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1、培训教材密封油系统培训教材19.1 发电机密封油系统的概述 发电机采用氢气冷却，为防止运行中氢气沿发电机转子轴向外漏，引起火灾或爆炸，机组配置了密封油系统，向发电机转轴与端盖交接处的密封瓦循环供应高于氢压的密封油。密封油分别进入汽轮机侧和励磁机侧的密封瓦，经中间油孔沿轴向间隙流向空气侧和氢气侧，形成油膜起到了密封润滑作用。然后分两路（氢侧、空气侧）回油。19.2 密封油系统的流程及各部件工作原理右图为发电机密封油系统流程图。在正常运行方式下，汽轮机来的润滑油进入密封油真空箱，经主密封油泵升压后由差压调节阀调节至合适的压力，经滤网过滤后进入发电机的密封瓦，其中空气侧的回油进入空气析出箱，氢气侧的
2、回油进入氢气排泄扩大箱后再向下流入浮子阀箱，而后依靠压差流入空气析出箱。由于主机润滑油油压较密封油系统回油高，空气析出箱内的油无法流入真空箱，而只能流入汽轮机润滑油套装油管，回到主油箱，开始下一个油循环。密封油系统主要由设置在发电机下方0米的集装式密封油控制装置和设置在发电机下部6.9米层的氢侧回油扩大槽、浮子油箱、空气析出箱、排烟装置及其相关的供回油管路组成，它们在整个系统运行过程中分别担当着不同的角色。氢侧回油扩大槽密封油扩大槽布置在发电机底部稍下，主要用来储存氢气侧回油。发电机氢气侧（以密封瓦为界）汽端、励端各有一根排油管与扩大槽相连，来自密封环的排油在此槽内扩容，以使含有氢气的回油能将
3、氢气分离出来。扩大槽里面有一个横向隔板，把油槽分成两个隔间，目的是防止因发电机两端之间的风机压差而导致气体在密封油排泄管中进行循环。扩大槽两间隔之间可通过外侧的U形管连接，回油向下进入浮子油箱，箱体上部各设一根排气管，用以排掉低纯度的氢气。扩大槽内部有一管路和油水探测报警器、相连接，当扩大槽内油位升高超过预定值时发出报警信号。浮子油箱氢侧回油经扩大槽后进入浮子油箱，该油箱的作用是使油中的氢气进一步分离。浮子油箱内部装有自动控制油位的浮球阀，以保证该油箱中的油位保持在一定的范围之内。浮子油箱外部装有手动旁路阀和液位视察窗，以使必要时人工操作控制油位。氢气经分离又回到扩大槽，油流入空气析出箱。由于
4、浮子的控制作用，油箱内始终维持一定的油位，从而避免氢气进入空气析出箱。浮球阀（浮子阀）门的控制原理如油位逐渐上升时，浮球阀逐渐开大直至全开；油位逐渐降低时，浮球阀逐渐关小直至全关。当浮球阀卡涩时，易出现油位过高或过低甚至看不到的现象。油位过高，说明浮球阀未有效地打开，有可能造成扩大槽油位的异常升高；油位过低，说明浮球阀未有效地关闭，有可能造成氢气大量外排，引起机内压力的下降。出现上述情况，应当振打浮球阀，无效时隔离浮球阀，暂时使用旁路阀进行调节，并通过玻璃油位计观察油位。（见下图，左图为浮子油箱外形图，右图为内部浮球阀结构）。浮子油箱退出运行时:如果扩大槽油位过高而导致其溢流管路上装设的液位信
5、号器报警，则应立即将浮子油箱退出运行，改用旁路排油。此时应根据旁路上的液位指示器操作旁路上阀门的开度，以油位保持在液位信号器的中间位置为准，且须密切监视。因为油位逐步增高，可导致氢侧排油满溢流进发电机内；油位过低则有可能使管路“油封段”遭到破坏，而导致氢气大量外泄，漏进空气析出箱，此时发电机内的氢压可能急剧下降。因此也必须对浮子油箱中的浮球阀进行紧急处理，以使尽快恢复浮子油箱至运行状态。浮子油箱退出运行时应先关闭进油和出油管路上的截止阀，关闭氢气扩大槽至浮子油箱手动门（氢气扩大槽手动门）打开氢气扩大槽至浮子油箱排污门，打开浮子油箱放油门，检查浮子油箱箱内气压为零时才可打开箱盖对浮球阀进行检修。
6、浮子油箱退出运行时还应密切监视发电机内氢压，如机内氢压下降过快应采取相应补救措施，或者先让发电机减负荷运行。发电机内氢压偏低时:发电机内氢压偏低（低于0.05MPa）浮子油箱必然排油不畅，甚至出现满油是正常的，只要扩大槽用的油水检测报警器内不出现油，则说明氢侧回油依靠扩大槽与空气析出箱两者之间的高差已自然流至主回油装置（空气析出箱）。气压偏低时必须对油水检测报警器加强监视，一旦出现报警信号或发现回油，应立即进行排放，以免油满溢至发电机内。机内气压升高，浮子油箱排油才会通畅。空气析出箱发电机空侧（密封瓦大气侧密封油回油）密封油和两端盖轴承润滑油混合后排至空气析出箱内，油中气体在此分离后经过管路排
7、往厂外大气，润滑油经过汽轮机轴承回油套装母管流回汽机主油箱。空气析出箱安装位置低于氢侧回油扩大槽以确保回油通畅。集装式密封油控制装置集装式密封油控制装置中的主要设备有两台交流主密封油泵、一台直流润滑油泵、真空装置、一只差压阀、两只滤油器、仪表箱、就地仪表和管道阀门等。 真空装置主要是指真空油箱、真空泵和再循环泵，它们是单流环式密封油系统中的油净化设备； 真空油箱正常工作（指主密封油泵投入运行）情况下，轴承润滑油不断地补充到真空油箱之中，润滑油中含有的空气和水分在真空油箱中被分离出来，通过真空泵和真空管路被排至厂房外，从而使进入密封瓦的油得以净化，防止空气和水分对发电机内的氢气造成污染。真空油箱
8、的油位由箱内装配的浮球阀进行自动控制，浮球阀的浮球随油位高低而升降，从而调节浮球阀的开度，这样使补油速度得到控制，真空油箱中的油位也随之受到控制。真空油箱的主要附件还有液位信号器，当油位高或低时，液位信号器将发出报警信号。液位信号器还输出连续的模拟量信号到机组DCS，以便于监视。真空泵不间断地工作，保持真空油箱中的真空度。同时，将空气和水分（水蒸汽）抽出并排放掉。为了加速空气和水分从油中释放，真空油箱内部设置有多个喷头，补充油进入真空油箱通过补油管端的喷头，再循环油泵，用于正常运行中对真空箱内的密封油打循环，经处于高度真空状态下的真空箱顶部设置的喷头降压喷雾，油被扩散，加速气、水从油中分离。再
9、循环泵工作，通过管路使真空油箱中的油形成一个局部循环回路， 从而析出油中的水分和气体，通过真空泵不断的排除主厂房外，起到了循环处理作用。密封油真空箱的油位同样也是由一浮球阀（如右图）控制油位逐渐上升时，浮球阀逐渐关小直至全关；油位逐渐降低时，浮球阀逐渐开大直至全开。当浮球阀故障时，易于出现油位失控的现象，此时可通过开关手动补油门暂时来维持合适的油位。两台主油泵，一台工作，另一台备用，它们均由交流电动机带动，故又称主密封油泵。一台直流密封油泵，当主密封油泵故障时，该泵投入运行。它由直流电动机带动，它们均是三螺杆油泵。差压调节阀用于自动调整密封瓦进油压力，使该压力自动跟踪器发电机内气体压力且使油气
10、压差稳定在所需的范围之内。二台滤油器设置在压差调节阀的进口管路上，用以滤除密封油中的固态杂质。型式是滤芯式滤油器。滤油器组装在密封油控制站上，三台密封油泵均为三螺杆泵，它们有很好的自吸能力和抗汽蚀特性。用于低压范围（4.0MPa）三螺杆油泵，具有良好吸入能力的容积式泵，适用于无固体颗粒的润滑性液体的输送，工作温度110。其结构原理如下图所示。结构：泵内主要运转元件为三根螺杆（一根主杆（4）和两根从杆（3），螺杆在泵体内装衬套（5）内以相当小的间隙啮合旋转。一端为前盖，另一端为后盖（1）。泵密封腔内的滚动轴承（6）起固定主杆的位置的作用，并承受立式泵三根螺杆的重量。泵可配备随机安全阀，阀装在泵体
11、上。原理：三根螺杆（3、4）在啮合旋转时在齿间形成了沿轴向匀速移动的密封腔，将液体由进口平稳地输送到出口。作用在齿面上的轴向力由平衡活塞（A、B）平衡。因此轴承（6）仅承受剩余轴向力。从杆是液压驱动的，仅克服由液体摩擦引起的扭距，主要起密封作用，而非传递动力元件。密封腔（D）通过衬套上的回油管与吸入腔相通，压力受吸入腔的压力支配。密封腔上装有控制阀（8），调整阀弹簧可使密封腔获得较低的正压，防止气体进入和密封的干运转，预压弹簧（7）可使轴封处产生一定的压力。腔内压力应在0.030.1MPa，如进口为正压，零件（7、8）可拆除，并选择合理的机械密封。螺杆泵结构原理图1、后盖 ；2、螺塞（供注油用
12、）；3、从杆；4、主杆；5、衬套；6、轴承；7、预压弹簧；8、控制阀 ；A/B、平衡活塞；D、密封腔注意事项：1）泵严禁干运转。初次启动前应在泵体内注满要输送的液体，这可为泵启动时提供必要的液体密封（注油用的螺塞在泵体的最高处）。2）启动前打开所有进、出口管道上的阀（其作用为排出管道发生堵塞等故障时，保证泵体内的压力不至于无限度升高，使泵体爆裂）。3）点动，检查电动机的旋转方向。事故直流密封油泵投入运行时，由于密封油不经过真空油箱而不能净化处理，油中所含的空气和潮气可能随氢侧回油扩散到发电机内导致氢气纯度下降，此时应加强对氢气纯度的监视。当氢气纯度明显下降时，每8小时应对扩大槽上部的排气阀等进
13、行排污，然后补氢。事故密封油泵投入运行，且估计12h（小时）之内主油泵不能恢复至正常工作状态，则真空油箱补油管路上的阀门以及真空泵进口阀门应关闭，停运再循环泵及真空泵，然后操作真空破坏阀门，真空油箱退出运行。除主密封油泵故障需要投入事故密封油泵之外，真空油箱中的浮球阀故障需要检修，也应改用事故密封油泵供油，真空油箱退出运行。如果真空泵故障停运，主密封油泵仍可正常运行供油，此工况也应按前面所规定进行机内排污、补氢，以保持机内氢气纯度，此工况下还应对真空油箱的油位进行严密的监视，如无法维持允许的油位，则应停运主密封油泵，而改用事故密封油泵供油。第三供油回路供油时:事故密封油泵故障，且主密封油泵或真
14、空油箱真空泵不能恢复运行，则发电机内氢压下降至0.1MPa以下（此时发电机负荷按要求递减）改用第三供油回路供油，扩大槽上部的排氢管也应连续排放且向发电机内补充高纯度氢气以维持机内氢气纯度。如果二台主密封油泵停运时间超过4 小时，则应将真空油箱进油阀关闭，以防止真空油箱满油。(因密封油真空油箱浮球阀有一定的漏量，约4 小时油位上升70mm左右)密封油系统的空气析出箱配备两台100%容量的排烟风机，并通过风机出口处的止回阀，将两台风机并联连接。正常情况下，一台风机运行，另一台备用，两台风机可以相互切换。风机启动时，首先将全部疏油阀门全部打开排净存油，风机入口蝶阀可锁定在50%开度，在正常运行工况下
15、，投入一台排烟风机，真空表的负压值一般应维持在0.250.5KPa，并可通过调节入口碟阀直到入口处的真空度达到上述范围，同时应观察排入空间的排气量，至适中为度。在风机的进口和出口之间设有一个旁路止回阀，用意在两台排烟风机全部停止运行时，借油烟的自然升力将油烟排向大气。如果在某种工况下，装置的入口处负压未能达到要求时，两台排烟风机也可并联同时工作。密封油系统中的测量仪表有油泵出口压力表、主供油管路上的压力开关及压力表、真空油箱液位信号器、真空表及真空压力开关、差压表及差压开关等。其中密封油与机内氢气差压指示表计比实际差压要略微高些，因为机内氢压取自扩大槽底部，而密封油压取自密封油管口，两根管子高
16、程差引起的液柱差将反映到压差表计，因此压差表计显示值应是实际油氢压差和液柱压差之和。空气析出箱油烟净化装置图S1、预分离器 S2、除沫器 S3、分离器 Vb、碟型阀板 Vc、止回阀板E、排烟风机 Jf、挠性节 Pi、真空表 M、电动机19.3 密封油系统的运行方式密封油系统具有四种运行方式，能保证各种工况下对机内氢气的密封。1.正常运行时，一台主密封油泵运行，油源来自主机润滑油，即主机润滑油箱润滑油系统密封油真空箱主密封油泵差压阀发电机密封瓦空气析出箱(氢侧回油至密封油扩大箱浮球阀空气析出箱)主机润滑油箱。2.当主密封油泵均故障或交流电源失去时，密封油运行方式如下：主机润滑油箱润滑油系统直流密
17、封油泵差压阀发电机密封瓦空气析出箱(氢侧回油至密封油扩大箱浮球阀空气析出箱)主机润滑油箱。3.密封油泵全停,润滑油供油时，应紧急停机并排氢至机内压力在100Kpa以下，直至主机润滑油压能够对氢气进行密封，此时密封油运行方式：主机润滑油箱润滑油系统差压阀发电机密封瓦空气析出箱(氢侧回油至密封油扩大箱浮球阀空气析出箱)主机润滑油箱。4.当主机润滑油系统停运, 密封油来油中断时，密封油系统可独立循环运行。此时应注意保持密封油真空箱较高真空，以利于充分回油。密封油运行方式为: 密封油真空箱主密封油泵差压阀发电机密封瓦空气析出箱(氢侧回油至密封油扩大箱浮球阀)密封油真空箱。5.正常运行，密封油真空箱要保
18、持-80-86Kpa以上的真空，以利析出并排出油中水气。19.4 密封油系统的投停1.首次投入密封油系统或大小修后密封油系统的第一次投入需系统进行冲洗合格后才可投入运行。2.关闭密封油冲洗阀。3.启动密封油真空泵，密封油真空箱抽真空至-75kPa左右，关闭抽空气门，短时停密封油真空泵。4.缓慢开启润滑油至密封油系统供油门、密封油真空油箱进油门对真空油箱补油，检查真空油箱浮球阀动作正常，真空油箱油位能自动维持在正常值。5.检查密封油差压阀切至旁路运行。6.发电机内已充入压缩空气，机内压力维持0.030.05MPa。7.缓慢开启密封油三路油源门，通过调整密封油差压阀旁路门或密封油三路油源门，维持密
19、封油差压50KPa左右。8.注意观察发电机密封油浮子油箱、氢气扩大槽、发电机下部油水油水继电器油位，防止发电机进油。9.发电机进行气体置换，当机内压力大于0.1MPa时，由于润滑油压力不能继续维持密封油差压，将密封油三路油源切换至密封油主油泵运行，缓慢开启真空油箱进油门对真空箱注油，同时注油密封油差压正常，确认真空箱浮球阀动作正常。10. 检查确认密封油主油泵具备启动条件（相关阀门开启，泵已送电等）。11.全开主密封油泵出口溢流阀旁路门，启动一台主密封油泵，检查其泵压力、温度、振动、声音、电流正常，确认再循环密封油泵联启正常。12. 缓慢关闭密封油主油泵溢流阀旁路门，注意主密封油泵及母管压力，
20、同时用差压阀旁路门调整密封油差压在50KPa左右。13.密封油主油泵启动后注意检查密封油真空油箱油位，确认真空箱浮球阀动作正常。14.启动密封油真空泵对发电机密封油真空油箱抽真空，真空油箱低真空报警值为-78 kPa，正常值为-80kPa以上。15.当调整主密封油泵出口压力大于0.7MPa，将另一台主密封油泵和直流密封油泵投入备用。16.当发电机内氢气压力大于0.15MPa时，投入密封油差压阀运行。17.密封油系统投入后注意检查发电机底部油水继电器、氢气回油扩大槽高油位油水继电器无油、浮子油箱内浮子阀动作正常、真空油箱内浮子阀动作正常。当发电机机内H2已全部置换为空气，二氧化碳纯度5，机内压力
21、为50kPa以上。汽轮机盘车已停止时可以停运密封油系统。转子没有静止时，密封油系统停止会造成密封瓦损坏。解除备用交流密封油泵和直流密封油泵联锁；停运密封油真空泵；停运运行密封油泵，停止密封油再循环泵；停止密封油直流油泵并切至就地位置；关闭润滑油供密封油系统油门；密封油真空油箱破坏真空。如密封油系统停止同需对密封油系统进行放油时，应在停运主油泵前关闭密封油真空油箱进油门，通过主油泵尽可能降低油箱油位，系统停运时应注意检查真空油箱油位、密封油真空泵分离器油位。19.5 密封油差压阀投入、退出操作方法1.密封油差压阀投入操作方法：先使用旁路门手动调节密封油系统的油-气压差值就地表计指示到0.056M
22、Pa左右。然后开启差压阀上部气侧引压阀，紧接着开启差压阀下部油侧引压阀直到全开，再开启差压阀出口阀。逐步关闭差压阀旁路阀，同时逐步开启差压阀入口阀，直到旁路阀全关，入口阀全开，则差压阀投入运行。2.密封油差压阀退出操作方法：先关小差压阀入口阀，直到差压值有所下降，再缓慢开启旁路阀，维持差压在0.056MPa左右。如此反复操作，直到差压阀入口阀全关，旁路门适当开启。然后关闭差压阀上部气侧引压阀、下部油侧引压阀、差压阀出口阀，则差压阀退出运行（右图为差压阀结构图）。如油氢差压偏离规定值可以调整差压阀上部的压缩弹簧改变油氢差压。顺时针调整差压减小，逆时针调整差压增大。19.6 系统运行维护1.密封油
23、差压阀能维持正常差压0.0560.02MPa,差压值降至0.036 MPa时发下限报警信号值，0.072 MPa时发上限报警信号值。2.真空油箱浮子阀能维持正常油位在真空油箱水平中心线至以上60 mm范围之内。(以真空油箱油位人孔盖水平中心线为基准零位),往上+75mm,往下-75mm发出高、低油位信号。 3.主密封油泵出口油压低到0.68 MPa时,备用油泵联启。当备用油泵仍不能维持正常密封油压时，直流油泵联启。4.密封油真空箱正常真空度维持在-80kPa以上。5.检查密封油真空泵油分离器油位是否正常，油质是否合格，分离器内在水时开启分离器水溢流阀或排污阀进行放水，油质不合格时进行更换。6.
24、检查密封油真空泵油分离器出口观察窗有积水时要及时放水，特别是冬季要加强对密封油真空泵油分离器及观察窗的检查。7.检查发电机底部油水继电器、氢气回油扩大槽高油位油水继电器无油。8.发电机密封油系统正常运行时检查密封油三路油源门开启，密封油回油至真空油箱门开启，密封油直流油泵再循环适当开启。9.检查密封油真空油箱油位正常，进油、回油正常。密封油真空泵的运行与维护：密封油真空泵（如右图）启动前一定要核电气接线是否正确。确认密封油真空泵冷却水电磁阀和润滑油电磁阀与密封油真空泵同时投入和停止；密封油真空泵启动前应检查分离器中的油位应在分离器油位计中心线以上，以确保真空泵投入后分离器内油位在中心线，并检查
25、分离器内油质正常；密封油真空泵启动前应设法盘车，确认真空泵轴承无卡涩，然后点动检查泵转向正确，从电机侧看为逆时针方向旋转；在盘车时确认电磁阀动作正常，电磁阀带电开、失电关；电机侧轴承润滑油门、冷却水门开启、分离器水溢流阀、真空泵吸入阀、排污门、阀盒排污门 、分离器排污阀关闭，水气清除阀关闭，以利于建立真空；启动真空泵，确认泵体冷却水电磁阀、轴承润滑油电磁阀开启，轴承油管道畅通，且轴承温升正常；开启吸入阀，检查真空油箱真空平稳上升；开启分离器水溢流阀，检查水溢流管路畅通；泵端水气清除阀适当开启 (当真空油箱内真空93kpa时，再逐步打开泵端水气清除阀，以真空不下降适当 )。真空泵运行期间，要定期
26、检查真空泵油位，泵投入运行初期每天至小一次，油位低时应即时补油。同时还应观察油是否被乳化，若被乳化则应停泵换油；应加强检查排气管路上装设的视察窗，发现有油水积聚时应立即进行排放。真空泵停止运行时先关闭吸入阀，打开水汽清除阀，破坏真空，再停止真空泵运行。泵停止后检查冷却水电磁阀、润滑油电磁阀关闭。发电机停运期间，每天应启动一次真空泵，以防止泵内生锈抱轴，夏季高温时节每天应启动二次，每次约20分钟。也可以采用从泵入口喷防锈剂，然后关闭进出口阀以封闭外界空气。真空泵油气分离箱内部应定期换新油或清洗，防止有沉淀物沉积在分离箱底部，因而阻塞油路，导致泵损坏。19.7 密封油系统事故处理1.主密封油泵跳闸
27、或密封油母管压力低时，发出报警，备用密封油泵应自启动，否则手动开启。若密封油压继续降低时，直流密封油泵自启动。检查运行的主密封油泵及有关设备有无异常，必要时应切换为备用主密封油泵运行，待密封油压正常后，停直流密封油泵。2.当各密封油泵均发生故障时，发电机应紧急停机并紧急排氢直至润滑油压能对机内氢气进行密封。3.密封油差压调节阀自动调节不正常，使油氢差压不能维持正常时，可用调节阀旁路进行调整，同时联系检修处理。4.发电机密封油源中断，应紧急停机并排氢。5.密封油系统着火，严重威胁机组或人身安全，应紧急停机并进行灭火、排氢。6.密封油真空箱、膨胀扩大箱油位异常多为浮子阀卡涩不能自动调整引起。密封油真空箱油位高时，可关闭真空箱进油门，待油位下降后再开启，如此活动浮子阀。油位低时，可通过旁路门补进油。膨胀箱油位高时，应用浮子阀箱旁路门进行调整，并联系检修用橡皮锤对浮子阀箱进行振打。此时应注意油水观察窗内是否有油并及时排放。如备用密封油泵联动，应待系统正常，油压稳定后停用。操作中要确保密封油压正常，否则，一旦发现发电机大量漏氢，应切断励磁紧急停机。