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汽车双流环密封油系统工作原理与调试运行

作者: 时间:2019-10-28 00:10

一、凯发旗舰厅密封油流程


空侧来油:一路是主油箱,一路是润滑油,经空侧密封油泵升压通过滤网、压差阀进入空侧密封瓦。其中油泵出口引出一路向密封油箱补油用。压差阀取样:氢侧取自氢压,油侧取自空侧密封瓦入口处油管。空侧密封瓦回油经氢油分离器回至主油箱,在氢油分离器内析出的氢气及油烟排至机房顶部。

汽车双流环密封油系统工作原理与调试运行

氢侧来油:密封油箱引出后经氢侧密封油泵升压后通冷油器、过滤网、平衡阀进入氢侧密封瓦。平衡阀取样:一路取自空侧密封瓦入处口油管,一路取自氢侧密封瓦入口处油管。氢侧密封瓦回油回至密封油箱。


发电机内氢气与密封油箱内氢气有连通管相连。


发电机密封油系统的作用是防止外界气体进入发电机内部及阻止氢气从机内漏出,以保证电机内部气体的纯度和压力不变。我厂发电机采用双流环式密封。


双流环式密封采用双流环式密封瓦,它有两套独立的循环供油系统,一为空侧油系统,另一为氢侧油系统。其主要特点有:1)氢侧与空侧各有一股油注入密封瓦,氢侧油自成一个闭式循环系统,一方面避免了溶有空气的空侧油流入氢侧,影响机内的氢气纯度;另一方面氢侧回油中的氢气在任何时候也不排向大气,都将回到机壳内。氢侧油流中溶有的氢气如达到饱和后就不再继续溶入,氢气也就不致被油无**地带走。因此即使在高氢压下,也不会出现耗氢过多的问题;2)在氢侧进油管上加装油压自动平衡阀,调节氢侧和空侧之间的油压,使之保持恒定和压差在规定范围之内(氢侧与空侧密封油差压≤±1.5KPa),从而使两个回路之间的油量交换达到最小,大大减少空气对氢气的污染及降低耗氢量;3)双流环式密封瓦中任一股油因故暂时断油时,另一股油仍可维持向密封瓦供油,从而提高了运行的可靠性。


二、密封油箱主要部件的作用及工作原理:


1、氢侧密封油箱的作用:


(1)封住氢气,使氢系统与油系统隔离。这样既可以防止氢气跑入油系统,保证机内氢气压力又可以避免氢气与空气混合,带来爆炸危险;


(2)对密封瓦的氢侧回油起到沉淀和分离作用。使油中所含的氢气分离出来,返回机壳,从而减少了氢气的消耗量;


(3)还能起到调节油量的作用。


2、差压调节阀:稳定地维持某一油氢压差值,这个压差值尽可能小,以减小氢侧油量和减轻对机内的污染。


工作原理:压差阀的活塞上面引入机内氢气压力(压力为p1),活塞下面引入被调节并输出的空侧密封油(压力为p),活塞自重及其配重片重量(或调节弹簧)之和为p2(可调节),则使p=p1+p2(上下力平衡)。


当机内氢气压力p1上升时,作用于活塞上面的总压力(p1+p2)增大,使活塞向下移动,加大三角形工作油孔的开度,使空侧油量增加,则进入空侧密封瓦的油压随之增加,直到达到新的平衡;当机内氢气压力p1下降时,作用于活塞上面的总压力(p1+p2)减少,使活塞上移,减少三角形油孔的开度,使空侧油量减少,压力p随之减少,直到达到新的平衡。(见图)


3、平衡阀:


使密封瓦空、氢两侧油流的油压经络保持恒定,并使两者之间的压差不超过规定值,以保证密封油隙处的油交换量降至最少。当空侧油压大于氢侧油压较多时,空侧向氢侧窜油量增加,由于空侧油含有较多空气,使发电机内氢气受污染,氢气纯度下降较快;当氢侧油压大于空侧油压较多时,氢侧向空侧窜油量增加,由于氢侧油含有较多氢气,这部分窜油回至空侧后,氢气析出,被排烟风机排出,使发电机内氢压下降加快。


工作原理:平衡阀平衡活塞的上侧引入空侧密封油,下侧引入被调节并输出的氢侧密封油压。此两种油压分别作用在平衡活塞的两面,当空侧油压高于氢侧油压时,平衡活塞带动阀芯向氢侧移动,加大阀门开度,使氢侧油两增加,,则进入密封瓦的氢侧油压随之增加,直至达到新的平衡;反之平衡活塞带动阀芯向空侧移动,减小阀门的开度,使氢侧油量减少,其压力也随之减少,直至达到新的平衡。


4、氢气密封油压力、空侧油压力和氢侧密封油压力三者之间的关系


空侧密封油通过压差阀调整跟随机内氢压,使其满足空侧密封油压大于机内氢压0.05±0.02 MPa。压差阀活塞上部与机内氢压相通,下部空侧密封油压相连。

汽车双流环密封油系统工作原理与调试运行

氢气密封油压力通过油压平衡阀调整跟随空侧密封油压力,并保证氢侧与空侧密封油差压≤±1.5KPa。平衡阀活塞上部为空侧密封油压,下部与氢侧密封油压力相接。


由于发电机两端密封瓦与轴之间的间隙不可能完全一致,造成压差阀投运以后,两个密封瓦的油压也不一致,只要两个密封瓦的油气差压均在0.05±0.02 MPa范围内即可。


油压平衡阀应手动控制,等密封瓦两侧油压基本相同时,再投入平衡阀。


一般应在机组冲动前60小时投入密封油系统。


5、空、氢侧油泵出入口均装有再循环以便调整油泵出口油压。


三、运行调整


1、自动排油电磁阀前后截断门待氢压大于0.15MPa时开启。


2、氢压<0.16MPa时密封油箱用氢侧油泵出口排油


3、油泵运行声音正常振动不超过规定值,空侧密封油泵小于0.05mm,氢侧油泵小于0.10mm。


4、空、氢侧滤网后油压不小于0.588MPa,滤网前、后压差不大于0.05MPa。


5、差压阀,平衡阀跟踪良好,密封油压大于氢压0.04~0.055MPa,空、氢侧密封油压差小于≤±1.5KPa。


6、投氢时密封油差压阀、平衡阀走旁路,维持空侧、氢侧油压比氢压高0.04~0.055Mpa。


系统调试


密封油系统在调试之前,首先必须确保发电机底部的油水探测器、回油扩大槽液位开关(单环流)、氢侧密封油箱及消泡箱(双环流)液位报警动作正常和准确;在调整过程中,对于单流环密封油一是需要注意修正由于静压差引起的油氢压差,二是注意在未充风压或是风压小于50KPa时,浮子油箱旁路应当处于开启状态;对于双环流密封油系统,调整差压阀时,差压值应当是汽轮机平台发电机两侧的空侧油压与氢气压力的差值;同时在调整之前,应当将氢侧密封油箱上下总共四个顶针阀完全松开。


1、油冲洗


密封油系统为集装式,相应管道安装完毕后应进行油冲洗。但在实际安装中,该程序常被忽略或流于形式,加之有时汽轮机油系统的冲洗不彻底,当汽轮机润滑油系统投人运行,密封油系统内的杂质和由润滑油系统进人密封油系统的杂质会造成空侧、氢侧刮片式滤油器堵塞,主差压阀、平衡阀卡涩。


2、调整和试验


进行系统冲洗调试时,按制造厂提供的系统图设置各阀门状态后,先启动空侧密封油泵,在发电机内压力为0时,先走再循环方式运行,缓慢开启泵出口电动门维持泵出口压力为0.13mpa左右,对差压阀信号管和差压阀阀体排空气,检查确认并调整主差压阀,使运行层处的油氢差压为85kPa(低油温时为100kPa),之后缓慢关闭泵出口再循环阀门,确认差压阀能正常调整泵出口母管压力在正常范围内,向发电机内部充压缩空气检查确认差压阀调整运行正常;再启动氢侧密封油泵,调整2只平衡阀,使发电机两侧密封瓦的空侧一氢侧密封油压差不大于±0.49kPa。当进行发电机的整套气密性试验时,缓慢升高发电机内压力至额定运行压力,观察主差压阀、2只平衡阀的工作情况,并再做相应的调整。


注:一般厂家出厂的时候差压阀、平衡阀都进行过精密调整,所以在调试期间发生调试不准确的时候先排除外部原因,不要大幅度调整差压阀,在现场一般都是以微调为主。在现场不要随意下结论说任何阀门可能堵了之类的结论,要多从系统上面先分析简单的原因。


例1:在系统调试和进行气密封性试验期间,应有专人监视运行层处发电机两端消泡箱的油位视窗中的油位,确保消泡箱不满油,油位约为l/2高度;机内压力约大于0.1MPa时,氢侧密封油箱的油位可稳定在约l/2处。


系统油位异常及原因


1、发电机消泡箱油位高


机组正常运行期间当主差压阀、平衡阀故障,造成空侧密封油压大于氢侧密封油压时,空侧密封油沿密封瓦的间隙进人氢侧密封油路,回油超过消泡箱的溢油能力时,消泡箱油位升高,密封油就经消泡箱进人发电机。

汽车双流环密封油系统工作原理与调试运行

机组开始充风压阶段,当发电机在高氢压下运行时,补油取自空侧密封油供油管路上的过滤器出口。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,所以当系统出现油位高时,排油浮球阀浮起,打开排油阀出口,但此时由于排油浮球阀出口,受管路静压(12米)影响处于高油压状态,无法直接将油排至空侧泵入口油管,先是造成氢侧油箱满油,之后最终导致消泡箱高油位。


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泵入口油管路间设一根连通管,利用氢侧油泵将油升压后排至空侧来油,解决了低氢压(≤0.12Mpa)及零氢压下油封箱满油时,无法排油的问题。


2、氢侧密封油箱油位异常的原因


(1)当发电机内压力处于较低水平时,密封油压力增大,进入氢侧密封油箱的油量增加,油箱的排油能力较低,导致油箱油位缓慢上升直至满油,最后油经消泡箱进入发电机。(2)溢油阀拒动、被误关,油箱不能溢油,油位上升。(3)补油阀拒动、被误关,低油位时不能补油,造成油箱油位低。(4)发电机内气体压力约低于0.1MPa时,一般只需油氢差压不超过100kPa,氢侧密封油箱为满油状态,氢侧密封油可由消泡箱的溢油管自流回氢侧密封油箱,再经油箱内的溢油阀进入空侧密封油泵人口,过量的氢侧密封油就进入了空侧密封油路中,可以保证密封油不会进入发电机。


4、系统控制信号的检查传动


消泡箱油位高


只需空侧密封油泵运行,关闭氢侧密封油箱溢油阀,打开氢侧密封油箱补油阀,就可见发电机消泡箱油位上升。当油充满整个窥视窗时,在集控室内可见声光报警信号。


前期信号传动工作一定要落到实处,消泡箱液位通过远方拆线和实际提高油位进行传动。


氢侧密封油箱油位异常


系统运行时,试关闭油箱的补油阀,强开溢油阀,则油位下降;若打开油箱的补油阀,强关溢油阀,则油位上升。在集控室内可见声光报警信号。通过溢油阀补排油进行也高高低信号实际传动。


发电机油检测信号


在运行中间层配有7只液位开关,当发电机前、中、后部有液体进行时,该7只液位开关能发出相应的报警信号。信号校验应用向贮液筒内灌水的方法,逐个检查校验。就地对油水探测器灌水,校验开关的实际动作情况,并与DCS画面一一对应。


5、空侧密封油箱排烟风机


空侧密封油箱排风机在安装阶段经常出现反转的情况,在调试中必须确认转向正确、并调整保持较低的运行抽吸压力。


系统运行时的异常情况


1、主差压阀、平衡阀跟踪不良


系统中杂质较多,引起差压阀,平衡阀的卡涩、动作不良;空侧、氢侧密封油路上的刮片式滤油器未进行及时的在线旋转清理、排污和切换运行,杂质进入差压阀和平衡阀,引起卡涩,导致油一氢差压、平衡差压发生变化;信号取样管内部排空不彻底;信号管接错位置。造成空侧密封油和氢侧密封油压力不平衡主要有两个原因:其一是氢侧密封油系统的平衡阀调节精度差。目前平衡阀要求的精度为±50毫米水(±490Pa),在运行中,由于平衡阀活塞和油缸之间间隙较小,稍有杂质可能造成活塞的运动阻力增大,甚至卡死,致使平衡阀调节精度变差,不能有效维持空、氢侧密封油压力的平衡,进而造成氢气污染、增大补氢量增大。


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、氢侧密封油压力的平衡,从而引起发电机补氢量增大。


例1:喜莱雅现场就出现了信号管油冲洗工作不彻底,信号管排空气工作不到位,在调试期间多次出现空侧油压、氢侧油压异常的现象,后来检查并用压缩空气吹扫差压阀、平衡阀信号管,取出很多杂物(抹布,石墨垫片,金属焊渣等等),并重新对信号取样管排空气,之后差压阀、平衡阀工作正常。


2、氢气纯度下降、湿度上升,补氢量增加


当平衡阀卡涩,使空、氢侧密封油由于压力不能平衡而发生相互的流动,表现为三种形式:


1)空侧密封油压大于氢侧密封油压,空侧密封油沿密封瓦间隙向氢气侧流动。


2)氢侧密封油压大于空侧密封油压,氢侧密封油向空侧密封油流动,造成氢侧密封油箱油位降低。


3)氢侧密封油箱浮球阀位置调整不当,即使在某一油位长期稳定运行时,补油阀和溢油阀也同时处于开启状态。含有空气和水分的空侧密封油和润滑油进入氢侧密封油系统和氢气发生接触,造成发电机内氢气的纯度下降、湿度上升。


需要检查远传平衡阀取样管空氢侧油压之差,并与就地平衡表读书对比,确认是否存在空侧油压高于氢侧油压,或者是氢侧油压高于空侧油压导致了空氢侧油流的相互窜动,致使氢气纯度和湿度异常降低,补氢量增加。


3、热工报警信号设置不当


系统的重要报警信号如油位异常等,只有CRT报警,且有的DCS控制系统无对报警信号进行分级的功能,使运行人员忽略报警信号,易造成发电机进油的重大事故。


4、差压阀及其空侧油管道振动


在系统进行调试过程中,一定要注意差压阀空侧取样管截止阀开不要超过二分之一,或者是在空侧信号取样管里面增加一尺寸为2mm的节流孔,目的类似于控制空侧取样管开度。


发电机几种进油情况分析


1.氢侧回油箱油位自动控制失灵,补油阀开启在某一开度卡住或排油阀在较高油位时不能自动开启,可能在空侧密封油压稍高于氢侧密封油压时,密封瓦处的油向氢侧窜流而导致氢侧回油箱的满油,直至消泡箱满油,最后进入发电机。


2.密封油压自动控制失灵,致使密封瓦处油压过高直接窜入发电机,这种情况往往出现在系统已正常运行较长时间后的退氢过程中。密封油系统正常运行时,由于发电机内氢压较稳定,空侧密封油的差压调节同开启在一定开度基本不变,氢侧密封油的平衡阀也开启在一定开度基本不变。若维持时间较长,差压调节阀或平衡阀均可能卡涩。


3.正常运行时氢压为额定值0.31 MPa,则空侧密封油压为0.394 MPa,氢侧油压与空侧油压基本相同。


4.发电机退氢前的降氢压过程中,因氢压降低,空侧主差压调节阀需缓慢开大以降低空侧油压,氢侧平衡阀需缓慢关小使氢侧油压相应下降。假设氢压由0.31 MPa降至0.05 MPa,若空侧调节阀卡涩,则此时氢压0.05 MPa,空、氢侧密封油压仍为0.394 MPa,因氢侧油压与氢压相差过高(0.389 MPa),油可能从氢侧配油槽直接冲刷到档油板而进入发电机。若氢侧平衡阀卡涩,则此时氢压0.05 MPa,空侧油压为0.134 MPa,氢侧油压仍为0.394 MPa,同样也可能因油氢差压过高致使氢侧油进入发电机内。


4防止发电机进油的措施


1.氢压缓慢下降,可以使差压调节阀及平衡阀能及时跟踪调节,以保证合适的油氢差压。若发现密封油油氢差压或空、氢侧密封油差压不正常,则应停止降氢压,并手动干预差压调节阀或平衡阀。


2.保证液位报警装置能起到有效的报警作用,与发电机进油有关的液位报警装置有2个。一个是消泡箱的油位高报警,另个是浮子式检漏器的高液位报警。


当消泡箱液位较高时,发电机仍未进油,但已存在进油的危险。若此时报警装置能正常报警,则运行人员可及时强开氢侧回油箱的排油阀,强关氢侧回油箱的补油阀。若油位仍上升还可直接开启消泡箱的放油阀,并迅速检查相关参数,做出相应的处理,即可避免发电机的进油。浮子式液位检漏器接于发电机的最低位置。若发电机内进入油或水,流至液体检漏器内到一定高度即发出高液位报警,运行人员可以从底部放出油或水,再做出相应的处理。此时发电机内已进入少量的油或水,但如果情况能得到控制,在降氢压的过程中,除监视密封油油氢差压、空氢侧密封油差压、氢侧回油箱及消泡箱的油位以外,还应注意观察以下参数的变化:


1.空、氢侧密封油泵出口油压。发电机内氢压下降,密封瓦处空、氢侧密封油压均随之下降,此时主差压调节阀应逐渐开大,空侧密封油泵出口油压应下降。平衡阀应逐渐关小,氢侧密封油泵出口油压应上升,直至保持在其出口安全门的动作值。


2.主油箱油位。密封油系统启动前系统充油由主油箱供给,系统检修时放油也放入主油箱。若密封油进入发电机,主油箱的油位也将下降。所以监视主油箱油位的变化,可以初步判断出发电机是否进油及进油量的多少。发电机正常运行时进油,将危及发电机的安全;停机后退氢时进油,将延长机组的停运检修时间。因此防止发电机进油应引起运行人员的足够重视。但只要平时多观察、细分析、精心操作,发电机进油是完全可以避免的。

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