300MW—600MW汽轮发电机密封油系统优化设计

【摘 要】随着科学技术的发展，在现代社会中人类对电能的需求量越来越大，因此加大对电力事业的发展力度迫在眉睫。在发电站中，传统的小功率汽轮发电机发出的电量已经远远不能满足现代人们在生活生产中的用电需求，因此汽轮发电机的改进创新也自然是水到渠成。与此同时，在汽轮发电机在发电的过程中，还必须对汽轮发电机密封油系统进行优化设计，从而才能保障发电机的正常运行。本文首先对发电机组密封油系统进行了详细的介绍，然后就其中存在的缺陷及危害进行了深入分析，并提出了相关的预防措施，以供同行探讨。

【关键词】汽轮发电机；密封油系统；优化设计

引言

汽轮发电机是电力系统的重要组成部分，汽轮发电机安全正常的应用直接决定了电力系统的正常运作。在早期的发电站中，汽轮发电机的最大功率仅为600KW，但是随着时代的进步科学的发展，现代人们对电力的需求和过去人们对电力的需求，已不能与同日而语，因此汽轮发电机随着时展也进行了相应的改进创新，目前我国的常用的汽轮发电机功率为300MW-600MW。汽轮机的改进创新为促进社会的发展起到了重要的作用，但是在300MW-600MW汽轮发电机中密封油系统却常常出现各种问题，出现这些问题不仅会造成国家的经济损失，还会造成环境污染。因此，对300MW-600MW汽轮发电机密封油系统进行优化设计势在必行。本文通过对发电机组密封油系统的深入研究，并针对其中的问题提出了相应的解决方案。

一、发电机组密封油系统简介

在发电系统中，密封油系统的作用是能够源源不断的提供密封瓦所需压力油，从而保证发电系统能够正常运行。随着时代的发展，在现代的发电站中，基本上所有的发电机都已经改用了双流环密封油系统，双流环密封油系统是由空侧和氢侧两个油路组成的系统，其中这两个油路各自独立，但是两者之间却又紧密联系。在双流环密封油系统中，空侧和氢侧能够同时向密封瓦提供所需压力油。空侧密封油压力依靠压差阀的泄油来控制，当发电机内氢气压力变化或空侧密封油压力波动时，压差阀将调整空侧密封油泄油量，以维持空侧密封油压力大于发电机内氢气压力0.084MPa。空侧密封油的回油排至发电支持轴承的回油系统。氢侧密封油经氢侧密封油泵升压后，通过氢侧密封油冷油器、滤网，再分成2路分别通过发电机汽、励端平衡阀到发电机汽、励密封瓦的氢侧油环中。

二、常见缺陷原因分析及预防措施

1、发电机补氢量大和进油问题

空、氢侧密封油压力不平衡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，能有效防止空侧油系统中夹带的空气等进入氢侧密封油系统。空侧密封油通过压差阀调整跟随机内氢压，使其满足空侧密封油压大于机内氢压0.084MPa。压差阀活塞上部与机内氢气相通，下部与空侧密封油相连。氢侧密封油压力通过油压平衡阀调整跟随空侧密封油压力，并保证氢侧与空侧密封油差压在±1.5kPa范围内。平衡阀活塞上部为空侧密封油，下部为氢侧密封油。如油气压差过小、供油压力偏低时，会使密封瓦间隙的油流出现断续现象，造成油膜破坏，氢气将由油流的中断处漏出或漏入空侧密封油中，易发生着火和爆炸。

2、密封油向发电机漏油、窜油

国产600MW发电机大都采用压入式通风方式，即冷风是由风扇压入发电机内部风路的。这种通风方式必然在发电机内（密封瓦以内）、风扇前形成负压区，虽然发电机端盖上的油封结构设有甩油槽、油档和回油腔，但负压区的形成为油、油烟、水汽漏入发电机提供了动力。流经密封瓦后的氢侧回油中含有油烟和水汽，这些烟、汽在压力油中被压缩成气泡，以泡沫的形式混杂在液体中，在回油腔（消泡箱）突然扩容、降压，释放出油中的气泡。然而由于回油腔容积不足等原因，造成压力油不能充分降压，油中泡沫不能充分释放，在回油管路形成气塞，使油不能通畅地循环，这也是密封油进入发电机的原因之一。

3、防止出现常见缺陷的措施

3.1防止发电机进油、降低氢气污染、减少补氢量的措施

（1）为了能有能够有效的防止发电机出现仅有现象，首先应该保证密封油的质量和提高密封油系统的过滤精度。在目前的300MW-60MW密封油系统中，采用的过滤网绝对达不到过滤精度的标准，从而无法对密封油中一些细小的颗粒进行过滤。千里之堤溃于蚁穴，正是因为这些细小颗粒的存在，造成了密封瓦和轴颈磨损严重。从而使运行密封瓦的间隙变大。所以，在选择滤网时，应该选择过滤精度更高的滤网，从而保证密封油的质量。

（2）提高平衡阀的调节精度和运行可靠性，可有效减少空、氢侧密封油的窜油量，防止氢气污染，避免平衡阀磨损、卡涩，调节失灵。另外，也可采用一种阀芯连续旋转的瓣型平衡阀，它以密封油做为动力推动阀芯以一定速度旋转，可防止密封油中的杂质造成阀芯卡涩。

（3）控制密封油的温度，可有效减轻其对密封瓦间隙增大的加剧作用，从而减少密封油流量，达到降低氢气污染的目的。

（4）提高排烟风机的风压，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。

3.2防止密封油漏油、窜油的措施

（1）提高现有密封油系统平衡阀和压差阀的灵敏度与跟踪性能。这是解决问题的根本办法。影响上述两阀灵密度的因素很多，而密封油的油质不佳是造成阀卡涩的常见原因，所以改善密封油油质、严格保证密封油系统的清洁度是必然的途径。可通过加装大流量及高精度滤油车对油进行充分过滤，使油质最终达到MOOG三级以上标准，从而防止由于油质不佳造成的污染。另外，在运行中对油质状况进行同步跟踪，在密封油循环阶段，安排施工人员对密封瓦进行翻瓦清理，再次检查油质情况，也是防止油质污染的有效手段。

（2）扩大氢侧回油箱的容积，使回油充分降压，彻底析出油中的气泡；合理布置回油管路，注意坡度和转角处，尽量避免有起伏和死角，消除回油管路中的气堵现象，为回油的畅通创造条件。

（3）改造密封油系统中不合理的结构配置（如氢侧补油管径等），防止造成油压的瞬间剧烈波动，同时又要满足调节需要，寻找两者的最佳点，这也是完善调节系统的重要一环。

三、结束语

在现代社会中，由于人们的生活生产需要，为了提高发电站的发电能力，必须对发电系统中的各个部分进行相应的改进或优化。在对300MW-600MW汽轮发电机密封油系统进行优化改造的过程中，可通过增加精密滤网和适当对大机油的滤油措施进行调整，从而保证密封油的品质。于此同时，还应该使主油路管径和补排油管的管径能够相互协调，从而防止密封油出现压力波动。并且在300MW-600MW汽轮发电机发电机密封油系统的优化过程中，还应该增大密封油箱的容量，防止由于补排油次数过多和密封油震荡造成的一系列问题，并且能够保证人们在处理密封油事故时有充分的时间，从而从根本上消除了发电机密封油系统的缺陷和隐患，保证了汽轮发电机组的安全运行。