浅析密封油系统对氢冷300MW发电机组氢气品质的影响

摘 要：随着工业化进程的逐渐加快，城市大气污染的现象越来越严重，很多城市都面临着雾霾等空气问题的威胁，给人民群众的日常生活造成了很多的不便。目前，我国很多地区的电厂在生产过程中都会使用到氢冷300MW汽轮发电机组，而氢冷300MW汽轮发电机组的安全运行与其氢气品质有很大程度的关系，氢冷300MW汽轮发电机组中的氢气污染、氢气湿度都会影响到其氢气品质。本文针对密封油系统对氢冷300MW汽轮发电机组氢气品质的影响进行分析，了解造成氢气品质下降的主要因素，并制定相应的解决措施来缓解氢气品质问题。

关键词：密封油系统 氢冷300MW汽轮发电机组 氢气品质

前言

目前，我国很多城市正在运行中的电厂的建造时期都比较早，距今已经有十多年的历史，其中的电力设备、电力系统都存在着不同程度的问题，严重影响了电厂的健康发展。近几年来，氢冷300MW汽轮发电机组中氢气污染、氢气湿度等氢气品质问题比较严重，给氢冷300MW汽轮发电机组的正常运行带来了一定程度的安全隐患，如果不能妥善的解决氢冷300MW汽轮发电机组中氢气品质的问题，将会给电厂的发展造成很大的阻碍。

一、密封油系统在氢冷300MW汽轮发电机组中的作用

为了对氢冷300MW汽轮发电机组中的氢气进行密封，电厂给每台氢冷300MW汽轮发电机组都配置了一套密封油控制系统，希望能够保证氢冷300MW汽轮发电机组运行中的氢气品质。密封油控制系统主要由空侧和氢侧两条独立的油路组成，分别叫做空侧密封油系统和氢侧密封油系统。当密封油控制系统中的供油压力达到平衡的状态，油流将不在密封瓦内的两个供油槽之间的空隙中窜动。氢侧密封油系统将沿着氢冷300MW汽轮发电机组内侧流动，而空侧密封油系统将沿着轴朝外轴承一侧流动，在流动的过程中始终保持着供油槽之间平衡的状态。具体系统原理图如图一所示。

二、造成氢气品质下降的主要原因

（一）密封油中的含水量超标

目前，国产机组油中都含有一定量的水分和溶解气体，在实际应用的过程中，比重较大的水会发生沉积的现象，无法对主油箱底部的油含水量进行合理的控制，超标的现象比较严重。在氢冷300MW汽轮发电机组运行的过程中，主油箱参与空侧密封油系统的循环，当从主油箱顶部抽取密封油的时候，其含水量符合相关要求；当从主油箱底部抽取密封油的时候，其含水量远远超过了规定的标准。

（二）密封瓦与主轴的间隙过大

密封瓦与主轴的间隙对密封油流量的多少有很大的影响，是一种重要的参考依据。经过不断的实践得出，每当密封瓦与主轴的间隙增加1mil的时候，空侧密封油量就会增加35%-40%，氢侧密封油量会增加15%-20%。也就是说，密封瓦与主轴的间隙越大，流经密封瓦的流量越大，通过密封瓦释放出来的油烟和水雾就越多，对于氢冷300MW汽轮发电机组中氢气品质的影响就越严重。

（三）空侧密封油系统和氢侧密封油系统的油压不平衡

氢气受到污染是影响氢气品质的主要原因，而造成氢气污染的原因是氢侧密封油和空侧密封油的油压不平衡。在氢冷300MW汽轮发电机组运行的过程中，当空侧密封油的压力大于氢侧密封油压力的时候，空侧密封油就会向氢侧密封油所在的位置流窜，而空侧密封油中的空气和水分也会进入到氢侧密封油当中，从而影响到了氢侧密封油系统中氢气质量。相反，当氢侧密封油的压力大于空侧密封油压力的时候，氢侧密封油就会向空侧密封油所在的位置流窜，导致氢侧密封油油位下降，需要打开补油阀进行补油，空侧密封油依然会进入到氢侧密封油当中，造成氢气的污染。

（四）密封油进油时的温度过高

通过流体运动学理论我们能够知道，温度对流体粘度的影响比较大。当温度升高的时候，液体内的聚力会减小，液体粘度会随着温度的升高而降低。也就是说，当密封油进油时的温度过高，密封油的粘度就会大幅度降低，油分子之间的距离逐渐增大，油液的含气量也在逐渐增加，对氢冷300MW汽轮发电机组中氢气的污染也就越严重，大大降低了其氢气品质，要想保证氢冷300MW汽轮发电机组的安全运行，必须要对其中的氢气进行置换。

三、改善氢气品质的有效措施

（一）对密封瓦进行改造，减少氢侧密封油量

氢侧回油量的大小对于氢冷300MW汽轮发电机组中的氢气品质有很大的影响，减少氢侧回油量就能够减少氢气泄漏的情况，从而提升氢气的纯度，从根本上避免了氢气污染的现象。因此，对密封瓦进行改造，减少氢侧密封油量是非常必要的。但是，在改造的过程中也需要注意，不能够将氢侧回油量控制的太小，过小会导致氢侧瓦冷却不足，而轴瓦温度升高，影响氢冷300MW汽轮发电机组的安全运行。

（二）调整密封瓦与主轴的间隙，对密封油流量进行合理控制

要想确保氢冷300MW汽轮发电机组在电厂中的安全运行，对其密封油流量进行合理的控制是非常必要。在氢冷300MW汽轮发电机组设计和生产的过程中，应该严格的对密封瓦和主轴之间的间隙进行调整，一般要求二者之间的径向间隙不能大于0.28mm，轴向间隙不能大于0.23mm。

（三）对平衡阀精度、空侧和氢侧的油压平衡进行控制

在氢冷300MW汽轮发电机组密封油控制系统当中，氢侧密封油的油压和油量调节都是由平衡阀来控制的，因此，平衡阀的精度在空侧和氢侧的油压平衡控制中占据着非常重要的地位。目前，国内常用的氢冷300MW汽轮发电机组密封油控制系统中的平衡阀都是由美国西屋公司设计制造的，其平衡精度能够达到50mm水柱。

结论

综上分析可知，密封油系统对氢冷300MW汽轮发电机组氢气品质有很大的影响，造成氢气品质下降的原因也有很多，像是密封油中含水量超标、密封瓦与主轴的间隙过大、密封油进油时的温度过高、空侧密封油系统和氢侧密封油系统的油压不平衡都会影响到氢气的品质。而要想彻底解决氢气品质问题，还需要从各个角度进行全面的分析与改进。

参考文献：

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