密封油说明书

1  概述 

2  密封原理

3  密封油系统的组成

4  密封油系统工作方式及其设计参数

4.1  设计参数 

4.2  密封油系统 

4.2.1  空侧油路 

4.2.2  氢侧油路 

5  密封油系统中的主要部件 

5.1  油封箱 

5.2  压差阀 

5.3  平衡阀 

5.4  氢油分离箱 

5.5  油-水冷却器 

5.6  油过滤器 

5.7  氢气干燥器 

6  密封油控制系统信号表 

7  密封油系统调试程序 

8  发电机运转时的调整程序 

9  密封油系统在正常情况下的运行 

10  发电机停机时的操作程序 

11  密封油泵启动程序 

12  密封油系统的接收、起吊和存放 

12.1  接收

12.2  起吊

12.3  存放期间的保护措施

1  概述

    该密封油控制系统是为QFSN-650-2型汽轮发电机设置的辅助系统。它向发电机轴封装置提供了连续不断的密封油并对其进行监控及保护。  

    该型汽轮发电机是采用水氢氢冷却方式，即定子绕组为水冷却，转子绕组为氢气内部冷却，铁芯为氢气冷却。为了密封发电机内的氢气采用了双流环式密封瓦（氢侧和空侧两路油），密封瓦的油量、油温、油压均由本密封油系统来保证。

    本说明书是密封油系统产品现场调试、起动运行及集装维修工作中的技术说明和技术指导性文件。

2  密封原理:

    本系统为集装式，与发电机的双流环式轴封（密封瓦）装置相对应。汽轮发电机密封瓦内有两个环形供油槽，从供油槽出来的油分成两路沿着轴向通过密封瓦内环和轴之间的径向间隙流出，其油压高于发电机内的氢气压力，从而防止氢气从发电机漏出。在密封瓦内设有两个供油槽，形成的氢侧和空侧的密封油系统。当这两个系统中的供油压力平衡时，油流将不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一侧流动，而密封油系统的空侧供油将沿着轴朝外轴承一侧流动。由于这两个系统之间的压力平衡，油流在这两条供油槽之间的空间内将保持相对静止。

3  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、温度计、变送器及联接管路等等。详见密封油系统原理图0EA·349·1。

4  密封油系统工作方式及其设计参数

    本密封油控制系统正常运行时，空侧和氢侧两路密封油分别循环通过发电机密封瓦的空、氢侧环形油室，形成对机内氢气的密封作用。除此之外，密封油对于密封瓦还具有润滑作用和冷却作用。

    本密封油控制系统采用双流环式结构，发电机内正常工作氢压为0.4MPa，事故状态下可降低氢压运行。轴密封供油系统能自动维持氢油压差0.084MPa，并为发电机密封瓦提供连续不断的密封油。

4.1  设计参数:

    本密封油系统由氢侧和空侧两个各自又互有联系的油路组成。它们同时向双流环式密封瓦供油。

4.2.1  空侧油路

    （1）  主工作油源：空侧密封油正常工作油源由交流电动密封油泵提供。密封油泵出口压力是0.25～0.8MPa。空侧密封瓦供油采用旁路压差阀调节氢油压差，压差调节阀按机内氢气压力自动调节空侧油压，保证密封瓦的正常工作，氢油压差为0.084MPa。空侧油由密封油泵升压，经一台管式冷却器降温，再经一台自清洗刮板式油过滤器过滤，然后进入发电机两端密封瓦空侧油环，其回油与轴承润滑油汇合在一起回到氢油分离箱，形成一个空侧闭式循环系统。

    （2）  备用油源

    第一备用油源（即主要备用油源）是汽轮机主油泵来的0.88～2.1MPa高压油。该备用油经管路上的减压阀减压后供给空侧密封瓦，减压阀的出口油压为0.8MPa，油量为252L/min。当主工作油源发生故障、氢油压差降到0.056MPa时，设置于该管路中的备用压差阀自动开启。备用油源自动投入运行。

    第二备用油源也由汽轮机油系统提供。它由汽轮机主油箱上的备用交流电动密封油泵供给。因为与第一备用油泵油源接在同一管路中，所以该备用油源也经过备用压差阀，然后进入密封瓦，当压差降到0.056MPa时投入。当汽轮机的同轴转速为额定转速的三分之二以上时，汽轮机主轴油泵能够提供第一备用油源；当低于三分之二转速或发生故障时，则只能由第二备用油源提供。

    第三备用油源是由密封油系统内自备的直流电动油泵提供的，它与交流电动油泵并接在同一上，当压差降到0.035MPa时，直流油泵启动，氢油压差可恢复到0.084MPa。该油源只允许运行1小时左右，应尽快检修交流油泵。

    第四备用油源也由汽轮机油系统提供。由汽轮机轴承润滑油泵供给，提供的油压较低，为0.035～0.105MPa。此时必须及时将机内氢气压力降低到0.014MPa。

4.2.2  氢侧油路

    氢侧密封油正常工作油源由交流电动油泵供给。从交流油泵出来的压力油经管式冷却器、自清洗油过滤器后分成汽端、励端两路，再各经过一个平衡阀进入发电机汽端和励端的氢侧密封瓦。该阀根据空侧油压，自动调节空、氢两侧油压，使其达到平衡后进入发电机氢侧密封瓦。氢侧密封瓦回油经发电机消泡沫箱后进入系统油封箱，再回到氢侧油泵形成一个闭式循环油路系统。平衡阀用以保证氢、空侧油压相等，其压差不大于崐100mm水柱。

    为确保氢侧油路能提供连续不断的可靠工作油源，在氢侧设有备用直流油泵。当交流油泵发生故障时，备用直流油泵自动投入。

    氢侧回路中含有氢气，由密封油箱分离出来的氢气顺回氢管又回到发电机内。氢侧回在安装时要注意坡度和转角处，尽量避免有起伏和死弯，防止形成气封，至使回油、回气不畅。

5  密封油系统中的主要部件

5.1  油封箱

油封箱是氢侧油路的回油装置。油箱内设有补—排油浮球阀，它能根据油封箱油位的高低变化自动进行补—排油，维持油封箱内油位的相对稳定。当发电机在高氢压下运行时，补油取自空侧密封油供路上的过滤器出口，排油经油封箱内排油浮球阀排至空侧油泵来油总管。在发电机未充氢或低氢压下密封油系统投入运行时，由于空侧来油取自发电机下部的氢油分离箱，因而相对于密封油系统集装而言就有约0.1MPa的静压，而油封箱内的压力接近于大气压力，所以当油位高时经排油浮球阀无法直接将油排至空侧来油。为了解决低氢压及零氢压下油封箱的排油问题，在氢侧过滤器出口与空侧来路间设一根连通管，利用氢侧油泵将油升压后排至空侧来油，解决了低氢压及零氢压下油封箱的满油问题。

    油封箱上装有液位计，可在就地直接观察油封箱液位，在油封箱顶部装有射频导纳物位控制器，当油位高低变化超过规定值时，可输出报警信号送至集控室。

5.2  压力调节阀（压差阀）

5.2.1  正常压力调节阀

    正常压力调节阀安装在空侧主回路的旁路上，能自动调整氢油压差（0.084MPa），当压差小时可以压紧弹簧，增加压差；当压差大时可以反之调整。

5.2.2  备用压力调节阀（备用压差阀）

备用压力调节阀装在高压油备用路上，自动调节氢油压差（0.056MPa）。其工作原理与正常压力调节阀相反，当压差小时可压紧弹簧，增加压差；当压差大时可以反向调整，使其达到设定值（0.056MPa）。

5.3  压力平衡阀

    压力平衡阀安装在氢侧系统向发电机供油的主管路上（立式倒装），阀体内有一压缩弹簧，补偿阀芯重量。通过调整平衡阀底部螺杆可以微调平衡阀内活塞位置，提高平衡阀的平衡精度，调整精度可达100mm水柱。

5.4  氢油分离箱

    空侧回路上装有氢油分离箱，其上装有排烟机二台，一台工作，一台备用，可将空侧回油中的油烟和氢气排放至厂房外。排油烟系统中设有排烟逆止阀，防止油烟倒灌。

5.5  油-水冷却器

    油-水冷却器采用管式冷却器，空、氢侧各二台，均为一台工作，一台备用。

5.6  油过滤器

    空、氢侧分别装有刮板式自清洗油过滤器各二台。该过滤器承受压力大、滤油精度高，运行安全可靠。当滤芯脏时，可以转动手轮（通常情况下定时转动），滤芯上的赃物即被刮掉，打开底部排污阀，可将脏物排出。

5.7  氢气干燥器

氢气干燥器是为清除发电机内所用氢气中的水蒸气而设置的，该密封油系统选用的是吸附式干燥器，用活性氧化铝作干燥剂。它是一种固

态干燥剂，水蒸气的清除是靠带有水蒸气的氢气通过装满活性铝的吸收层而完成的。特殊的高疏松度使单位重量的活性铝有很大的表面积和吸收能力，在活性铝吸收水蒸气达到饱和以后靠加热驱除水蒸气来完成再生作用，重复再生后的活性铝的性能及除湿效率不受影响。

在这个干燥器中，再生作用是靠用埋置的电加热器加热干燥剂，使干燥剂中束缚的水蒸气汽化，同时让氢气通过吸收层，带走释放出的水蒸气完成的，然后将氢气冷凝出的水通过一个分离器和浮球阀排出系统。

在正常情况下，靠氧化铝及其由加热作用完成的再生分离水蒸气的交替过程可以一直继续下去。

    由于该型式干燥器有两个吸收塔，所以它是一种能够进行连续干燥的装置，当其中一个吸收塔清除发电机内来的氢气中的水蒸气时，另一个吸收塔进行干燥剂的再生过程。

    在预定的时间间隔内，干燥器内程序控制器启动阀门控制氢气流量，把氢气流从干燥剂已饱和的吸收塔中转移到已再生的吸收塔中，这个自动转换过程将吸收层置于再生循环中再生，因而这个装置可以实现自动而无需有人来控制。

    由于该干燥器内部设有风扇，因而亦可在发电机停机状态下使用，以便对发电机内气体进行干燥。

6  密封油控制系统信号表

发电机起动或充氢前，密封油系统首先投入运行。运行前要按下列程序调试。

7.1  按密封油系统图0EA·349·1所示阀门的启闭位置调整所有阀门。同时要仔细检查系统是否已完全清除油污。

7.2  调整空侧密封油旁路阀258#到最大开度，使旁路阀在高压下能打开排油，防止空侧泵启动时其它出口管路阀门处于不当的位置形成高压而损坏压力表。 

7.3  调整主压差阀256#。松开压力弹簧，使其在最小的氢油压差下打开排油。在泵开动后，松开油室排气螺塞，让油通过螺塞溢出1公升左右再旋紧，排掉进入波纹管中的空气，保证主压差阀稳定运行。

7.4  关闭阀门263#、265#、和266#，切断密封油系统中的汽轮机备用油源。

7.5  启动空侧交流密封油泵，为密封瓦提供密封油。

7.6  空侧油通过浮子阀232#流入氢侧密封油箱。

7.7  空侧油流入消泡箱并达到一定的液位。

7.8  空侧油继续流入消泡箱并通过溢流连接管流到氢侧密封油箱。浮球阀231#和232#控制氢侧密封油箱液位，使油箱内保持稳定的液位。当油箱内液位升高时，浮球阀231#打开，使过量的油流出。当油箱内液位降低时，浮球阀232#打开，从空侧密封油系统来的油流入油箱内。在紧急情况下，可用螺杆顶开或关闭浮子阀231#和232#。

7.9  旋关旁路阀258#，观察空侧密封油泵出口压力是否低于系统允许的最高压力0.8MPa，以判定主压差阀是否能正常工作。

7.10  局部关闭阀门238#，防止主压差阀256#产生振动。阀门正常情况下调到阀门开度二分之一（或加缩孔为Φ1～Φ2的节流孔板）。

7.11  调整主压差阀256#，保持发电机轴密封瓦处的空侧密封油压高于氢压0.084MPa，（冷油时可整定到大约0.105MPa）。

7.12  调整氢侧安全阀243#，松开其顶部螺杆使之达到最大开度，以便在低压下打开，防止氢侧泵开动时由于和泵出口处其它阀门处于不正确的开/关位置而使压力表等受到损坏。

7.13  启动氢侧密封油泵，提供轴密封瓦处的氢侧密封油压。

7.14  关闭阀门211#和218#，关旁路阀242#螺杆，调整氢侧密封油泵出口油压在0.6MPa左右。

7.15  打开阀门211#、218#和242#，在发电机运行时将重新调整阀门242＃。

7.16  调整压力平衡阀210#和217#，使与阀门对应的每个差压计指针偏差在±50mm水柱压力范围内，用阀门底部的调整螺钉进行调整。应注意调整后须锁紧调整螺钉的螺母。

7.17  压力平衡阀210#和217#在上述情况下可保持轴密封瓦处的氢侧密封油压和空侧密封油压基本相同。

7.18  由汽轮机高压油来的备用油源通过减压阀291#进入密封油系统。

减压阀按下述步骤调整。

7.18.1    使减压阀291#处于关闭位置，启动汽轮机高压油辅助油泵（或在汽轮机主油箱上的密封油备用泵）。当减压阀整定到最大压力时，调整安全阀280#，使它达到密封油系统的设计值0.9MPa。当汽轮机主轴转速达到三分之二以上额定转速时，主轴油泵将给系统提供备用密封油。

7.18.2    调整减压阀291#，使它符合密封油系统图规定的出口油压值0.8MPa。

7.19  打开阀门263#和265#。

7.20  关闭空侧密封油泵，启动汽轮机高压辅助油泵。

7.21  调整备用压差阀2#，保持轴密封瓦处的空侧密封油压高于电机内氢压0.056MPa。

7.22  当汽轮机备用油源在减压阀出口处的油压降到0.6MPa时，检查备用压力开关（10）的动作。关小阀门265#，保持2#阀门处在开启位置。调整阀门265#开度，直到轴密封瓦处的油压为0.6MPa为止。调整压力开关（10）在这个值下闭合，并触发汽轮机备用油压低报警信号。恢复阀门2#的调节。打开265#阀门。关闭汽轮机高压辅助油泵。

7.23  启动空侧密封油泵

7.24  密封油系统图0EA·349·1上所表示的汽轮机油系统备用油源所来自的各个油泵应该分别进行检查，保证在紧急情况下能发挥每个泵的正常作用。

7.25  当轴密封瓦处的压差降落到0.035MPa时，差压开关（8）将自动关闭，并通过直流起动装置（起动器）启动空侧备用直流泵，打开阀门273#，检查差压开关（8）和直流备用泵的动作是否正常。

    临时关闭248#阀门，然后观察压力表读数，慢慢打开阀门274＃，当压力表读数比原来读数降低0.040MPa时，差压开关（8）应动作，并触发密封油压力低报警信号，关闭阀门274#，并打开阀门248#，关闭空侧密封油直流备用泵。

7.26  检查差压开关（7）动作情况，当通过空侧密封油泵两端的油压差降低到0.035MPa时，差压开关（7）闭合，并触发“空侧密封油泵停止”报警信号。

7.27  检查差压开关（11B）及（11B1）的动作情况。当氢侧密封油备用泵进出口压差降到0.035MPa时，差压开关（11B）及（11B1）

闭合，发出“氢侧密封油备用泵停”报警信号。

7.28  停氢侧密封油泵，差压开关（11A）及（11A1）应闭合。当氢侧密封油泵进出口的压差降低到0.16MPa时，差压开关（11A）及（11A1）闭合，自动切换到直流备用泵并触发“氢侧密封油泵停止”报警信号。

7.29  启动氢侧密封油泵，密封油供油系统开始正常运行。

7.30  在上述所有项目检查完毕后，发电机才能转动。

8  发电机运转时的调整程序:

    当发电机在同步转速时，密封油冷却器出口油温在27℃～49℃之间，密封油系统应按下列程序进行最后调整。

8.1  重新调整压差阀256#，保持密封油压高于发电机内氢压0.084MPa。因为在高氢压下由于多级风扇的作用可产生0.021MPa的压降，因此调整应在低氢压下进行。主压差阀的氢压取自发电机高压区，因此不受发电机内氢气压力高低的影响。但是氢气压力表是接到发电机内低氢压区，就是说在低氢压下，氢气压力表与密封油压力表的差值为0.084MPa，而在氢压升高后两者的差值表面上将提高到0.105MPa。但这不是真正的差值，发电机高压区的氢气压力比低压区高0.021MPa。在轴密封瓦处的油压仍只比其邻近的发电机氢压高0.084MPa。如果发电机以同步转速运行，密封油温度为27℃～49℃以及发电机内为低压的情况下，主压差阀一经调整好就不需要在氢压升高时重新调整。

8.2  关闭空侧密封油泵，检查备用压差阀2#动作情况。当轴密封瓦处的密封油压与发电机内氢压差值降低到0.056MPa时，备用压差阀  2#应立即打开。同上述情况一样，在发电机高氢压下，表面上的差值可能比指定值0.056MPa高0.021MPa，这是由于氢气压力表信号和密封油信号取自不同的压力区所致。对备用压差阀2#本身来说:如果发电机在同步转速时，密封油温度为27℃～49℃以及发电机内为低氢压的情况下，压差值一经调整好到0.056MPa，将保持差值不变，即使在高氢压下，其实际氢油压差也保持不变。

    检查空侧直流备用泵，当信号压差开关（8）闭合时，备用泵立即自动启动。

8.3  当发电机正常运行时，如果氢侧和空侧密封油之间的压差超过±50mm水柱应重新调整压力平衡阀210#和217#。

9  密封油系统在正常情况下的运行:

9.1  当发电机内充有氢气或主轴正在转动时，必须保持轴密封瓦处的密

封油压。

9.2  当发电机内的氢压变化时，空侧密封油泵或空侧直流备用泵将保持密封油压高于氢压0.084MPa；汽轮机备用油源将保持密封油压高于氢压0.056MPa。

9.3  密封油冷却器出口油温应保持在27℃～49℃之间。

9.4  发电机充氢后，空侧回油密封箱上的排烟机应连续运行，排出端盖及轴承回油系统中的烟气。

9.5  发电机能在氢侧密封油泵不供油的紧急情况下继续运行，但发电机的氢气消耗量将有较大的增加。

9.6  在汽轮机主油箱停止供油前应先置换电机内的氢气。

10  发电机停机时的操作程序

    发电机停机时应要维持密封油压，防止氢气漏出。同时排烟机继续运行，必要时关闭汽机油泵，关闭阀门263#和265#，防止油通过备用压差阀2#漏进汽机油箱，最后引起密封油压降低。发电机轴承的进路到轴承供油泵的管路必须畅通。同时也必须保证发电机轴承到密封管路的畅通。

    如果在这种方式下启动备用密封油泵，阀门263#和265#应该打开，而且氢压应该减至0.014MPa或更低，因为下一备用油压取自汽机低压油泵，如果油泵不能启动，氢气就会从发电机中排出去。

    事故状态下如果需要在发电机周围进行焊接，焊接前必须将氢气从发电机内排出。另外，氢气源应与装置断开，并移走供氢管，同时对焊接区进行适当的通风。

    除上述情形外，保持密封油压氢气可长期置留在发电机内，同时汽轮机主油箱上的低压油泵需保持运行。排烟机亦需保持运行。值得注意的是，在此工况下汽轮机高压密封油不能提供，因此，如果空侧密封油泵发生故障，汽轮机辅助油泵需立刻投入，否则需将氢气压力降至0.014MPa或更低。

11  密封油泵启动程序:

    在启动任何一台泵前，必须保证有充足的油源供应，使泵不在无油状况下运转。否则会引起旋转部件和固定部件之间破坏性的磨损。油泵启动时应按以下程序:

11.1  首先启动空侧密封油泵

11.2  启动氢侧密封油泵。

12  密封油系统的接收、起吊和存放

12.1  接收

    当密封油装置到达目的地时，应对装置进行全面检查，防止在运输过程中有部件损坏。

12.2  起吊

    在起吊过程中，应特别当心，不能损坏任何一种部件。

12.3  存放期间的保护措施

    密封油装置应在不低于5℃的库内存放。绝不允许将装置在露天存放。