[摘 要]发电机在运行和备用期间，发电机内腔冲入一定压力和浓度的氢气，氢气与大气采用密封油隔绝，防止外界空气进入发电机内部及阻止发电机内氢气外漏。由于油氢之间的直接接触，密封油压高于氢压，运行中控制不当，极易造成发电机进油，直接导致发电机绝缘腐蚀、老化，如果油未及时排出，油在发电机内蒸发产生油烟蒸汽，会严重威胁机组的安全运行。发电机漏氢，补氢量增大，将使发电机氢气纯度下降，机内氢气污染，，冷却效果变差，发电机各部分温升增加，使得发电机寿命降低。
　　[关键词]密封油 氢气纯度 平衡阀
　　中图分类号：TG172.81 文献标识码：TG 文章编号：1009―914X（2013）22―0358―01
　　双流密封油系统的组成
　　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。
　　1 双流双环式密封油工作原理
　　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，从而防止氫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为氢侧密封油。靠近大气和空气接触的油流为空侧密封油。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。
　　2 发电机补氢量大及纯度下降原因分析
　　（1）.空侧密封油和氢侧密封油压力不平衡
　　按照双流密封油结构密封瓦工作原理，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衡。
　　当空侧密封油压力大于氢侧密封油压力时，空侧密封油在密封瓦内向氢侧窜油，空侧密封油夹带的空气等进入氢侧密封油。当氢侧密封油压力大于空侧密封油压力时，氢侧密封油在密封瓦内向空侧窜油，这样将引起氢侧密封油箱油位降低，氢侧密封油箱浮球阀将打开，空侧密封油泵出口的压力油通过浮球阀补入氢侧密封油箱。所以无论空侧密封油压力大于氢侧密封油压力，还是氢侧密封油压力大于空侧密封油压力，都将使从轴承回油来的空侧密封油夹带的油烟、水气等通过与氢侧密封油交换而进入氢侧密封油系统，再通过密封油内油档被发电机吸入发电机内，造成发电机内氢气污染，氢气纯度下降，补氢量增大。
　　（2）.造成空侧密封油和氢侧密封油压力不平衡主要有两个原因
　　其一是氢侧密封油系统的平衡阀调节精度差。目前平衡阀要求的精度为±50毫米水柱（±490Pa），在运行中，由于平衡阀活塞和油缸之间间隙较小，稍有杂质可能造成活塞的运动阻力增大，甚至卡死，致使平衡阀调节精度变差，不能有效维持空、氢侧密封油压力的平衡，进而造成氢气污染、增大补氢量增大。
　　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。
　　（3）.密封瓦与发电机转子间隙增大
　　从密封瓦与转轴间沿转轴的轴向流向空侧和氢侧的油流称为轴向流动，当空、氢侧密封油压差保持一定时，空、氢侧密封油的交换量与密封瓦的间隙的成正比。对于300MW汽轮机，密封瓦直径间隙为0.15-28mm，当运行中密封瓦间隙从0.15mm增大到0.28mm时，密封油流量将大大增加，而由于空、氢侧密封油之间不可避免的存在压差，密封油流量的增加将导致空、氢侧密封油的交换量成倍增加，空侧密封油中携带的空气、水分等通过交换进入氢侧密封油中，再通过氢侧密封油与氢气的接触进入到发电机氢气中污染氢气，降低氢气纯度。
　　（4）发电机密封油温度高
　　密封油的粘度随油温的升高而降低，在同样的流通面积内，要维持一定的密封油压力，当密封油温度高时，就需要较大流量的密封油。同样密封油温度的升高，将导致密封瓦间隙增大，这同样需要增大密封油流量才能维持一定的密封油压力。发电机制造厂一般规定氢冷发电机空、氢侧密封油温度正常值在27-50℃之间。对于300MW汽轮发电机集装式密封油系统，其空、氢侧密封油系统的冷油器的出口油温油一个退水调节门控制，一般维持在42℃左右。油温在42℃时的粘度比27℃时小，要维持一定的密封油压，则需要较大的密封油流量。同样，由于密封油温的升高，密封瓦的内径将增大，这样要保证发电机内氢气不外泄，同样需要增大密封油流量来维持一定的压力。因此密封油温度过高将导致密封油流量增大，同样会引起发电机内氢气纯度下降。
　　发电机氢气污染主要是空侧密封油携带的空气等通过与氢侧密封油交换进入氢侧密封油，再通过氢侧密封油与氢气交换污染氢气），将减少氢气污染。
　　3防止发电机进油、降低氢气污染，减少补氢量的措施
　　（1）保证密封瓦与转轴的适合的间隙
　　（2）保证检修时密封瓦间隙符合要求
　　对于300MW汽轮机，要求密封瓦与转轴直径间隙为0.20-0.25mm，检修时应严格按标准保证密封瓦间隙符合要求，并尽量靠近下限，这样即能减少密封油流量，又能防止因密封瓦间隙过小而产生的密封瓦温高、密封瓦磨损甚至发电机转轴震动过大等缺陷。 　　（3）采用高精度密封油滤网
　　现300MW密封油系统的空氢侧密封油均采用刮片式滤网，但实际上这种刮片式滤网只能起算作粗滤网，不能有效过滤掉密封油中的微小颗粒。正是由于密封油流中的微小颗粒与密封瓦及轴颈的相对流动产生的研磨，加剧了密封瓦与轴颈的磨损，导致了运行密封瓦间隙的增大。据悉国外已淘汰刮片式滤网，国内有电厂以过滤精度0.01mm或以下的纤维滤网替代刮片式滤网的运行实例。
　　（4）提高平衡阀的调节精度和运行可靠性
　　提高平衡阀的调节精度可有效减少空、氢侧密封油的窜动量，防止氢气污染。可从以下2方面进行：
　　a）防止平衡阀卡涩，调节失灵
　　检修后密封油系统运行初期，可采取用平衡阀旁路阀手动调节，防止检修后因系统不清洁造成的平衡阀部件卡涩。
　　b）采用新型平衡阀
　　据悉国内某单位研制成功了阀芯连续旋转的平衡阀，这种平衡阀采用密封油做为动力油推动阀芯以一定速度旋转，可防止密封油中杂质造成阀芯卡涩。
　　检修后进行平衡阀调节试验，保证空、氢侧密封油压力平衡
　　平衡阀的目的是控制密封瓦内空、氢侧密封油环内的空、氢密封油不交换，基于这个原理，可关闭密封油箱补、排油门，观察并根据密封油箱油位变化对平衡阀进行调整，最终使密封油箱油位基本稳定，达到减少空、氢侧密封油在密封瓦内交换的目的。通过试验可找出规律，在机组正常运行中，根据密封油箱是在补油或排油，微调平衡阀，同样可减少空、氢侧密封油在密封瓦内交換。
　　（5）控制密封油的温度
　　可进行密封油温在标准要求范围内上下限之间变动的试验，在发电机转轴振动不增大的情况下，尽量保持密封油温在标准的低限运行，从而达到减少密封油流量减少发电机进油和降低氢气污染的目的。
　　（6）提高排烟风机的风压
　　提高氢油分离器排烟风机的风压可提高氢油分离器的负压、减少空侧密封油中的含空气量和含水量，从而减少因空、氢侧密封油交换对氢气的污染。
　　排烟风机出力小
　　从300MW汽轮发电机密封油系统看，空侧密封油泵油源取自氢油分离器，氢油分离器的排烟风纪主要作用是抽出空侧油中的微量氢气，以免氢气随润滑油回到主油箱。增大氢油分离器排烟风机的出力，使氢油分离器形成大的负压，使空侧油中的空气会同氢气一起被抽出，这样，将减少空侧密封油中空气含量，按照1条的分析（发电机氢气污染主要是空侧密封油携带的空气等通过与氢侧密封油交换进入氢侧密封油，再通过氢侧密封油与氢气交换污染氢气），将减少氢气污染。
　　参考文献
　　[1] 300MW火力发电运行与检修技术培训教材--汽轮机[M]。中国电力出版社.2006。