第一节  概述

发电机定子铁芯和转子在运行过程中产生大量的热量，如果不把这些热量及时散发出去，会导致定子线圈和转子线圈温度进一步升高，超过其安全极限。发电机定子铁芯及其转子部分一般都采用氢气冷却，而氢气是极易燃易爆气体，为了防止运行中氢气沿转子轴向外漏，引起火灾或爆炸，因此在发电机的两个轴端分别配置了密封瓦（环），并向转轴与端盖交接处的密封瓦循环供应高于氢压的密封油（如图10－1所示）。发电机密封油分为单流环式和双流环式。

图10-1  发电机密封油瓦结构图

汽轮发电机密封油双流环系统由空侧和氢侧两个各自独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。空侧密封油的回油排至发电机支持轴承的回油系统。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。

所谓单流环式密封油系统是指发电机空侧和氢侧密封油路都是由同一油泵输送而来的。本机组的密封油采用单流环式，密封油分别进入汽轮机侧和励磁机侧的密封瓦，经中间油孔沿轴向间隙流向空气侧和氢气侧，形成了油膜起到了密封润滑作用。然后分两路（氢侧、空气侧）回油。

发电机密封瓦（环）所需用的油，人们习惯上按其用途称之为发电机密封油，而整个维持发电机密封油正常供应的所有设备的组合体就称为发电机密封油系统。密封油系统图见图10-2所示。

图10-2  发电机密封油系统图

密封油系统主要作用：

① 防止氢气从发电机中漏出；② 向密封瓦提供润滑以防止密封瓦磨损；③尽可能减少进入发电机的空气和水汽。

 第二节     系统及设备描述

公司密封油系统主要由设置在发电机下方零米的集装式密封油控制装置和设置在发电机下部6.9米层的回油扩大槽、浮子油箱、空气抽出槽、排烟装置及其相关的供回油管路组成，它们在整个系统运行过程中分别担当着不同的角色。

 

1．回油扩大槽

回油扩大槽布置在发电机底部稍下，主要用来储存氢气侧回油。发电机氢气侧（以密封瓦为界）汽端（简称T）、励端（简称G）各有一根排油管与扩大槽相连，来自密封环的排油在此槽内扩容，以使含有氢气的回油能将氢气分离出来。扩大槽里面有一个横向隔板，把油槽分成两个隔间，目的是防止因发电机两端之间的风机压差而导致气体在密封油排泄管中进行循环。扩大槽两间隔之间可通过外侧的U形管连接，回油向下进入浮子油箱，箱体上部各设一根排气管，用以排掉低纯度的氢气。扩大槽内部有一管路和油水探测报警器（LSH－202）相连接，当扩大槽内油位升高超过预定值时发出报警信号。

2．浮子油箱

图10-3  浮子油箱外形图

氢侧回油经扩大槽后进入浮子油箱，该油箱的作用是使油中的氢气进一步分离。浮子油箱内部装有自动控制油位的浮球阀，以保证该油箱中的油位保持在一定的范围之内。浮子油箱外部装有手动旁路阀和液位视察窗，以使必要时人工操作控制油位。氢气经分离又回到扩大槽，油流入空气抽出槽。由于浮子的控制作用，油箱内始终维持一定的油位，从而避免氢气进入空气抽出槽。

  浮球阀（浮子阀）的控制原理如图10－4所示，油位逐渐上升时，浮球阀逐渐开大直至全开；油位逐渐降低时，浮球阀逐渐关小直至全关。当浮球阀卡涩时，易出现油位过高或过低甚至看不到的现象。油位过高，说明浮球阀未有效地打开，有可能造成扩大槽油位的异常升高；油位过低，说明浮球阀未有效地关闭，有可能造成氢气大量外排，引起机内压力的下降。出现上述情况，应当振打浮球阀，无效时隔离浮球阀，暂时使用旁路阀进行调节，并通过玻璃油位计观察油位。

图10-4  浮子油箱的浮球调节阀结构图

3．空气抽出槽

发电机空侧密封油和两端盖轴承润滑油混合后排至空气抽出槽内，油中气体在此分离后经过管路（GBV）排往厂外大气，润滑油经过汽轮机轴承回油套装母管流回汽机主油箱。空气抽出槽安装位置低于氢侧回油扩大槽以确保回油通畅。

4．集装式密封油控制装置

东方电机厂配套的集装式密封油控制装置中的主要设备有两台交流密封油泵、一台直流事故油泵、真空装置、一只差压阀、两只滤油器、仪表箱、就地仪表和管道阀门等。

4.1．真空装置

真空装置主要是指真空油箱、真空泵和再循环泵，它们是单流环式密封油系统中的油净化设备。

4.2．真空油箱

正常工作（此处指交流主密封油泵投入运行为正常工作）情况下，轴承润滑油不断地补充到真空油箱之中，润滑油中含有的空气和水分在真空油箱中被分离出来，通过真空泵和真空管路被排至厂房外，从而使进入密封瓦的油得以净化，防止空气和水分对发电机内的氢气造成污染。真空油箱的油位由箱内装配的浮球阀进行自动控制，浮球阀的浮球随油位高低而升降，从而调节浮球阀的开度，这样使补油速度得到控制，真空油箱中的油位也随之受到控制。真空油箱的主要附件还有液位信号器，当油位高或低时，液位信号器将发出报警信号。液位信号器还输出连续的模拟量信号到机组DCS，以便于运行人员监视。

真空泵不间断地工作，保持真空油箱中的真空度。同时，将空气和水分（水蒸汽）抽出并排放掉。为了加速空气和水分从油中释放，真空油箱内部设置有多个喷头，补充油进入真空油箱通过补油管端的喷头，再循环油通过再循环管端的喷头而被扩散，加速气、水从油中分离。再循环泵工作，通过管路使真空油箱中的油形成一个局部循环回路，从而使油得到更好的净化。

密封油真空箱的油位同样也是由一浮球阀控制（如图10－5所示）。油位逐渐上升时，浮球阀逐渐关小直至全关；油位逐渐降低时，浮球阀逐渐开大直至全开。当浮球阀故障时，易于出现油位失控的现象，此时可通过开关手动补油门暂时来维持合适的油位。

图10-5  真空油箱浮球调节阀结构图

4.3．油泵

两台主密封油泵，一台工作，另一台备用，它们均由交流电动机带动，故又称交流密封油泵。一台事故密封油泵，当主油泵故障时，该泵投入运行。它由直流电动机带动，故又称直流密封油泵。它们均是三螺杆油泵。

4.4．差压调节阀

该调节阀用于自动调整密封瓦进油压力，使该压力自动跟踪器发电机内气体压力且使油－气差压稳定在所需的范围之内。

4.5．滤油器

二台滤油器设置在差压调节阀的进口管路上，用以滤除密封油中的固态杂质。型式是滤芯式滤油器。滤油器组装在密封油控制站上，产品出制造厂时，滤芯已被从滤油器上取出，装滤芯一般应在电厂进行油系统管路安装并经过油循环冲洗后，再装入滤芯。

4.6．仪表箱

密封油控制装置中每台油泵出口装有一块就地压力表，用于指示每台油泵的出口压力。下列表计则集中装在仪表箱中：

（1）压力表和真空表各1块用于指示管路上密封油压力和真空油箱中的真空（压力）。

（2）压力开关2只：一只用于真空油箱中真空度降低时发出报警信号（报警信号均为开关量接点，下同）；另一只用于密封油压力低信号发出报警信号，供备用主密封油泵和事故密封油泵的启停控制用。

（3）差压表1块，用于指示密封油压与发电机内气体压力之差值（简称油－气差压）。

（4）差压开关1只，用于油－气差压超限时发出报警信号。

5．油烟净化装置

发电机密封油系统的空气抽出槽配备了两台100%容量的排烟风机，并通过风机出口处的止回阀，将两台风机并联连接。正常情况下，一台风机运行，另一台备用，两台风机可以相互切换。风机启动时，首先将全部疏油阀门全部打开排净存油，风机入口蝶阀可锁定在50%开度，在正常运行工况下，投入一台排烟风机，真空表的负压值一般应维持在0.25—0.5KPa，并可通过调节入口碟阀直到入口处的真空度达到上述范围，同时应观察排入空间的排气量，至适中为度。在风机的进口和出口之间设有一个旁路止回阀，用意在两台排烟风机全部停止运行时，借油烟的自然升力将油烟排向大气。如果在某种工况下，装置的入口处负压未能达到要求时，两台排烟风机也可并联同时工作。

 

S1、预分离器  S2、除沫器  S3、分离器  Vb、碟型阀板  Vc、止回阀板

E、排烟风机  Jf、挠性节  Pi、真空表  M、电动机

图10-6  空气抽出槽油烟净化装置示意图

6．技术规范

表10-1  发电机密封油系统主要设备技术数据

序号	名     称	型式	数量	容量	单位	位置
1	型式	单流环式
2	密封油量			180	l/min
3	真空油箱容量			3	m3
4	交流泵电动机		2	7.5	kW
5	直流泵电动机		1	7.5	kW
6	交流泵容量			16	m3/h
7	再循环泵		1	14.4	m3/h
8	再循环泵电动机		1	5.5	kW
9	交流泵出口压力			1.0	MPa
10	直流泵容量			15.8	m3/h
11	直流泵出口压力			0.7	MPa
12	油氢差压			0.056	MPa
13	单流环式油压			0.7	MPa
14	密封油压			0.7	MPa
15	电加热器
16	密封油油质	32号透平油
17	密封瓦进油温度			25～50	℃
18	密封瓦回油温度			≤70	℃

表10-2  空气抽出槽油烟净化装置设计参数表

项目	单位	S2FDHB-7-2
型式		快装大块式
设计流量	M3/min	7
最大流量	M3/min	8
装置设计入口负压	Pa	-250～ -500
装置设计出口压力	KPa	1．0
排烟风机配置数量	台	2X（100％）
排烟风机全压	KPa	4．2
排烟风机配套电动机		防爆式
型号		YB100L-2
功率	Kw	3
额定转速	r/min	2880
电压/相数/频率	V/相/HZ	400V/3相/50HZ
预分离器级数	级	1
除沫器级数	级	1
分离器级数	级	1
装置成套净重	kg	860
装置外形尺寸（长宽高）	mm	1950×1200×1460

第三节     密封油系统的运行

1．密封油系统工作过程

密封油系统中主要包括：正常运行回路、事故运行回路、紧急密封油回路（即第三密封油源）、真空装置、压力调节装置及开关表盘等。这些回路和装置可以完成密封油系统的自动调节、信号输出和报警功能。油氢差压由差压调节阀自动控制。

在正常运行方式下，汽轮机来的润滑油进入密封油真空油箱，经交流密封油泵升压，滤网过滤后由油氢差压阀调节至合适的压力，进入发电机的密封瓦，其中空气侧的回油进入空气抽出槽，氢气侧的回油进入回油扩大槽后再向下流入浮子油箱，而后依靠压差流入空气抽出槽。由于采用汽轮机润滑油这一高压油源为真空油箱供油，空气抽出槽内的油无法流入真空箱，而只能流入汽轮机润滑油套装油管，回到主油箱，开始下一个油循环。

系统还配置了一台再循环油泵，用于正常运行中对真空箱内的密封油打循环，经处于高度真空状态下的真空箱顶部设置的喷头降压喷雾，从而析出油中的水分和气体，不断的排到主厂房外，起到了循环处理作用。此泵与交流密封油泵联启联停。真空泵的作用在于形成真空箱内的高度真空，出口有一储水器，应定期放水。滤网的作用在于过滤密封油中的油泥和其它杂质，应定期切换清理。另外，在回油扩大槽顶部和发电机底部引出细管，接至油水继电器，用于正常运行及气体置换时检查密封油进入发电机的程度。发现有油时应及时排放并查找原因予以消除。

2．密封油系统的运行方式

密封油系统具有四种运行方式，能保证各种工况下对机内氢气的密封。

2.1．正常运行时，一台主密封油泵运行，油源来自主机润滑油。循环方式如下：

2.2．当两台主密封油泵均故障或交流电源失去时，运行方式如下：

2.3．当交直流密封油泵均故障时，应紧急停机并排氢到0.02～0.05MPa，直至主机润滑油压能够对氢气进行密封。循环方式如下：

2.4．当主机润滑油系统停运时， 密封油系统可独立循环运行。此时应注意保持密封油真空箱高真空，以利于充分回油。循环方式如下：

3．运行中的注意事项

首先，只要发电机轴系转动或机内有需要密封的气体，密封油系统均须向密封瓦供油。发电机轴系转动时，密封油压高于机内氢压0.05－0.07MPa最为适宜；发电机轴系静止时，密封油压高于机内氢压0.036－0.076MPa均可。其他方面的一些注意事项：

3.1．我们选用的两台主油泵（型号：DLZB DLXB），一台事故油泵（型号：HSN（SN））和一台再循环泵（型号：DLZBDLXB），均是三螺杆泵，它们有很好的自吸能力和抗汽蚀特性。其结构原理如下图10－7所示。

1、后盖 ；2、螺塞（供注油用）；3、从杆；4、主杆；5、衬套；6、轴承；7、预压弹簧；8、控制阀；A/B、平衡活塞；D、密封腔

图10-7  螺杆泵结构原理图

用于低压范围（≤4.0MPa）DLZB  DLXB和HSN（SN）型三螺杆油泵，是具有良好吸入能力的容积式泵，适用于无固体颗粒的润滑性液体的输送，工作温度≤110℃。绝对禁止输送水及其它相似介质。

结构：泵内主要运转元件为三根螺杆（一根主杆（4）和两根从杆（3）），螺杆在泵体内装衬套（5）内以相当小的间隙啮合旋转。一端为前盖，另一端为后盖（1）。泵密封腔内的滚动轴承（6）起固定主杆的位置的作用，并承受立式泵三根螺杆的重量。泵可配备随机安全阀，阀装在泵体上。

原理：三根螺杆（3、4）在啮合旋转时在齿间形成了沿轴向匀速移动的密封腔，将液体由进口平稳地输送到出口。作用在齿面上的轴向力由平衡活塞（A、B）平衡。因此轴承（6）仅承受剩余轴向力。从杆是液压驱动的，仅克服由液体摩擦引起的扭距，主要起密封作用，而非传递动力元件。密封腔（D）通过衬套上的回油管与吸入腔相通，压力受吸入腔的压力支配。密封腔上装有控制阀（8），调整阀弹簧可使密封腔获得较低的正压，防止气体进入和密封的干运转，预压弹簧（7）可使轴封处产生一定的压力。腔内压力应在0.03～0.1MPa，如进口为正压，零件（7、8）可拆除，并选择合理的机械密封。

启动：a）泵严禁干运转。初次启动前应在泵体内注满要输送的液体，这可为泵启动时提供必要的液体密封（注油用的螺塞在泵体的最高处）。b）启动前打开所有进、出口管道上的阀（其作用为排出管道发生堵塞等故障时，保证泵体内的压力不至于无限度升高，使泵体爆裂）。c）点动，检查电动机的旋转方向。

3.2．油－氢压差值需要改变时，应重新调整差压调节阀的压缩弹簧。

差压调节阀故障需要检修时，应将其主管路上前后两只截止阀以及引压管上的截止阀关闭，改由旁路门（临时性）供油。旁路门的开度根据油－气差压计的指示值而定，以油－气差压符合要求为准。发电机处于空气状态时，如密封瓦需要供油，按第三供油回路运行方式向密封瓦供油是比较经济的。

3.3．事故密封油泵（直流泵）投入运行时

事故密封油泵（直流泵）投入运行时，由于密封油不经过真空油箱而不能净化处理，油中所含的空气和潮气可能随氢侧回油扩散到发电机内导致氢气纯度下降，此时应加强对氢气纯度的监视。当氢气纯度明显下降时，每8h（小时）应操作回油扩大槽上部的排气阀进行排污，然后让高纯度氢气通过氢气母管补进发电机内。

事故密封油泵投入运行，且估计12h（小时）之内主油泵不能恢复至正常工作状态，则真空油箱补油管路上的阀门以及真空泵进口阀门应关闭，停运再循环泵及真空泵，然后操作真空破坏阀门，真空油箱退出运行。

除主密封油泵故障需要投入事故密封油泵之外，真空油箱中的浮球阀故障需要检修，也应改用事故密封油泵供油，真空油箱退出运行。如果真空泵故障停运，主密封油泵仍可正常运行供油，此工况也应按前面所规定进行机内排污、补氢，以保持机内氢气纯度，此工况下还应对真空油箱的油位进行严密的监视，如无法维持允许的油位，则应停运主密封油泵，而改用事故密封油泵供油。

3.4．第三供油回路供油时

事故密封油泵故障，且主密封油泵或真空油箱真空泵不能恢复运行，则发电机内氢压下降至0.05MPa以下时改用第三供油回路供油，回油扩大槽上部的排氢管也应连续排放且向发电机内补充高纯度氢气以维持机内氢气纯度。

3.5．浮子油箱退出运行时

如果扩大槽油位过高而导致其溢流管路上装设的液位信号器报警，则应立即将浮子油箱退出运行，改用旁路排油。此时应根据旁路上的液位指示器操作旁路上阀门的开度，以油位保持在液位信号器的中间位置为准，且须密切监视。因为油位逐步增高，可导致氢侧排油满溢流进发电机内；油位过低则有可能使管路“油封段”遭到破坏，而导致氢气大量外泄，漏进空气抽出槽，此时发电机内的氢压可能急剧下降。因此也必须对浮子油箱中的浮球阀进行紧急处理，以使尽快恢复浮子油箱至运行状态。

浮子油箱退出运行时应先关闭进油和出油管路上的截止阀，气管路上的截止阀S－72也应关闭，然后开启S－78阀释放箱内气体压力，且须将油箱内存油从S－67阀门处排完。确信油箱内气压为零时才可打开箱盖对浮球阀进行检修。浮子油箱退出运行时还应密切监视发电机内氢压，如机内氢压下降过快应采取相应补救措施，或者先让发电机减负荷运行。

3.6．发电机内氢压偏低时

发电机内氢压偏低（低于0.05MPa）浮子油箱必然排油不畅，甚至出现满油是正常的，只要回油扩大槽用的油水检测报警器内不出现油，则说明氢侧回油依靠回油扩大槽与空气抽出槽两者之间的高度差已自然回流至空气抽出槽。尽管如此，气压偏低时仍然必须对油水检测报警器加强监视，一旦出现报警信号或发现进油，应立即进行排放，以免油满溢至发电机内。机内气压升高，浮子油箱排油才会通畅。

3.7．表计

密封油系统中的计量（测量）仪表有油泵出口压力表、主供油管路上的压力开关及压力表、真空油箱液位信号器、真空表及真空压力开关、差压表及差压开关等。其中密封油与机内氢气差压指示表计比实际差压要略微高些，因为机内氢压取自扩大槽底部，而密封油压取自密封油管口，两根管子高程差引起的液柱差将反映到压差表计，因此压差表计显示值应是实际油－氢压差和液柱压差之和。

3.8．真空油箱故障及其处理对策：

（1）真空油箱真空低

引起原因：一是管路和阀门密封不严；二是真空泵抽气能力下降。前者需找出，然后消除；后者则需按真空泵使用说明书找原因，并且消除缺陷。

（2）真空油箱油位高

引起原因主要是真空油箱中的浮球阀动作失灵所致，说明浮球阀需要检修，假使暂时不能将真空油箱退出运行，则作为应急处理办法，可以将浮球阀进油管路的阀门开度关小，人为控制补油速度。

（3）真空油箱油位低

引起原因一是浮球阀动作失灵；二是浮球阀出口端（真空油箱体内）的喷嘴被脏物堵住。这两种情况必须将真空油箱退出运行，停运真空泵、再循环泵、主密封油泵（改用事故密封油泵供油）破坏真空后，排掉积油然后打开真空油箱的人孔盖进行检修。另外，因密封瓦间隙非正常增加也可能引起真空油箱油位始终处于低下的状况，此时可对密封瓦的总油量进行测量，测量结果与原始记录相对照即可判断密封瓦间隙是否非正常增大。如果得到确认，则需换新密封瓦才能解决问题。

3.9．油－氢压差低及其处理办法：

差压调节阀跟踪性能不好，可能引起油－氢差压低，此时重新调试差压调节阀，并结合以下两项处理结果判断差压调节阀是否要处理或换新。

油过滤器堵塞也可能引起油－氢压差低，此时应对油过滤器进行清理，并重新校验差压表计。

3.10．密封油系统调试注意事项：

（1）密封油系统调试一般应在管路油循环合格后进行。

（2）若在尚未接入密封瓦之前利用油循环管路系统进行调试，差压阀可能不起作用，则可以使用手动旁路门调节压力，此种情况主要是看油泵出口压力表。

（3）若在系统已接入密封瓦之后进行调试，差压阀可正常投入，但由于发电机静止，密封瓦油量将很小（不能提高油-气压差以免发电机进油！）油泵试运时则须利用油泵旁路门调节泵出口压力。

                                         第四节     密封油系统危险点及预控

1. 危险点

1.1.发电机进油

1.2.发电机漏氢

1.3.发电机密封油中断

1.4.真空油箱真空度低

1.5.真空泵损坏

1.6.浮子油箱满油或漏氢

1.7.地基下沉、支吊架拉伤

2．危险点预控

2.1.发电机充入压缩空气，维持机内压力50KPa,再投运主机润滑油进行密封，调节差压正常。注意浮子油箱油位，油位异常时应使用旁路门调整。注意：油位高于可视窗时严禁开启浮子油箱回气门，以防系统跑油。

2.2.真空箱注油时观察主油箱油位、真空箱油位调整情况。抽真空时切忌调节过快，以防油位迅速上升造成真空泵向外抽油。

2.3.真空油泵油气分离器中的油位正常，真空泵泵端水气清除阀适当开启。

2.4.真空泵投入时，确认冷却水、润滑油电磁阀带电。

2.5.启动真空泵时，先关闭抽真空门后启泵。

2.6.启动主密封油泵时，先开启出口门，溢油阀旁路门开启，应及时调整。

2.7.直流密封油泵，备用泵备用良好。

2.8.发电机充氢时确认#1、#2供氢母管至#2机分段门确已隔离并加堵板。

2.9.气体置换期间，保持机内压力不低于50kPa，可有效地防止发电机进油。排死角要全面。CO2投运时要加强淋水或投加热，防止管道结冰，温度太低而影响发电机安全。及时联系化学化验气体纯度，控制置换速度。

2.10.发电机进行气体置换和充排氢时，一定要将氢气湿度仪、氢气纯度仪切出，防止损坏设备。当发电机内压力高于0.1MPa时用油氢差压阀调节压差，发电机内压力0.1MPa后投入油氢差压阀，关闭其旁路阀。

2.11.机组起停过程中应及时调整密封油泵出口母管压力在0.68—0.85MPa。

2.12.发电机内压力变化时要经常监视真空油箱油位、浮子油箱油位，防止浮子油箱浮子阀卡涩时油箱油位过高或过低。

2.13.监视油氢压差在允许范围。

2.14.发电机置换时应重点关注监视油氢差压，并与就地对照。

2.15.确保空气抽出槽排烟风机正常运行及其入口门开启、备用排烟风机不倒转。

2.16.监视发电机及油氢扩大槽检漏仪液位。

2.17.注意巡视系统支吊架情况和地基有无下沉、塌陷或地面下空洞。