双流环密封瓦结构对氢气纯度的影响及分析及处理措施

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1、双流环密封瓦结构对氢气纯度的影响分析及处理措施湖南华电长沙发电有限责任公司游立元湖南大唐石门发电有限责任公司黄渊席摘要通过对300MW机组双流环式密封瓦结构分析和某电厂两台机组氢气纯度偏低的治理经验和教训，总结双流环式密封瓦的机组氢气纯度偏低的原因并提出相应的处理的措施。关键词氢气纯度平衡阀密封瓦一．引言湖南大唐某电厂为2X300MW大型火力发电厂，均采用哈电生产QFSN-300发电机，其中＃1机组与1995年12月13日投产，＃2机组于1996年9月25日投产。两台机组到目前经历过三次较大的检修。在十多年的运行当中多次出现过氢气纯度偏低的现象，尤

2、其1998年9月左右，＃1、＃2机组氢气纯度下降较快，每天氢气的排补量为50立方米，而且氢气的纯度较低，不能维持正常合格范围内，严重威胁到机组的安全稳定运行。2004年两台机组的氢气纯度出现不同程度的下降，严重威胁机组的安全稳定运行。期间必须通过每年的小修对机组的密封瓦进行更换控制氢气的纯度。通过对同类型机组的调研，发现也出现过类似情况，如本省的益阳电厂，湘潭电厂，外省的如珠江电厂，外高桥电厂等。2005年期间，某电厂技术人员在经过多年的摸索分析，成功地通过不更换密封瓦的方式解决两台机组氢气纯度的问题，机组经过一年多的时间运行取了较好的效果。本文就

3、某电厂对氢气纯度多年的摸索治理，总结一些较好的经验供大家分享。二．原因分析1、影响机组氢气纯度的原因较多，主要原因在于双流环密封瓦的结构所决定，密封瓦的结构如下：图一密封瓦结构示意图1.发电机轴瓦2.发电机密封瓦3.密封瓦推力油4.密封瓦空侧进油5.密封瓦氢侧进油6.密封座7.空侧及轴封回油8.密封瓦空侧油腔9.密封瓦氢侧油腔10.氢侧密封油回油由于发电机机内氢气运行中的工作压力一般在270～300 kPa，外界空气是不可能进去的，因此，影响发电机氢气纯度的原因只可能与发电机相关的气、油、水系统有关。经现场反复多次查找，排除了压缩空气进入发电机内的

4、可能性；而发电机内冷水的工作压力一般在200～250 kPa之间，运行中很少发现内冷水有超压现象，因此，内冷水进入发电机内的可能性也被排除；这样发电机氢气纯度下降的主要原因只可能出在其密封油系统方面。密封油系统如下图二：图二密封油系统结构图双流环发电机组的密封油系统设计两路独立的密封油，一路为空侧，另一路为氢侧，通过两路密封油的相互独立运行，防止发电机内氢气外泄，确保机组氢压稳定运行。设计两路运行密封油油压一般高于氢气压力85 kPa，而空、氢侧油压差按设计应在平衡阀维持的0．98 kPa以内，在空氢侧油压相对平衡的情况，两路密封油进入密封瓦内，一

5、方面带走运行中相互摩擦产生的热量，防止转子变形，一方面在转子表面形成一种油膜，浮动密封瓦，防止发电机内的氢气外泄。通过密封瓦和转轴，空侧和氢侧的密封油会产生交换作用。由于空侧密封油与主机润滑油系统相通，受抽油烟机的负压影响，其中会溶解或混有一定量的空气和水分，如果空氢侧油不断窜油，当空侧油进入氢侧时，进入氢侧的油中的含气量逐步增加，当氢侧油自密封瓦中流出时，其中的气体会从高速旋转着的轴颈表面释放出来，进入发电机的氢气系统，从而使发电机氢气纯度下降，这就是造成发电机氢气纯度下降的主要原因。由于双流环密封瓦的结构，空氢侧的密封油会进行一定量的交流，如果

6、交流的油流量不进行适当的控制，就会导致发电机组氢气纯度降低，威胁机组的安全运行。2、密封瓦经过长时间的运行后，会产生不均匀的变形，这种不均匀的变形加剧空氢侧的窜油，导致氢气纯度恶化。通过多年的小修期间对密封瓦的检修，密封瓦与转轴运行一段时间后存在以下问题：1．封瓦与转子的径向碰摩较严重。每次检查运行后的密封瓦都会发现径向乌金有较严重的摩擦痕迹。2．运行后的密封瓦存在严重的变形情况，每次解体后发现变形的情况基本一致。如图三所示：图三密封瓦的变形情况示意图为密封瓦的径向基本尺寸，为变形后的尺寸，=50μm～100μm左右，变形弧段长度范围为200－30

7、0mm。密封瓦的间隙厂家设计标准为：径向间隙0.23－0.28mm，轴向间隙为0.20mm左右。当密封瓦的径向间隙按设计值控制时，可能造成氢气纯度大幅度降低，严重影响机组的安全稳定运行；同时，通过一段时间的运行，密封瓦会发生如图三所示的变形，这将加剧密封瓦与轴颈局部间隙超标，更容易导致空氢侧的密封油交流。机组的氢气纯度将更大幅度降低。3、发电机组密封瓦处轴颈经过长期多年的运行，表面会产生一定的不均匀的磨损，会加剧局部的间隙超标，进而导致空氢侧相互窜油。我厂两台发电机组经过多年的运行，由于油质控制不佳和发电机密封瓦运行中的碰摩，密封瓦处的轴颈存在细小

8、磨痕和轻微的沟槽。这些细小磨痕和轻微的沟槽在运行中和密封瓦的乌金相接触，进而加剧乌金的表面损伤，影响密封瓦的径向间隙，可能