1000MW核电汽轮机组两种不同形式密封油 系统运行分析

发表时间:2019/4/22   来源:《电力设备》2018年第31期   作者:郝元 任旭东 卢晔 张少伦 林享
[导读] 摘要:简要介绍了发电机密封油系统的功能,从结构上描述了密封瓦的分类和密封原理。
        (福建福清核电有限公司  福建福清  350300)
        摘要:简要介绍了发电机密封油系统的功能,从结构上描述了密封瓦的分类和密封原理。重点分析单环双流式密封油空-氢侧串油对系统的运行影响;提高平衡阀调节精度和运行可靠性及控制密封油温度亦可降低密封油空-氢侧串油故障频发;通过这些措施,为电厂从事相关专业的技术人员提供参考依据。
        关键词:单流环;双流环;比较;平衡阀;串油;分析
        1 概述
        发电机密封油系统作为机组重要的辅机系统,其可靠经济的运行是机组安全的重要保证。密封油系统目的都是为密封瓦提供合格优质的密封油,与密封瓦形成连续可靠的油流。一方面密封发电机汽、励两端氢气并润滑冷却密封瓦,另一方面维持发电机壳体内氢气高纯度。其都采用通过油氢差压阀的方式控制密封油压力,正常运行时都使用密封油泵对密封瓦进行供油,而且密封油均来自润滑油系统。
        2 密封瓦介绍及密封原理
        2.1 双环单流式密封瓦
        双环单流式密封瓦只有一路进油,密封油进入密封座油腔后,流经密封瓦及密封瓦与转轴间隙,分别从氢气侧和空气侧流出(见图1)返回氢侧和空侧油箱。只要密封油压力大于氢气压力,就可以防止空气混入氢气或氢气混入空气,氢侧和空侧的油流绝不能混合在一起。
       
        图1  双环单流式密封瓦
        2.2 单环双流式密封瓦
        单环双流式密封瓦分空侧和氢侧两个进油路,密封瓦配备在发电机壳体的两个端部,防止氢气溢出。空侧密封油进入密封瓦的外部槽,流向发电机壳体的外部;氢侧密封油进入密封瓦的内部槽,流向发电机壳体的内部。因为两侧密封油压力精确的保持同样值,在两个循环之间交换的油量最小,这样发电机内部氢气的污染也最小。
       
        图2  单环双流式机组密封瓦
        2.3 密封油净化方式的比较
        双环单流式密封油在油质净化方面有独到之处,系统配置一套真空净油装置,其作用是通过真空泵不间断地工作,保持真空油箱的真空度,将空气和水分抽出并排放掉,给密封瓦提供高品质的密封油。
        与双环单流式密封油系统相比,单环双流式密封油系统在保持油质和减少氢气污染方面,主要是保持氢侧密封油的独立循环,通过平衡阀控制氢侧密封油压力与空侧密封油压力基本相等,使空、氢侧密封油独立运行不串油。
        针对平衡阀控制不易调节问题,本文简单介绍其工作原理。平衡阀工作原理见图3。
       
        图3  平衡阀工作原理图
        2.4 差异分析
        通过对两种不同形式的密封油系统运行方式的比较分析,双环单流在油进入发电机密封瓦的时候才开始分出油侧和氢侧,回油也是分开的,各有各的回路,而单环双流是在外面系统就已经分好了空侧和氢侧。由于系统结构不同,对运行操作也不同,主要汇总分析如下表2所示。
        表2 运行方式比较
       
        3 空-氢侧串油对双流环密封油系统运行的影响分析
        3.1 空-氢侧串油故障分析
        从密封瓦与转轴间沿轴向流往空侧和氢侧的油流称为轴向流动,其流量可参考流经偏心环形缝隙的流量计算方法:[3](公式1)
        式中:Q-----轴向流量  m3/h;
        d-----密封环内径  m;
        δ-----密封环与转轴之间的间隙  m;
        Δp----压力或差压  Pa;
        η-----油的动力粘度;
        L-----油沿轴向流经密封环的长度  m;
        由公式1中得出,决定空、氢侧串油量大小的因素有密封环内径d、密封环与转轴之间的间隙δ、空、氢侧密封油在密封环处的压差Δp、密封油的温度、从空侧密封环油沿轴向流向氢侧密封环的轴向长度L。
        3.2 原因分析
       
        3.3 空-氢侧串油故障的应对措施
        影响单环双流密封油系统空-氢侧串油的因素主要有密封瓦与转子间隙、平衡阀调节精度、密封油温度等,运行中工作人员应注意做好以下八个方面的工作。
        (1)密封油质合格。密封油系统投运前以及在运行过程中,通知化学定期取油样,确保油质水份及颗粒度等各项参数合格;
        (2)密封瓦间隙合格。要求密封瓦与发电机转子之间应严格按标准保证密封瓦间隙符合要求,并尽量靠近下限;
        (3)密封油氢差压。保持油氢差压0.07MPa,防止空气漏入氢气系统和氢气外漏;
        (4)密封油平衡阀差压。确保平衡阀引压管线接口正确,维持汽端和励端平衡阀差压在200~500Pa,根据运行情况可适当调节平衡阀螺钉;
        (5)密封油过滤器。运行过程中定期检测过滤器差压报警,定期切换;
        (6)密封油温。注意密封油温的调整,运行中要求密封油温度在冷却器出口保持在37℃左右,不得超过45℃;
        (7)补、排油管温度。加强运行日常巡检,发现管线温度异常及时汇报处理;
        (8)密封油系统维护。大、小修应对密封油和密封瓦进行维护,特别是差压阀与平衡阀应进行检查清洗,密封油路进行吹扫。
        4 结论
        对两种不同形式的密封油系统比较分析可以得出,双环单流式系统具有结构简单、检修方便、经济性较好、便于维护且油质优良的优点,但设备可靠性低、漏氢量较大;单环双流式系统密封性和可靠性更高,但结构稍复杂,对运行操作技能及维修工作要求较高,油质受平衡阀调节精度影响较大,易导致发电机纯度下降。针对单环双流密封油系统存在的空-氢侧串油故障,进行深层次剖析,通过控制密封瓦与转子间隙、提高平衡阀调节精度、维持密封油合适油温,可有效控制空-氢侧串油故障。
        参考文献:
        [1]王永刚等,《大型发电机组4种典型密封瓦检修的探讨》,浙江电力2013,9,36-37
        [2]许贤良等,《同心环形缝隙理论研究》,安徽理工大学学报,2014
        [3]时准,氢冷发电机对氢气纯度的要求及纯度下降快的应对措施,电机技术,2005,3:21-22
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