發電機密封油系統的原理及異常處理
【摘要】350MW 級的火力發電機組的發電機大都采用水-氫-氫的冷卻方式，即發電機定子繞組為水冷，發電機轉子繞組為氫氣內冷，鐵芯為氫氣外部冷卻，氫氣冷卻效果好，同時氫氣又是易燃易爆氣體，為保證氫氣使用安全需要將氫氣密封在發電機內，發電機密封油系統的作用就是將發電機內的氫氣與外界隔絕，既不讓氫氣逸出，保證安全，也不讓空氣進入發電機內，保證氫氣純度。 密封油系統是在循環運行，動態調整，因此密封油系統的好處在于能保證密封油充滿發電機兩端的密封間隙，密封效果良好，但是在運行中密封油壓力調整不當或密封油中斷，則會使發電機內的氫氣迅速噴出，造成事故，極有可能導致停機，甚至著火等，不僅造成了經濟損失也有可能危及到人身和設備的安全，因此密封油系統的穩定性非常重要。
【關鍵詞】雙流環式密封瓦;差壓閥;平衡閥;自動調整
1 密封油系統自動調整的原理
1.1 發電機密封油系統流程
本系統為集裝式，分為空側密封油系統和氫側密封油系統，與發電機的雙流環式軸封(密封瓦)裝置相對應。 汽輪發電機密封瓦內有兩個環形供油槽，從供油槽出來的油分成兩路沿著軸向通過密封瓦內環和軸之間的徑向間隙流出，其油壓高于發電機內的氫氣壓力，從而防止氫氣從發電機漏出。 在密封瓦內設有兩個供油槽，形成獨立的氫側和空側的密封油系統。當這兩個系統的供油壓力平衡時，油流將不在兩個供油槽之間的空隙中串動。密封油系統的氫側供油將沿著軸朝發電機一側流動，而密封油系統的空側供油將沿著軸朝外軸承一側流動。由于這兩個系統之間的壓力平衡，油流在這兩條供油槽之間的空間內將保持相對靜止。 密封油壓通過自動調整.
1.2 發電機密封油系統調節原理
發電機空側密封油的壓力由空側密封油泵提供，空側密封油泵分為直流油泵和交流油泵，油泵出口壓力約為 0.8-1.0Mpa 左右，空側密封瓦供油采用旁路差壓閥調節氫油壓差，壓差調節按機內氫氣壓力自動調節，保證密封瓦的正常工作油壓，氫油壓差為 0.085Mpa，油泵出口壓力隨機內氫壓升高，壓力范圍為 0.25-0.6Mpa。差壓閥的旁路閥，起泄油作用，主要目的是維持空側油壓的穩定。 氫側密封油源由交流電動油泵供給，從交流油泵出來的壓力油經管式冷卻器、油過濾器后分成汽端、 勵端兩路各經過一個平衡閥。該閥根據空側油壓，自動調節空、 氫側壓力平衡，平衡后進入密封瓦。氫側密封瓦回油經發電機消泡箱后進入 油封箱，再回到油泵形成一個閉式循環油路系統。平衡閥用以保證氫、 空側油壓相等，其壓差不大于 50mm水柱。 在整個調節系統中，以氫壓為基準，空側密封油壓跟蹤氫壓進行調整，氫側密封油壓跟蹤空側密封油壓的變化進行調整，由于氫氣壓力在正常情況下變化很緩慢，因此在系統調節正常的情況下，空側密封油壓和氫側密封油壓都會保持穩定，整個密封油系統形成一個閉環式的連續流動，任何一個環節出現異常，都會導致整個系統的調節不穩定，如果系統擾動較小，通過平衡閥及差壓閥的自動調整，能保證系統穩定，如果擾動較大，超過平衡閥和差壓閥的調整能力，則系統會劇烈擺動，不能自動恢復，必須手動干預。
2 發電機密封油系統的常見調節異常問題及處理
2.1 發電機密封油系統調節異常的幾種原因
( 1)發電機密封瓦損壞或磨損太厲害，密封瓦與發電機軸之間的間隙太大，空側密封油和氫側密封油之間的串油量太大，使平衡閥和差壓閥不能正常調整，引起油壓波動。
( 2)平衡閥或差壓閥調整彈簧調整不當，過松或過緊。 當調整彈簧過松時，平衡閥或差壓閥出口油壓波動較大，閥門調整能力較小。當調整彈簧過緊時，平衡閥或差壓閥不能克服彈簧緊力，則不能動作。
( 3)氫側密封油箱油位過低，導致大量氫氣進入氫側密封油泵，使油泵不能正常工作，由于油泵出口壓力波動大，必然引起平衡閥大但不隨氫壓變化。
2.2 密封油系統常見的問題及處理方法
( 1)發電機充氫過程中容易出現的問題及處理方法。發電機充氫過快或氫壓過高，有可能破壞密封瓦內形成的油密封環，使密封瓦失去密封作用，導致大量的氫氣和油噴出或大量的空氣或氫氣進入發電機密封油系統，如果氣體太多，就會破壞密封油泵的正常工作，使油泵出口油壓出現大幅度擺動，導致系統失穩，此時應及時停止充氫并及時排氫，減小發電機內氫氣壓力，通過調整平衡閥，差壓閥旁路的方法恢復系統穩定，應保持發電機較低氫壓穩定一段時間并及時清理漏出的油，避免著火。
( 2)空、 氫側密封油差壓不能保持穩定值。 出現這種現象主要有三種原因：一是由于空側油壓變化太快、 變化幅度太大，氫側密封油壓跟蹤不及時，這時主要以穩定空側密封油壓力為主，通過空側差壓閥旁路進行調整恢復壓力穩定，然后觀察氫側密封油壓力的變化情況。二是由于平衡閥損壞或卡澀引起，如果平衡閥內部漏油或平衡閥卡死，則氫側密封油壓不能調整，空、 氫側密封油差壓隨空側壓力變化而變化，由于空側壓力一般都比較穩定，這種現象一般不易發現，可人力調整差壓閥來驗證是否存在這種情況。如果平衡閥內部較臟，平衡閥反應較慢，在正常情況下能維持差壓穩定，在空側壓力劇烈變化時會反應遲鈍，差壓變化大，這種情況應拆下平衡閥進行內部清洗，采用石油醚或丙酮灌入平衡閥取樣口，上下活動平衡閥閥塞，可將雜物清理干凈。第三種原因是平衡閥或差壓閥取樣管堵塞，由于平衡閥的取樣管都是從發電機密封油進油口處取出，到平衡閥，每根管的長度都超過 10 米，管徑很小，在油質較臟或油系統使用密封膠較多的情況下，有可能出現管路堵塞的情況，使平衡閥不能正常調整，檢修時應將取樣管用氮氣等高壓氣體吹掃。
<P> ( 3)發電機補氫量偏大或氫氣純度下降偏快。由于發電機的雙流環式密封瓦是靠空側密封油和氫側密封油之間壓力基本平衡后才不串油的，在發電機密封瓦磨損后，間隙會增大，壓力平衡被打破，就會導致氫側和空側之間瓦內串油，也必然導致氫側密封油箱更頻繁地補油和排油，如果氫側壓力偏高，大量氫側密封油會通過密封瓦與軸之間的間隙進入空側密封油，氫側密封油中含的大量氫氣會混入空側密封油，在空側密封油箱中排出，氫氣損失量增大，氫壓下降加快，同時氫側密封油箱中會補入空側密封油，容易帶入氣體，使氫氣純度下降。 如果空側壓力高于氫側壓力，則空則密封油會串入氫側密封油，空側密封油中帶有的空氣會進入氫側密封油，最終進入發電機，使氫氣純度下降。
3 結束語
雙流環式密封油系統，盡管密封效果好，能實現自動調整，但如果控制不好或出現一些異常情況就會導致發電機進油、 氫氣品質不合格，危及機組安全運行，可靠供電。 運行中應嚴密監視密封油系統的運行參數與狀態一旦發現系統平衡被破壞，系統壓力大幅波動的現象，應立即關注自動能否恢復平衡，如若不能應立即手動進行調整。 密封油系統故障時應嚴密監視發電機油位，氫壓等參數，處理原則是先恢復系統平衡，再查明原因，盡快消除缺陷，保證系統正常運行
