢气和10%容积空气），根据密封油箱的补排油情况，判断空氢侧油量的交换方向，进一步检查平衡阀及差压阀的工作情况是否正常。3.3氢温和密封油温的影响：氢温越高，氢纯度下降越大。如负荷在250MW以上，氢纯会下降较快，一般达0.24%/d。密封油温的高低决定了油中携带气体的多少，一般情况下

11、油温越高携带的气体体积越多。所以，适当调低氢温及油温可能有效控制纯度的下降。一、汽轮机油乳化问题1 乳化汽轮机油对运行机组润滑系统的影响破坏油膜、增加部件间的摩擦，引起轴承过热，加速金属部件的腐蚀和油质的劣化速度，容易产生油泥。2 汽轮机油发生乳化的原因油的抗乳性能是用破乳化时间来衡量的，破乳化时间越短，说明油的抗乳化能力越强，当油的破乳化时间超过60min后，说明油已乳化。运行油的破乳化时间指标是30min。    如果汽轮机油中含有乳化剂和水，运行油就可能会乳化，油中的乳化剂一般产生于油的劣化变质所形成的大分子产物，也有少数由外界

12、引入的表面活性物质（如洗涤用品中含有的）造成了油质的乳化。3 解决汽轮机油乳化的方法解决油质乳化的方法有两种，一种是添加破乳化剂法，该方法有时是有效的，操作也相对简单，但是能维持抗乳化的时间相对较短，这就需要补加破乳化剂，但补加不当。容易造成油质进一步地乳化，所以采用这种添加破乳化剂的方法越来越少。另一种方法是采用吸附再生技术将油中的乳化剂去除，没有了乳化剂，油自然会破乳化了，而且油的抗乳化能力会得到彻底的恢复和提高，例如许多电厂采用热工院研究院生产的QZTZ6型汽轮机油在线再生脱水装置将油的破乳化时间由原来的大于60min缩短到1min。 二、颗粒度超标问题1 

13、颗粒度超标对运行机组润滑系统的影响汽轮机油中的颗粒度超标，可能会堵塞系统滤网,而且其中的硬质颗粒会引起轴颈轴瓦的严重磨损，甚至划出很深的沟槽。金属颗粒对油质劣化有催化作用。见图1 图12 颗粒污染来源对汽轮机油的污染颗粒分析表明，固体颗粒有金属屑、金属氧化物、灰尘、纤维和油泥，其中油泥来源于运行油自身劣化变质的产物，金属屑来源于油泵等部件的磨损。3 运行汽轮机油的净化方法如前所述，与抗燃油的净化方法一样，通过提高油净化装置滤网的过滤精度，就能提高油的清洁度。当运行油由于劣化产生油泥导致颗粒度不合格时，应选用吸附再生和精密过滤相结合的方法，才能使其颗粒度合格。

14、60;三、水分含量超标问题1 水分含量超标的危害汽轮机油中水份的存在会加速油质的劣化及产生乳化，同时会与油中添加剂作用，促使其分解，并导致油系统的锈蚀问题。其锈蚀产物作为硬质颗粒进入油系统会增加油的颗粒污染度，并可能加速各轴颈轴瓦的磨损和划伤。2 水份含量超标的原因含水量超标一般是由于汽轮机轴封不严使蒸汽进入油中导致的，也有由于冷油器泄漏，在停机状态下，水压大于油压使油中进水导致的。3 去除水份的方法汽轮机油的脱水有聚集/分离式净油机、真空净油机和离心分离式净油机三种设备可供选用。在这三种脱水设备中，聚集/分离式净油机的优点突出，无论油中的水多少，都能使用，而且维

15、护工作量很小。无论选用何种方式脱水，首先应从油箱底部的排水阀排净油箱底部的游离水。 四、泡沫超标问题1 汽轮机油泡沫超标对润滑系统的影响由于汽轮机润滑系统的油，是强迫循环方式，流量较大，空气激烈的搅动，油面上会产生泡沫，油中也会产生气泡。气泡进入油泵会引起油泵的汽蚀现象，使油泵油压上不去而影响油的循环，破坏油膜，发生磨损；如果油泵吸油口的泡太多，有可能引起油泵的供油压力的脉动导致油路振动；泡沫严重时油箱顶部外溢，威胁机组的安全运行。2 泡沫超标的原因泡沫超标的原因可能有四个：第一、油在运行中由于劣化变质产生的劣化产物中有易于起泡沫的成分。第二、油在运行和劣化过程中

16、消耗了油中原有的抗泡沫成份。第三、在清洁油系统过程中使用了清洁剂，使清洁剂中的发泡成分残留在油中导致泡沫超标。第四、润滑油箱在负压下，有可能使空气中的石棉粉尘及尘埃等不洁物质进入油中造成油质污染。3 消除泡沫的方法消除泡沫的方法基本与抗燃油相同，第一是补加新油，第二是添加消泡剂。如这两种方法都解决不了问题。应考虑使用QZZ6汽轮机油再生净化设备对油进行再生处理，去除油中的劣化产物后，再添加消泡剂。 五、酸值超标的问题1 酸值超标的危害     酸值是反映汽轮机油劣化变质程度的一项化学指标。酸值升高说明汽轮机油发生了

17、劣化，产生了酸性物质。酸值越高，其升高的速度也就越快。油中劣化生成的酸性产物会不同程度的影响油的破乳化度、颗粒度、泡沫和空气释放值等性能。同时高酸值的油对金属部件有腐蚀作用，运行中油的酸值应控制在0.2mgKOH/g（加防锈剂的汽轮机油酸值应控制在0.3mgKOH/g）以内。2 酸值超标的原因酸值超标一般有两方面的原因，一是油质差，就是运行油的抗氧化能力下降甚至丧失，导致油的酸值急剧上升；二是用油系统存在过热或局部过热现象，导致酸值的逐渐升高。3 降低和控制酸值超标的方法酸值超标，可采用吸附再生方式在运行中处理汽轮机油，使其酸值恢复到新油水平。如果被处理油的酸值升高是由于其抗氧化能力的丧失，还应在再生处理后及时添加抗氧化剂，才能使油质保持稳定。酸值保持平稳。 六、汽轮机油的混油问题1 混油问题造成的危害如果混油不当会产生大量油泥，油泥会堵塞系统滤网，使系统供油不足，油压下降，严重时会影响系统的润滑，造成严重的后果。2 不当混油过程中为什么会析出大量油泥。在补油、换油和油再生