氢冷发电机组密封油系统的稳定性及常见问题处理

氢冷发电机组密封油系统的稳定性及常见问题处理
发布时间：2021-10-09T07:25:28.397Z 来源：《科技新时代》2021年7期作者：蔡建强沈琪
[导读] 逐渐掌握了技术要点。

对于氢冷发电机组密封油系统的安全可靠运行将有极大的帮助。

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摘要：本文对氢冷发电机组的密封油系统在运行时的稳定以及常见的问题进行了剖析，提出了氢冷发电机组密封油在抽真空系统下进行优化的措施，并对该改善措施的效果进行了分析，希望能对相关行业起到一定的参考作用。

关键词：氢冷发电机组、密封油系统、运行稳定性、改善措施、实施效果
1引言
以某汽轮厂制造的660MW超临界机组为例，发电机组的两端在设计之初考虑到密封性，会用到密封油，以防止发电机在运行时外界的水分和杂质等物进入。

在该机组刚投入使用时，由于缺乏使用经验，而且对发电机的密封油系统不了解，使用时没有注意到这些问题，加上日常的保养不到位，造成故障的频发。

针对这一问题，机组技术人员通过对机组的深入研究，特别是发电机组的密封油系统的压力、油的温度、差压阀、平衡阀和油箱内油位等数据进行检测和收集，不断加以分析。

对机组密封油系统日常中出现问题的现象进行分析，逐渐掌握了技术要点。

对于氢冷发电机组密封油系统的安全可靠运行将有极大的帮助。

2氢冷发电机组密封油系统稳定性分析
2.1氢冷发电机密封油系统流程的说明
该汽轮机密封油系统为双流环式密封系统。

当密封油在整个系统中进行循环运动时，随着流动的方向，将整个密封油系统分为氢侧密封油系统和空侧密封油系统。

这两侧密封油系统各有各自的特点：氢侧密封油的油压通过两个平衡阀自动来跟踪空侧的密封油压，这样就能对空侧和氢侧两侧的油压在双流环式密封瓦处的油压差保持在-490Pa~+490Pa之间，尽可能平衡两侧的油压，保证了机组密封系统的稳定性；空氢侧密封油在双流环式密封瓦处对电机的转轴缝隙处进行密封，保证密封油在空气侧通过时的密封性。

空侧密封油通过油压阀来自动调节，使得空侧密封油压要大于氢气压力，一般值设定为84kPa。

由于密封油在密封瓦处的压力值一直比氢气的压力值要大，这样就能保证氢气一直处在密封性很好的封闭状态中，而不会泄漏出去。

密封油压的稳定性也可以通过自动调整得以实现。

空侧密封油系统油箱的油位高低以及油的流量是通过润滑系统来实施和保证的。

在氢侧密封油箱中油自动补油和自动排油的功能，这是依靠相应的自动补油和自动排油门的动作来实现的，从而较好地稳定了氢侧密封油箱油位的高低和油的流量大小。

2.2氢冷发电机组密封油系统运行的稳定性
空侧密封油泵的主要功能是为发电机空侧密封油提供了需要的压力，根据电流的性质不同分为交流油泵和直流油泵。

在油泵的出口处，它的压力值大小大约为650kPa，可能会有一定的波动，为了避免波定太大，会通过差压阀进行压力值的调节，最终要实现的目标是在密封瓦处空侧密封油压要比氢气压力值高84kPa。

由于氢侧密封油泵的出口压力值一般维持在850kPa左右，经过平衡阀自动调节的作用，使得两侧油压差维持在-490Pa~+490Pa之间。

该稳定系统以氢压为标准，空侧的密封油压随着氢压值进行调节，而氢侧密封油压又随着空侧油压的波动而变化，两者互相制约，互相调整，最终实现稳定，从而实现发电机密封油系统的循环流动。

这两者任何一方出现不稳定，都会给整个发电机的密封油系统带来不稳定的因素。

如果系统的外界因素受阻变小，此时可以通过差压阀和平衡阀来调节，而如果超出了差压阀和平衡阀的调节能力，系统的稳定性则会失去控制，进而影响到机组运行时的安全。

因此，氢冷发电机组的密封系统非常重要，日常要做好维护和保养工作。

3 氢冷发电机组密封油系统常见问题
上文已阐明氢冷发电机组密封油如果出现异常的话，将会给整个机组的安全运行带来威胁。

笔者结合实际情况，对氢冷发电机组密封油系统中常见的问题进行了归纳，主要有以下几点：
3.1在发电机充氢气的过程中会出现异常情况
氢冷发电机如果充氢的速度过快或者是充入的氢气量过多，造成内部氢气压力过大，则对密封瓦的密封环造成一定的压力，一旦超过密封环的承受能力，就会破坏密封环，使得密封环不具备密封的效果。

这样就会导致氢气以及密封油会留到发电机的密封系统中，无疑会给机组的安全运行带来极大的危害。

比如油泵的不稳定性使得油泵出口的油压值波动变大，从而造成系统失去平衡。

一旦出现这样的异常，应第一时间采取措施将充氢气的动作停止，并适当排除一些氢气，以降低发电机内部氢气的压力值。

通过对平衡阀进行调节，逐渐恢复系统的稳定性。

一般来说发电机要在比较低的氢压状态下稳定地运行一段时间，并对发电机内部因泄漏溜进去的油及时进行清理，避免出现火灾等意外事故；
3.2空侧和氢侧的密封油压差压无法保持在稳定的水平
这种异常有可能产生的原因为：空侧油压变化过快，由于波动较大，氢侧密封油压不能及时监测和调整；平衡阀出现了损坏使得氢侧密封油压无法进行调节；在平衡阀或者是差压阀取样管中发生了堵塞，造成平衡阀不能调整；
3.3发电机的补氢量过多或者是过快
如果补氢的量过多，由于在发电机内密封瓦经过长时间运行出现磨损后，造成间隙变大，此时压力的平衡关系需要重新建立。

氢侧和空侧的间隙中进入大量的密封油，而这些油中会汇入了部分氢气，造成氢气的损失，不利于企业的经济发展。

而且，随着空侧密封油箱中的密封油不断排除，氢气逐渐流出，氢压也随着降低，从而造成氢气的纯度下降。

4 氢冷发电机组密封油抽真空系统优化及效果
为了最大限度保证氢冷发电机组密封油抽真空系统运行的可靠性，需要对该系统进行优化：
4.1密封油真空系统切换旁路
在原有密封油箱抽真空系统中另外增加一套旁路优化系统，将该旁路优化系统和汽轮机的凝汽器真空系统相连接。

机组正常运行时，将原有真空泵组的入口手动门关闭，而将旁路系统的隔离手动门打开。

通过实际优化效果发现，氢气的纯度能长时间保持在97%以上，保证了机组的正常运行需求，节约了发电厂的用电量；
4.2除盐水回收系统
该密封油抽真空其它在运行时会向外排除盐水，这些盐水如果直接被会回收当作机组的凝结水系统，将不利于系统的稳定运行。

因此补充水需要进行除盐。

具体优化措施为：首先在机组中增加一个容积适当的集水箱，将密封油抽真空系统的真空泵组外排除盐水收集到这个水箱内，在水箱的顶部进行液位控制，并将集水箱内的水运输到闭式水回水管。

通过安装的隔离阀。

通过除盐回收系统实现了排水的高品质回收，达到了节约水源的目的，提高了机组的运行效率。

5 结语
本文通过对氢冷发电机组密封油系统的稳定性进行了阐述。

通过采用双流环式密封油系统能保证系统的有效密封，而且可以实现自动调节。

当出现发电机进油或者是氢气的纯度下降，就会对机组的运行稳定性和安全性带来威胁，需要及时排查原因，将系统恢复到平衡状态，以保证整个机组的稳定运行。

参考文献：
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【2】余敏发电机密封油系统的稳定性及异常处理，科技传播，2016-8(上)； 167-168
【3】袁守金发电机密封油系统的原理及异常处理，科技创新与应用，2016-6； 131
【4】赵江涛氢冷发电机机组密封油系统常见问题及节能优化措施，山东电力高等专科学校学报，24-2；45-47。