双流环密封油结构汽轮发电机补氢量大的原因分析

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1、双流环密封油结构汽轮发电机补氢量大的原因分析许昌龙岗发电有限责任公司设备管理部谢克东一、简介-氢气特性氢气是一种无色、无味的气体，在标准状况下的体积质量为0.08987g/L。氢气的分子运动速率最快，有最大的扩散速度和导热性，其导热能力是空气的7倍，因此在大型发电机组中普遍采用氢气作为冷却介质。另外氢气较其他气体的粘度较小，这样可以降低转子的阻力，从而大大提高发电机的效率。保持氢气的纯度接近100％可最大限度地提高发电机的效率。注：氢气的爆炸极限是4.0％～75.6％（体积浓度）一、简介-双流环密封油系统简介汽轮发

2、电机密封油系统由空侧和氢侧两个各自独立又互有联系的的油路组成，空侧和氢侧密封油同时向发电机两端的双流环式密封瓦供油。来自汽轮发电机组轴承的回油，经空侧密封油泵升压后，通过空侧密封油冷油器、滤网到发电机汽、励端双流环式密封瓦的空气侧油环，空侧密封油压力的控制依靠压差阀的泄油来控制，当发电机内氢气压力变化或空侧密封油压力波动时，压差阀将调整空侧密封油泄油量以维持空侧密封油压力大于发电机内氢气压力0.085Mpa左右。空侧密封油的回油排至发电机支持轴承的回油系统。一、简介-双流环密封油系统简介氢侧密封油经氢侧密封油泵升压

3、后，通过氢侧密封油冷油器、滤网，再分成两路分别通过发电机汽、励端平衡阀到发电机汽、励密封瓦的氢侧油环中，汽、励平衡阀的作用是跟踪汽、励端密封瓦内空侧油环内压力，调整汽、励密封瓦内氢侧油环内压力与空侧油环压力差不大于±50mm水柱,氢侧密封油回油到密封油箱，密封油箱油位通过空侧密封油泵出口补油或向空侧密封油泵入口排油来控制。一、简介-密封油系统功能向密封瓦提供二个独立循环的密封油源。保证密封油压力高于发电机内气体压力某一个规定值，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。通过热交换器冷却密封油

4、，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。通过滤油器，去除油中杂物，保证密封油的清洁度。通过发电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。空侧油路备有多路备用油源，以确保发电机安全、连续运行。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。一、简介-密封油系统原理图一、简介-发电机密封油箱结构从图中我们不难看出，1、3是由浮子控制的自动排油阀、补油阀；2、4是强制开启自动排油阀、补油阀的顶针，它们是在自动排油阀、补油阀失去控制，需

5、强制开启自动排油阀、补油阀对密封油箱进行强制的排油、补油时，旋转手轮将自动排油阀、补油阀顶起，在正常运行中2、4这两个手轮应是在旋出退出位置；5、6手轮控制的螺杆是用来在自动补油阀、排油阀故障时，强制关闭自动补油阀、排油阀的，在正常运行中5、6手轮也是在退出位置。二、双流环密封油结构汽轮发电机目前存在的问题目前，国内双流环密封油结构的氢冷发电机存在不同程度的补氢量大问题（原因有2种，一是氢气纯度降低，需要通过补排氢气来维持氢气纯度，导致的补氢量增大；二是氢气系统泄露，导致补氢量增大）。氢冷发电机的氢气消耗除了增加氢

6、气本身的成本外，还因氢冷发电机氢气纯度下降而导致发电机效率低、线圈温度升高到问题，严重影响发电机的安全经济运行。另外由于设备结构、运行、检修方面的原因，造成发电机内进油，引起发电机线圈绝缘下降，给发电机安全运行带来隐患。因此，解决双流环密封油结构的氢冷发电机补氢量大的问题十分重要。三.发电机补氢量大的原因分析氢气纯度不合格，将会直接影响机组的安全。如果氢气纯度下降至爆炸范围内，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

7、属部件腐蚀。发电机氢气额定压力为0.5MPa，（我厂一期2*350MW设计氢气压力417kpa；二期2*660MW机组设计氢气压力500kpa）所以常压空气不可能进入发电机。在密封油系统中，空气进入发电机的唯一途径是氢侧密封油携带的空气释放到发电机氢气中。三.发电机补氢量大的原因分析按照双流密封油结构密封瓦设计原理来讲，只有维持密封瓦内空侧密封油与氢侧密封油压力基本相等，减少空、氢侧密封油的交换，才能防止空侧油系统中夹带的空气等进入氢侧密封油系统。但实际运行中由于设备结构等方面很难控制空侧密封油和氢侧密封油压力的平

8、衡。造成空侧密封油和氢侧密封油压力不平衡的第二个主要原因是空、氢侧密封油压力的测量误差。机组运行中只有维持密封瓦与转轴之间的油压平衡，才能减少空、氢侧密封油的互相窜动，但由于设备结构的原因，目前只能测量密封瓦上的空、氢侧密封油进油处的压力作为平衡阀的调节信号，因此必然造成测量误差，平衡阀不能有效维持空、氢侧密封油压力的平衡，从而引起发电机补氢量增大。三.发电