目前，國內雙流環(huán)密封油結構的氫冷發(fā)電機存在不同程度的補氫量大問(wèn)題。氫冷發(fā)電機的氫氣消耗除了增加氫氣本身的成本外，還因氫冷發(fā)電機氫氣純度下降而導致發(fā)電機效率低、線(xiàn)圈溫度升高到問(wèn)題，嚴重影響發(fā)電機的安全經(jīng)濟運行。另外由于設備結構、運行、檢修方面的原因，造成發(fā)電機內進(jìn)油，引起發(fā)電機線(xiàn)圈絕緣下降，給發(fā)電機安全運行帶來(lái)隱患。因此，解決雙流環(huán)密封油結構的氫冷發(fā)電機補氫量大的問(wèn)題、消除發(fā)電機進(jìn)油十分重要。 

    1 雙流環(huán)密封油系統簡(jiǎn)介 
    汽輪發(fā)電機密封油系統由空側和氫側兩個(gè)各自獨立又互有聯(lián)系的的油路組成，空側和氫側密封油同時(shí)向發(fā)電機兩端的雙流環(huán)式密封瓦供油。來(lái)自汽輪發(fā)電機組軸承的回油，經(jīng)空側密封油泵升壓后，通過(guò)空側密封油冷油器、濾網(wǎng)到發(fā)電機汽、勵端雙流環(huán)式密封瓦的空氣側油環(huán)，空側密封油壓力的控制依靠壓差閥的泄油來(lái)控制，當發(fā)電機內氫氣壓力變化或空側密封油壓力波動(dòng)時(shí)，壓差閥將調整空側密封油泄油量以維持空側密封油壓力大于發(fā)電機內氫氣壓力0.085Mpa?？諅让芊庥偷幕赜团胖涟l(fā)電機支持軸承的回油系統。氫側密封油經(jīng)氫側密封油泵升壓后，通過(guò)氫側密封油冷油器、濾網(wǎng)，再分成兩路分別通過(guò)發(fā)電機汽、勵端平衡閥到發(fā)電機汽、勵密封瓦的氫側油環(huán)中，汽、勵平衡閥的作用是跟蹤汽、勵端密封瓦內空側油環(huán)內壓力，調整汽、勵密封瓦內氫側油環(huán)內壓力與空側油環(huán)壓力差不大于±50mm水柱,氫側密封油回油到密封油箱，密封油箱油位通過(guò)空側密封油泵出口補油或向空側密封油泵入口排油來(lái)控制。 

    2 雙流密封油結構汽輪發(fā)電機補氫量大及進(jìn)油的原因分析 
    2.1實(shí)際運行中很難控制空側密封油和氫側密封油壓力的平衡 
    按照雙流密封油結構密封瓦設計原理來(lái)講，只有維持密封瓦內空側密封油與氫側密封油壓力基本相等，減少空、氫側密封油的交換，才能防止空側油系統中夾帶的空氣等進(jìn)入氫側密封油系統。但實(shí)際運行中由于設備結構等方面很難控制空側密封油和氫側密封油壓力的平衡。 

    當空側密封油壓力大于氫側密封油壓力時(shí)，空側密封油在密封瓦內向氫側竄油，空側密封油夾帶的空氣等進(jìn)入氫側密封油。當氫側密封油壓力大于空側密封油壓力時(shí)，氫側密封油在密封瓦內向空側竄油，這樣將引起氫側密封油箱油位降低，氫側密封油箱浮球閥將打開(kāi)，空側密封油泵出口的壓力油通過(guò)浮球閥補入氫側密封油箱。因此，無(wú)論空側密封油壓力大于氫側密封油壓力，還是氫側密封油壓力大于空側密封油壓力，都將使從軸承回油來(lái)的空側密封油夾帶的油煙、水氣等通過(guò)與氫側密封油交換而進(jìn)入氫側密封油系統，再通過(guò)密封油內油檔被發(fā)電機吸入發(fā)電機內，造成發(fā)電機內氫氣污染，氫氣純度下降，補氫量增大。 

    造成空側密封油和氫側密封油壓力不平衡主要有兩個(gè)原因，其一是氫側密封油系統的平衡閥調節精度差。目前平衡閥要求的精度為±50毫米水柱（±490Pa），在運行中，由于平衡閥活塞和油缸之間間隙較小，稍有雜質(zhì)可能造成活塞的運動(dòng)阻力增大，甚至卡死，致使平衡閥調節精度變差，不能有效維持空、氫側密封油壓力的平衡，進(jìn)而造成氫氣污染、增大補氫量增大。
      　　造成空側密封油和氫側密封油壓力不平衡的第二個(gè)主要原因是空、氫側密封油壓力的測量誤差。機組運行中只有維持密封瓦與轉軸之間的油壓平衡，才能減少空、氫側密封油的互相竄動(dòng)，但由于設備結構的原因，目前只能測量密封瓦上的空、氫側密封油進(jìn)油處的壓力作為平衡閥的調節信號，因此必然造成測量誤差，平衡閥不能有效維持空、氫側密封油壓力的平衡，從而引起發(fā)電機補氫量增大。 

    2.2密封瓦與發(fā)電機轉子間隙增大 
    從密封瓦與轉軸間沿轉軸的軸向流向空側和氫側的油流稱(chēng)為軸向流動(dòng)，當空、氫側密封油壓差保持一定時(shí)，空、氫側密封油的交換量與密封瓦的間隙的成正比。對于300MW汽輪機，密封瓦直徑間隙為0.15-28mm，當運行中密封瓦間隙從0.15mm增大到0.28mm時(shí)，密封油流量將大大增加，而由于空、氫側密封油之間不可避免的存在壓差，密封油流量的增加將導致空、氫側密封油的交換量成倍增加，空側密封油中攜帶的空氣、水分等通過(guò)交換進(jìn)入氫側密封油中，再通過(guò)氫側密封油與氫氣的接觸進(jìn)入到發(fā)電機氫氣中污染氫氣，降低氫氣純度。密封油量的增大將會(huì )造成靜壓回油管路不暢，發(fā)電機氫側回油腔室（消泡箱）油位升高到超過(guò)軸頸最低位置時(shí)，將造成發(fā)電機進(jìn)油。 

    2.3發(fā)電機密封油溫度高 
    密封油的粘度隨油溫的升高而降低，在同樣的流通面積內，要維持一定的密封油壓力，當密封油溫度高時(shí)，就需要較大流量的密封油。同樣密封油溫度的升高，將導致密封瓦間隙增大，這同樣需要增大密封油流量才能維持一定的密封油壓力。發(fā)電機制造廠(chǎng)一般規定氫冷發(fā)電機空、氫側密封油溫度正常值在27-50℃之間。對于300MW汽輪發(fā)電機集裝式密封油系統，其空、氫側密封油系統的冷油器的出口油溫油一個(gè)退水調節門(mén)控制，一般維持在42℃左右。油溫在42℃時(shí)的粘度比27℃時(shí)小，要維持一定的密封油壓，則需要較大的密封油流量。同樣，由于密封油溫的升高，密封瓦的內徑將增大，這樣要保證發(fā)電機內氫氣不外泄，同樣需要增大密封油流量來(lái)維持一定的壓力。因此密封油溫度過(guò)高將導致密封油流量增大，按照2.2條的分析，同樣會(huì )引起發(fā)電機內氫氣純度下降或發(fā)電機進(jìn)油。 

    2.4排煙風(fēng)機出力小 
      　　從300MW汽輪發(fā)電機密封油系統看，空側密封油泵油源取自氫油分離器，氫油分離器的排煙風(fēng)紀主要作用是抽出空側油中的微量氫氣，以免氫氣隨潤滑油回到主油箱。增大氫油分離器排煙風(fēng)機的出力，使氫油分離器形成大的負壓，使空側油中的空氣會(huì )同氫氣一起被抽出，這樣，將減少空側密封油中空氣含量，按照2.1條的分析（發(fā)電機氫氣污染主要是空側密封油攜帶的空氣等通過(guò)與氫側密封油交換進(jìn)入氫側密封油，再通過(guò)氫側密封油與氫氣交換污染氫氣），將減少氫氣污染。 

    3 防止發(fā)電機進(jìn)油、降低氫氣污染，減少補氫量的措施 
    3.1保證密封瓦與轉軸的適合的間隙 
    3.1.1保證檢修時(shí)密封瓦間隙符合要求 
    對于300MW汽輪機，要求密封瓦與轉軸直徑間隙為0.105-205mm，檢修時(shí)應嚴格按標準保證密封瓦間隙符合要求，并盡量靠近下限，這樣即能減少密封油流量，又能防止因密封瓦間隙過(guò)小而產(chǎn)生的密封瓦溫高、密封瓦磨損甚至發(fā)電機轉軸震動(dòng)過(guò)大等缺陷。
    3.1.2采用高精度密封油濾網(wǎng) 
    現300MW密封油系統的空氫側密封油均采用刮片式濾網(wǎng)，但實(shí)際上這種刮片式濾網(wǎng)只能起算作粗濾網(wǎng)，不能有效過(guò)濾掉密封油中的微小顆粒。正是由于密封油流中的微小顆粒與密封瓦及軸頸的相對流動(dòng)產(chǎn)生的研磨，加劇了密封瓦與軸頸的磨損，導致了運行密封瓦間隙的增大。據悉國外已淘汰刮片式濾網(wǎng)，國內有電廠(chǎng)以過(guò)濾精度0.01mm或以下的纖維濾網(wǎng)替代刮片式濾網(wǎng)的運行實(shí)例。 

    3.2提高平衡閥的調節精度和運行可靠性 
      　　提高平衡閥的調節精度可有效減少空、氫側密封油的竄動(dòng)量，防止氫氣污染?？蓮囊韵?方面進(jìn)行： 
    3.2.1防止平衡閥卡澀，調節失靈 
    3.2.1.1檢修后密封油系統運行初期，可采取用平衡閥旁路閥手動(dòng)調節，防止檢修后因系統不清潔造成的平衡閥部件卡澀。 
    3.2.1.2采用新型平衡閥 
    據悉國內某單位研制成功了閥芯連續旋轉的平衡閥，這種平衡閥采用密封油做為動(dòng)力油推動(dòng)閥芯以一定速度旋轉，可防止密封油中雜質(zhì)造成閥芯卡澀。 
    3.2.2檢修后進(jìn)行平衡閥調節試驗，保證空、氫側密封油壓力平衡 
    平衡閥的目的是控制密封瓦內空、氫側密封油環(huán)內的空、氫密封油不交換，基于這個(gè)原理，可關(guān)閉密封油箱補、排油門(mén)，觀(guān)察并根據密封油箱油位變化對平衡閥進(jìn)行調整，最終使密封油箱油位基本穩定，達到減少空、氫側密封油在密封瓦內交換的目的。通過(guò)試驗可找出規律，在機組正常運行中，根據密封油箱是在補油或排油，微調平衡閥，同樣可減少空、氫側密封油在密封瓦內交換。 

    3.3控制密封油的溫度 
    可進(jìn)行密封油溫在標準要求范圍內上下限之間變動(dòng)的試驗，在發(fā)電機轉軸振動(dòng)不增大的情況下，盡量保持密封油溫在標準的低限運行，從而達到減少密封油流量減少發(fā)電機進(jìn)油和降低氫氣污染的目的。 

    3.4提高排煙風(fēng)機的風(fēng)壓 
    提高氫油分離器排煙風(fēng)機的風(fēng)壓可提高氫油分離器的負壓、減少空側密封油中的含空氣量和含水量，從而減少因空、氫側密封油交換對氫氣的污染。 
    4 結論 
    總上所述，針對發(fā)電機存在的氫氣污染、發(fā)電機進(jìn)油缺陷，根據雙流環(huán)密封油系統的特點(diǎn)，采取相應的防范對策，可有效減少發(fā)電機氫氣污染和進(jìn)油缺陷，提高發(fā)電機運行的安全可靠性。