密封瓦技术讲课 梁社锋

密封瓦

一、密封瓦结构简介

本发电机采用西屋引进技术双环双流环式油密封系统的先进设计。其作用是通过轴颈与环式密封瓦氢气侧与空气侧之间的油流阻止了氢气外逸。

双流即密封瓦的氢气侧与空气侧各有独立的油路。当两路密封油经过密封支座上各自的油道、进入双流密封瓦中各自的油槽时，平衡阀控制着氢侧进油系统使氢侧油压与空侧油压维持均衡，于是两路密封油就互不相让；各自从轴颈表面分别流向氢侧与空侧，充分发挥了密封氢气的作用。平衡阀的精密度严格控制了两路密封油的互相串流，从而大大减少了氢气的流失和空气对机内氢气的污染，使氢气的消耗量少于单流环式；又因省掉了真空泵系统，简化了维护工作。

环式密封瓦采用青铜合金瓦体以利于消除端部漏磁的影响。双环是将密封瓦一分为二，每个瓦的厚度减少了很多，瓦环与轴颈径向间隙为0.20～0.25毫米。在轴颈上可以更加随意浮动，从而减少了对轴径的扰动。另一方面由于油压大于氢压，使氢侧的瓦环更贴近支座油槽的内壁，从而进一步减少氢侧的回油量，故可适当放大瓦在支座内的轴向间隙。双环的正常轴向总间隙为0.45～0.77毫米，而单环只有0.19～0.23毫米，因此减少了碰磨轴颈的机会，有助于安全运行。为了防止其随轴转动；在瓦的外径上装有止转方键，定位于密封支座内。由于密封瓦的装配间隙很小，不能让它成为‘碰磨’源，引起振动的飘移.在密封瓦的空侧进油系统中差压阀跟踪机内氢压，从而控制着空侧油压，保证油压大于氢压，严格地维持着0.084兆帕的油氢压差。如前所述，在氢侧进油系统中是由平衡阀跟踪空侧油压，控制着氢侧油压，使两者保持平衡。从密封瓦流出的氢气侧回油汇集在密封支座下方，位于下半端盖外侧的消泡箱内。流入消泡箱内的油中释放出来的氢气泡沫被隔离在箱内、而氢气则回到机内，氢侧油则流回密封油供油装置上的氢气侧回油箱，通过氢侧油泵及冷油器或加热器和过滤器再进入氢气侧油路中循环。而从轴上流出的空气侧回油则流入轴承座与轴承回油一起流回主油箱、在途中先流经空气侧回油箱，油中带有的微量氢气在此被U 型油封管堵住，而被抽油烟风机排出回油箱，使回到主油箱的轴承油不含氢气，保证了主油箱的运行安全。空侧油泵则将一部分回油从空侧回油箱抽出，通过冷油器或加热器及过滤器送回密封瓦。密封油系统为空侧油泵设有三个备用油源，用来保证密封油的供应，确保运行安全。

密封瓦跨着轴颈，座落在密封支座的瓦槽中，而支座是安装在端盖上的，但与端盖既是绝缘的又是密封的；在励端密封支座与端盖之间加装了一个绝缘的中间环，使之成为双重绝缘，能在运行中连续监测它的对地绝缘电阻。

二、密封瓦原理

本系统为集装式，与发电机的双流环式轴封装置相对应。汽轮发电机双流环式轴封瓦内有两个环形油槽，供油槽内的油压始终高于发电机内的氢气压力，从而防止氢气从发电机内部漏出。在密封瓦内的两个供密封用的油槽，形成了两道油流，这两道密封油流之间由独立的两套油源分别供给。靠近电机内部氢气的油流，我们称之为氢侧密封油，简称氢侧油。靠近大气和空气接触的油流，我们称之为空侧密封油，简称空侧密封油。密封油除了供密封瓦起密封作用外，对密封瓦还可以起到润滑降温作用。当这两股密封油的供油压力趋于平衡时，油流将不会在两个供油槽之间的空隙中串动。密封油系统的氢侧供油将沿着轴朝发电机内侧流动，而密封油系统的空侧供油将沿着轴朝外部轴承一侧流动，而密封油系统之间油的压力理论上保持相等，油流在这两条供油槽之间的空间内部将保持相对平衡，不发生相互串油现象。密封瓦供油槽之间的油压通过外部不间断的调节，保证其提供的油源之间相对平衡，且维持油压高于发电机内部氢气一个固定的压力值。

图示一密封瓦工作原理

三、密封油系统的组成

本密封油控制系统由下列部件构成：空侧交流泵、空侧直流泵、氢侧交流泵、氢侧直流泵、空侧过滤器、氢侧过滤器、密封油箱及油位信号器、油-水冷却器、压差阀、平衡阀、氢油分离箱、截止阀、逆止阀、蝶阀、压力表、变送器及联接管路等。

3.1油封箱

油封箱是氢侧油路的回油装置。油内设有补—排油浮球阀，它能根据油封箱油位的高低变化自动进行补—排油，维持油封箱内油位的相对稳定。当发电机在高氢压下运行时，补油取自空侧密封油供油管路上的过滤器出口。排油经油封箱内排油浮球阀排至空侧油泵来油总管。在发电机未充氢或低氢压下运行密封油系统投入运行时，由于空侧来油取自发电机下部的氢油分离箱，而油封箱内的压力接近大气压力，所以当系统出现有位高时，排油浮球打开，但此时由于排油阀出口，受管路静压（12米）影响处于高油压状态，无法直接将油排至空侧泵入口油管。为了解决此问题，在氢侧过过滤器出口与空侧泵入口油管之间设一根连通管，利用氢侧油泵升压将油排出。解决低氢压下油封箱满油时，无法排油的问题。

3.2压差阀

压差阀安装在空侧油泵的旁路位置上，他能通过电机氢压信号与自身出口油压信号相比调节阀芯开度大小，自动调整密瓦空侧进油的油压，保证油压高于机内氢压0.084MPa。

密封油系统中差压阀的工作原理？

答：压差阀的活塞上面引入机内氢气压力（压力为p1），活塞下面引入被调节并输出的空侧密封油（压力为p），活塞自重及其配重片重量（或调节弹簧）之和为p2（可调节），则使p=p1+p2（上下力平衡）。当机内氢气压力p1上升时，作用于活塞上面的总压力（p1+p2）增大，使活塞向下移动，加大三角形工作油孔的开度，使空侧油量增加，则进入空侧密封瓦的油压随之增加，直到达到新的平衡；当机内氢气压力p1下降时，作用于活塞上面的总压力（p1+p2）减少，使活塞上移，减少三角形油孔的开度，使空侧油量减少，压力p随之减少，直到达到新的平衡。

3.3平衡阀

平衡阀安装在氢侧系统向发电机供油的主管路上（立式倒装），阀体内有一压缩弹簧，补偿阀芯重量。通过调整平衡阀底部螺杆可以微调平衡阀内活塞位置，提高平衡阀的精度，调整精度只能保证在10~30mm水柱之间。

密封油系统中平衡阀的工作原理？

答：平衡阀平衡活塞的上侧引入空侧密封油，下侧引入被调节并输出的氢侧密封油压。此两种油压分别作用在平衡活塞的两面，当空侧油压高于氢侧油压时，平衡活塞带动阀芯向氢侧移动，加大阀门开度，使氢侧油两增加，，则进入密封瓦的氢侧油压随之增加，直至达到新的平衡；反之平衡活塞带动阀芯向空侧移动，减小阀门的开度，使氢侧油量减少，其压力也随之减少，直至达到新的平衡。

平衡阀倒装的目的：

A、阀芯和平衡阀活塞的自重和弹簧弹力的方向相反，便于差压阀校正；

B、当出现异常情况，比如弹簧卡涩、断裂，平衡阀会在自重作用下关小，流道变窄，进而减小了氢侧油压，减小进油可能性；（假如正向安装，自重是让氢侧阀门芯开大