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1、发电机单流环和双流环密封油系 统简介和比较 发电机辅助系统组成 定子冷却水系统，对运行中发电机的定子线 圈进行冷却。 氢气冷却系统，氢冷发电机利用高纯度的氢 气来对发电机的定子铁心、转子绕组和铁心 进行冷却。相应设置了：氢气系统（用于补 排氢和气体置换）、氢气冷却器、密封油系 统。 发电机分解图 发电机密封油系统的作用 密封发电机内部氢气，氢冷发电机的冷却需 要维持额定的氢气压力和氢气纯度，这就需 要密封油系统来密封氢气，减少氢气泄漏， 减小外界空气的串入。 对密封环和密封瓦进行润滑和冷却，为了达 到氢气密封效果，密封环和密封瓦之间间隙 较小，需要靠密封油润滑和冷却。 密封环和密封瓦实图（双流
2、环） 单流环密封油系统和双流环密封油系统 我厂一期采用哈尔滨的双流环密封油系统，二期采 用东方的单流环密封油系统。 单流环是指发电机两端的密封环只设置一个，密封 环内部是氢气，外部是大气，对应的密封油系统， 只设置了一路密封油。 双流环密封油系统则设置了两个密封环，对应的设 置两路密封油，空侧密封油跟用于隔离大气，氢侧 密封油用于密封氢气，氢侧密封油通过平衡阀调整 压力，使两路密封油压力相当。 单流环密封油系统图 双流环密封油系统图 单流环密封油设备组成 密封油泵，设置2台交流密封油泵和1台事故直流 油泵。交流油泵一用一备，事故油泵作为交流油泵 停运后的备用泵。 差压阀，差压阀根据调整好的油氢
3、差压来调节密封 油的压力，使油氢差压维持稳定。差压阀设置旁路 门，当设备故障时，可以通过旁路手调差压。 过滤器，系统设置两个过滤器，一用一备，对密封 油进行过滤，改善油质。 密封环和密封瓦，这是密封油系统用于密封氢气的 部件，密封油注入密封环和密封瓦之间的通道从而 起到密封的作用。 差压阀和过滤器系统图 单流环密封油设备组成 回油扩大槽： l 氢侧回油汇集到回油扩大槽，氢气在此静置扩容析 出，回到发电机。 l 回油扩大槽分成汽端和励端，两短用隔板隔离，通 过U形油封相通，防止在两端风压差作用下形成氢 气旁路，不利于氢气冷却。 l 从回油扩大槽引出气体排污管道S-79，在CO2置 换氢气时，用于
4、排出窝在回油扩大槽中的氢气。 l 另有气侧细管跟浮子油箱气侧相连S-72，作为浮 子油箱析出气体回流的通道。 回油扩大槽 单流环密封油设备组成 浮子油箱： l 连接回油扩大槽和空气抽出槽，氢气在此再次扩容 析出，通过浮子来控制恒定的油位。 l 油面的气体是和发电机相通的氢气，密封油在氢压 的作用下压到空气抽出槽。 l 浮子油箱的浮子可以维持油箱稳定的界面，跟踪氢 侧回油量的变化。 l 稳定的油位起到密封氢气，防止跑氢和防止回油扩 大槽满油导致发电机进油的作用。 l 浮子卡涩是单流环密封油系统的常见问题，为防止 浮子卡涩，建议增加浮子油箱浮子定期活动试验。 单流环密封油设备组成 浮子油箱： l
5、浮子油箱设有旁路，在气体置换阶段，气体压力很 低时，由于空气抽出槽位置比浮子油箱高，这时密 封油回流动力不足，通过旁路控制来增加回流油量 ，避免气体压力低时，密封油回油不畅，导致发电 机进油。 l 但是，正常运行中，当浮子油箱浮子故障时，通过 浮子油箱旁路调整比较困难，因为这时候氢压较高 ，旁路管径较粗，调整精度不高，旁路开度过小时 ，浮子油箱油位升高，发电机容易进油；旁路开度 过大则浮子油箱油位不能维持，发电机氢气和大气 相通，导致跑氢。 浮子油箱 单流环密封油设备组成 空气抽出槽： l 在发电机氢压作用下，浮子油箱中的油压至 空气抽出槽。 l 发电机密封瓦的空侧回油、发电机轴承润滑 油回油
6、也汇集到空气抽出槽。 l 空气抽出槽空侧废水由排烟风机排至大气。 l 空气抽出槽里的油通过U形油封自流至主机 油箱，防止携带少量氢气的废气也吸入主机 油箱。 空气抽出槽 单流环密封油设备组成 真空净化装置 l 单流环密封油系统，只设置了一路密封油系 统，系统没有设置独立的冷却装置，回油需 要回到主机油箱，通过主机冷却器来冷却， 为防止密封不足氢气受到空气污染，和减少 主机补油携带的杂质，设置了独立的真空净 化装置。 l 真空净化装置设备包括：真空油箱、再循环 泵、真空泵。 单流环密封油设备组成 真空净化装置 l 真空油箱是密封油真空净化的场所，也是密封油泵 的入口油箱。 l 进入真空油箱的有主
7、机油箱来的轴承油，作为密封 油系统的油源，通过浮球阀控制补油量，维持真空 油箱油位的稳定。 l 再循环泵的作用是增加油循环，增加真空净化的能 力。 l 真空泵用于给真空油箱抽真空，维持油箱一定的真 空度。 单流环密封油设备组成 真空净化装置 l 进入真空油箱的油都经过喷嘴雾化，增加比 表面积，有利于真空净化。 l 真空净化经常出现的问题是真空油箱浮球阀 卡涩，这时油箱油位只能利用旁路调整。真 空油箱油位高，会使真空泵过负荷跳闸，造 成跑油；油位低，补不进油，则威胁密封油 泵的安全运行。 l 长期运行，喷嘴堵塞影响真空净化效果。 单流环密封油设备组成 真空净化装置 l 真空泵包括：冷却水、油封系
8、统、分离器、真空破 坏阀、观察窗等。 l 油封系统通过电磁阀跟分离器相连，分离器需要注 油，维持一定的油位，真空泵启动后，电磁阀打开 ，分离器中的油流至真空泵，起到密封作用。 l 真空泵抽出的水汽经过冷却后，在分离器累积，由 于水的密度比油高，长期运行以后，分离器底部积 累很多水，油浮水面，由于气体携带，顶部油层逐 渐减少，由分离器注入密封系统的油变成水，不能 起密封作用会漏真空，因此需要定期将分离器排水 注油。 真空净化装置组成 单流环密封油系统油路 正常运行时 单流环密封油系统油路 当交流密封油油泵不能运行，或者出力不足时： 轴承油 事故密封油泵 滤网 差压阀 密封环 空侧回油 主机油箱
9、空气抽出槽 浮子油箱 回油扩大槽 单流环密封油系统油路 当交流密封油油泵和事故密封油泵都不能运行，则 直接由主机轴承润滑油提高密封油。此时需要紧急 排氢，压力降至50至20KPa。 轴承润滑油 滤网 差压阀 密封环 空侧回油 主机油箱 空气抽出槽 浮子油箱 回油扩大槽 双流环密封油系统设备组成 密封环和密封瓦，氢侧和空侧密封环，双重密封， 密封效果更好。 氢油分离箱： l 空侧密封油回油和发电机轴承润滑油回油汇集到氢 油分离箱， l 油箱底部连接空侧密封油泵，多余的油通过U形油 封回到主机油箱，废气由排烟风机抽走。 l 主机润滑油投运以后，发电机轴承润滑油汇集到氢 油分离箱，为系统投运，提供油
10、源。 l 正常运行时，氢油分离箱运行稳定可靠，多余的油 可以自流至主机油箱。 氢油分离箱 双流环密封油系统设备组成 空侧密封油泵，包括一台交流油泵和一台直流油泵 ，直流油泵作为备用。由于交流油泵只配置一台， 直流系统电源容量配置，需要考虑交流油泵故障处 理的需要。密封油泵出口设有再循环回路，安全阀 和工作差压阀。 工作差压阀，工作差压阀设置在空侧密封油泵回流 管中，通过感应油氢差压，控制密封油再循环流量 ，调整空侧密封油压力，使油氢差压稳定。系统不 设置旁路，但差压阀可以就地手调。 空侧密封油泵和工作差压阀 双流环密封油系统设备组成 空侧密封油冷却器，双 流环密封油系统有独立 的冷却器，系统独
11、立性 更好，跟主机油的交换 量较少。 空侧密封油过滤器，对 空侧密封油进行过滤。 双流环密封油系统设备组成 消泡箱，类似于单流环密封油系统的回油扩大槽，氢侧 回油携带的氢气在消泡箱中静置分离返回发电机。发电 机两端的消泡箱通过U形管形成油封，防止两端氢气短 路，使经过氢冷器的流量减少，不利于氢气冷却。 双流环密封油系统设备组成 氢侧密封油箱： l 上部连接消泡箱，下部连接氢侧密封油泵。 l 当油箱油位低时，通过空侧密封油泵出口，由补油 浮球阀自动补充。 l 当油箱油位高时，通过排油浮球阀，将多余的油排 至空侧密封油泵入口。 l 氢油分离箱位置比氢侧密封油箱高，但氢侧密封油 箱在氢压作用下，能将
12、多余的油，通过排油管路压 至空侧密封油泵入口。 l 在气体置换阶段，由于气体压力很低，需要通过氢 侧密封油泵出口将多余的油压至空侧密封油箱入口 。 氢侧密封油箱 双流环密封油系统设备组成 氢侧密封油泵，配置跟 空侧密封油泵一致。密 封油泵出口设有再循环 回路和安全阀。 双流环密封油系统设备组成 氢侧密封油冷却器和 过滤器，对氢侧密封 油进行冷却和过滤。 双流环密封油系统设备组成 平衡阀： l 通过平衡阀来调节氢侧密封油压 ，使两侧密封油压相当，这样可 以减少两侧密封油在密封环中交 换，以减少对氢气的污染。 l 发电机汽端和励端分别设置了平 衡阀。 l 平衡阀调整效果不好，则两侧密 封油交换量较
13、大，会引起氢气纯 度下降，使氢侧密封油箱油位， 当氢侧密封油箱补排油浮球阀故 障，时，需要经常手动补排油。 双流环密封油系统设备组成 备用差压阀： l 备用差压阀的油源取自：主油泵来高压油（需要经 过减压阀减压）、氢密封油泵油泵、主机交流润滑 油泵。 l 当油氢差压低于56KPa时，由主机主油泵经减压后 ，通过备用差压阀提供密封油；当汽机跳闸，或者 转速低于2900r/min时，由氢密封油备用泵，通 过备用差压阀提供密封油。 l 当油氢差压低于35KPa时，空侧直流油泵启动。 l 主机交流油泵通过备用差压阀提供密封油时，油压 较低，发电机要紧急排氢，压力降至14KPa。 备用差压阀 双流环密封
14、油系统油路 空侧密封油油路： 密封环 氢油分离箱 工作差压阀 空侧密封油泵 过滤器 冷却器 双流环密封油系统油路 氢侧密封油回路 密封环 消泡箱 氢侧密封油箱 氢侧密封油泵 平衡阀 过滤器 冷却器 两种密封油系统的比较 双流环密封油系统密封效果更好，氢气纯度 更高，但系统更复杂，造价更高。 单流环密封油系统比较简单，为克服单流环 密封的不足，配置了真空净化装置。 双流环密封油系统配置独立的冷却系统，独 立性更高，单流环密封油系统需要主机冷却 器冷却，对主机依赖性更高。 双流环密封油系统，当氢侧回路故障停运时 ，还能维持系统运行。 两种密封油系统的比较 单流环密封油系统需要主机冷却器的冷却，跟主
15、机 关系更密切。 双流环密封油系统的氢油分离箱比单流环密封油的 真空油箱浮球阀运行更可靠。 双流环密封油系统的氢侧密封油箱跟单流环的浮子 油箱比较类似，但氢侧密封油箱有远传的油位开关 ，当浮球阀故障时，手动补排油都比较安全，而单 流环系统的浮子油箱，当浮子故障时，存在发电机 进油和跑氢的风险。 单流环密封油系统，虽然简单，但需要保证浮子油 箱，真空油箱浮球阀和真空净化装置的可靠运行。 两种密封油系统的比较 双流环密封油系统的的良好的密封性，需要保证平 衡阀的正常工作。 双流环密封油系统的交流油泵只设置了一台，当交 流油泵存在问题时，需要通过备用差压阀，由主油 泵或者氢密封油备用泵提供密封油，而
16、备用差压阀 由于长期不用，难以保证其运行的可靠性。 双流环密封油系统在气体置换过程，也要密切监视 氢侧密封油箱的油位，防止发电机进油。 两种密封油系统的稳定运行，都离不开密封油泵差 压阀和密封环的可靠工作。 两种密封油系统的比较 单流环密封油系统系统简单，但独立性可靠性不如 双流环密封油系统，当浮子油箱浮子卡涩时危险性 比较大，当真空油箱浮球阀卡涩时，则需要就地及 时手动调整旁路，防止真空油箱油位太高跑油，或 者油位太低，影响密封油泵的安全运行。 双流环密封油系统系统相对复杂，但系统比较独立 ，安全可靠性更高，系统稳定运行的关键在于密封 油泵、差压阀、平衡阀、密封环的可靠性，并注意 气体置换阶段对氢侧密封油箱油位的监视，及时补 排油，防止发电机进油。
