001双流环密封油结构汽轮发电机补氢量大的原因分析课件.ppt
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1、双流环密封油结构汽轮发电机双流环密封油结构汽轮发电机补氢量大的原因分析补氢量大的原因分析一、简介一、简介-氢气特性氢气特性 氢气是一种无色、无味的气体,在标准状况下的体积质量为0.08987g/L。氢气的分子运动速率最快,有最大的扩散速度和导热性,其导热能力是空气的7倍,因此在大型发电机组中普遍采用氢气作为冷却介质。另外氢气较其他气体的粘度较小,这样可以降低转子的阻力,从而大大提高发电机的效率。保持氢气的纯度接近100可最大限度地提高发电机的效率。注:氢气的爆炸极限是4.075.6(体积浓度)一、简介一、简介-双流环密封油系统简介双流环密封油系统简介 汽轮发电机密封油系统由空侧和氢侧两个各自独
2、立又互有联系的的油路组成,空侧和氢侧密封油同时向发电机两端的双流环式密封瓦供油。来自汽轮发电机组轴承的回油,经空侧密封油泵升压后,通过空侧密封油冷油器、滤网到发电机汽、励端双流环式密封瓦的空气侧油环,空侧密封油压力的控制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0.085Mpa左右。空侧密封油的回油排至发电机支持轴承的回油系统。一、简介一、简介-双流环密封油系统简介双流环密封油系统简介 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,再分成两路分别通过发电机汽、励端平衡阀到发电机汽、励密
3、封瓦的氢侧油环中,汽、励平衡阀的作用是跟踪汽、励端密封瓦内空侧油环内压力,调整汽、励密封瓦内氢侧油环内压力与空侧油环压力差不大于50mm水柱,氢侧密封油回油到密封油箱,密封油箱油位通过空侧密封油泵出口补油或向空侧密封油泵入口排油来控制。一、简介一、简介-密封油系统功能密封油系统功能向密封瓦提供二个独立循环的密封油源。保证密封油压力高于发电机内气体压力某一个规定值,并确保密封瓦内氢侧与空侧油压相等,其压差限定在允许变动的范围之内。通过热交换器冷却密封油,从而带走因密封瓦与轴之间的摩擦损耗而产生的热量,确保瓦温与油温控制在要求的范围之内。通过滤油器,去除油中杂物,保证密封油的清洁度。通过发电机消泡
4、箱和氢侧回油控制箱,释放掉溶于密封油中的饱和氢气。空侧油路备有多路备用油源,以确保发电机安全、连续运行。空、氢侧各装有一套加热器,以保证密封油的运行油温始终保持于所要求的范围之中。一、简介一、简介-密封油系统原理图密封油系统原理图一、简介一、简介-发电机密封油箱结构发电机密封油箱结构 从图中我们不难看出,1、3是由浮子控制的自动排油阀、补油阀;2、4是强制开启自动排油阀、补油阀的顶针,它们是在自动排油阀、补油阀失去控制,需强制开启自动排油阀、补油阀对密封油箱进行强制的排油、补油时,旋转手轮将自动排油阀、补油阀顶起,在正常运行中2、4这两个手轮应是在旋出退出位置;5、6手轮控制的螺杆是用来在自动
5、补油阀、排油阀故障时,强制关闭自动补油阀、排油阀的,在正常运行中5、6手轮也是在退出位置。二、双流环密封油结构汽轮发电机目前存在的问题二、双流环密封油结构汽轮发电机目前存在的问题 目前,国内双流环密封油结构的氢冷发电机存在不同程度的补氢量大问题(原因有2种,一是氢气纯度降低,需要通过补排氢气来维持氢气纯度,导致的补氢量增大;二是氢气系统泄露,导致补氢量增大)。氢冷发电机的氢气消耗除了增加氢气本身的成本外,还因氢冷发电机氢气纯度下降而导致发电机效率低、线圈温度升高到问题,严重影响发电机的安全经济运行。另外由于设备结构、运行、检修方面的原因,造成发电机内进油,引起发电机线圈绝缘下降,给发电机安全运
6、行带来隐患。因此,解决双流环密封油结构的氢冷发电机补氢量大的问题十分重要。三三.发电机补氢量大的原因分析发电机补氢量大的原因分析氢气纯度不合格,将会直接影响机组的安全。如果氢气纯度下降至爆炸范围内,在一定的条件下可能会引起发电机内氢气爆炸;氢气纯度不合格将导致冷却效率降低,造成机内构件局部过热;有害气体的存在还会造成绝缘老化、铁芯及其金属部件腐蚀。发电机氢气额定压力为0.5MPa,(我厂一期2*350MW设计氢气压力417kpa;二期2*660MW机组设计氢气压力500kpa)所以常压空气不可能进入发电机。在密封油系统中,空气进入发电机的唯一途径是氢侧密封油携带的空气释放到发电机氢气中。三三.
7、发电机补氢量大的原因分析发电机补氢量大的原因分析按照双流密封油结构密封瓦设计原理来讲,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。造成空侧密封油和氢侧密封油压力不平衡的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
8、力的平衡,从而引起发电机补氢量增大。三三.发电机补氢量大的原因分析发电机补氢量大的原因分析-平衡阀因素平衡阀因素 1、平衡阀原理:平衡阀分汽端和励端二只,其信号分别取之于各自密封瓦处的空、氢侧油压,通过空、氢侧油压的变化自动调节平衡阀开度的大小,从而使空、氢侧在密封瓦处的油压差始终保持在50mmH2O之内。平阀工作失常首先表现在空氢侧微差压计上,其值偏差较大的原因有以下几点:三三.发电机补氢量大的原因分析发电机补氢量大的原因分析-平衡阀因素平衡阀因素来自氢侧密来自氢侧密封油封油去密封瓦去密封瓦氢侧密封油接口氢侧密封油接口空侧密封油接口空侧密封油接口活塞活塞活塞弹簧活塞弹簧向上旋进调整螺钉向上旋
9、进调整螺钉可增大氢侧油压可增大氢侧油压三三.发电机补氢量大的原因分析发电机补氢量大的原因分析-平衡阀因素平衡阀因素 1)油质脏,活塞被卡住。2)传压管较细,通常应加大到181.5mm左右,以提高平衡阀的工作灵 敏度和平衡精度。(于密封瓦处空、氢侧密封油压压差仅几个mmH2O,油路或 信号管稍有堵塞或杂质均会使平衡阀调节不灵敏现象的发生。)3)平衡阀杆间隙、活塞间隙加工或密封不好,存在漏油现象。若是平衡阀杆间隙漏油,那么氢则工作油将进入到氢侧信号油室,使氢侧信号油压力升高,造成氢侧油压低于空侧油压,使微差压计的偏值增大。其影响程度取决于从平衡阀出口至密封瓦之间的氢侧供油管产生的阻力压降、平衡阀杆
10、的漏流间隙以及氢侧压力信号管的通径等。三三.发电机补氢量大的原因分析发电机补氢量大的原因分析-平衡阀因素平衡阀因素 4)平衡阀有调节能力是有限的,若发现微差压计偏差较大,应首先调节氢弹侧油泵出口旁路阀,使其汽、励端空气侧的差压尽可能的达到最小,然后再分别调节各自的平衡阀,使空氢侧的压差达到小于500Pa。2、由于平衡阀不可能保持空氢侧油压的绝对平衡,因此空氢侧密封油发生窜油将会不可避免。当空侧油压高时,空侧油窜到氢侧,再经密封油内油档被发电机风扇吸卷,将油中携带的空气释放到发电机内,同时氢侧油箱油位升高,自动排油阀打开排油;三三.发电机补氢量大的原因分析发电机补氢量大的原因分析-平衡阀因素平衡
11、阀因素 当氢侧油压高时,氢侧油窜到空侧,氢侧油箱油位降低,自动补油阀打开,使含空气量较高的空侧油补充到氢侧油箱,并进入氢侧油循环,最终将空气释放到发电机内。因此无论是氢侧还是空侧油压高,都将导致发电机内氢气受到污染,氢气纯度下降,补氢量增大。尤其是当空氢侧密封油存在较大的不平衡时影响更大。停机时,释放到发电机内的空气因受重力作用,还将逐渐下沉到发电机底部,聚集到发电机死角和低点处,造成发电机局部将油纯度不合格,产生局部氢爆的危险。三三.发电机补氢量大的原因分析发电机补氢量大的原因分析-平衡阀因素平衡阀因素 因此如何尽可能的保持空氢侧油压平衡,是解决该问题的关键所在。运行中要求空氢侧油压差在50
12、mmH2O,一般以密封油系统上的调端和励端的平衡表为判断油压平衡的依据,辅之以汽轮机运行平台就地空氢侧油压表。但由于现场压力表计的误差,以及平衡表取压信号存在误差,往往平衡表调平衡了,而实际空氢侧油压并没有平衡。个人觉得调整平衡阀应以平衡表为粗调信号,而以氢侧油箱补排油管道的温度为细调信号。这是因为正常运行时空氢侧回油温度在5060左右,若空氢侧油压比较平衡,就会出现氢侧油箱补油和排油量很微小的情况,补排油管道就会是冷的或者微热。若运行中补油或排油管道很热,说明氢侧油箱在补油或排油,那么空氢侧密封油一定存在着较大的不平衡,因此即使是表计平衡了,还是需进一步调整平衡阀。三三.发电机补氢量大的原因
13、分析发电机补氢量大的原因分析-平衡阀因素平衡阀因素 3、提高平衡阀的调节精度和运行可靠性的措施 1)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。2)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。(有待考证)三三.发电机补氢量大的原因分析发电机补氢量大的原因分析-平衡阀因素平衡阀因素 3)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
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