汽輪發(fā)電機軸的油封系統(tǒng)
汽輪發(fā)電機密封軸承有兩種型式:一種是裝在發(fā)電杭機殼內(nèi)的推力式密封軸承,它的特點是與氫氣接觸的油量很少;另一種是在軸的周圍造成油環(huán)的密封軸承。第一種型式的密封軸承已性開始在25000瓦發(fā)電機上應(yīng)用。采用這種軸承,在運行方而有很大的好處,因為這種軸承可以使氫冷卻發(fā)電機的復(fù)雜的油處理系統(tǒng)大大簡化。
《電力》工廠出產(chǎn)的50000和100000瓦大型發(fā)電機上所用的密封軸承是環(huán)形溝槽式的,它的軸瓦和軸之間的間隙很大。這種軸承的構(gòu)造很簡單,運行也很可靠,然而,在采用這種軸封方法時,流入軸承的油量很多(多到45~60公升/分)。氫氣與這些油接觸后,帶走了其中的空氣和水分;同時油也吸走了氫氣,因此,氫氣的產(chǎn)消耗量就要增加。勵磁機側(cè)的密封軸承是主軸承妁延續(xù),與后者堅固地連成一個整體。因此,在密封鈾承處的軸和軸瓦之間的間隙應(yīng)當(dāng)和主軸承處的一致。
汽輪發(fā)電機側(cè)密封袖承的結(jié)構(gòu)是浮級式的,它的外殼可以分開,在安裝時則牢牢地緊固在汽輸機軸承的外殼上。兩個軸承都有特殊的小溝,油從凈油設(shè)備或汽輪機總壓力油管壓入小溝;總壓力油管是系統(tǒng)中的備用油源。這種小溝使軸的周圍形成一圈密封油環(huán),可以防止氫氣流到大氣中去。要使流入大氣的氫氣減少到最小限度,就必須將外殼蓋板和軸瓦的結(jié)合平面好好刮平,螺釘也必須上緊.密封軸承的合裝質(zhì)量如果不好,氫氣就會流入主軸承的疏油室。
疏油室內(nèi)一旦出現(xiàn)氫氣,對于整個汽輪錢也機說是非常危險的,因為如果空氣中的氫氣含量超過5%,在飽和油蒸汽的環(huán)境中就會形成有爆炸危險的混合氣體。密封軸承的供油中斷則更其危險,因為即使是短時間的中斷,也可以使整個供油系統(tǒng)內(nèi)充滿了氫氣和空氣的混合氣。為了從疏油系統(tǒng)和汽輪發(fā)電機主油箱中抽出氣體和濕蒸汽,在主油箱上專門裝了一個抽氣的風(fēng)扇。當(dāng)密封軸承從備用油源送入未經(jīng)凈處現(xiàn)的油的時候,風(fēng)沿應(yīng)投入運行。
此外,在主軸承疏油室上還需要裝一個抽出油蒸汽的抽氣管。大約有一半的從密封軸承疏入主軸承的輸油室,另外一半則沿大直徑〔100~150公厘)油管流入小擴容箱,再由小擴容箱沿U形管流入主油箱或由小擴容箱流入凈油設(shè)備。必須注意,如果發(fā)電機內(nèi)部的氣壓增高,則對于疏油的反作用也會增加;壓力達(dá)到某一關(guān)系數(shù)值時,疏油是可以完全停止的。油能夠吸收和溶解相當(dāng)數(shù)量的空氣和永分,溫度升高時,油的吸收和溶解力也加強。一般汽輪發(fā)電機運行時所常存的溫度等于50—60℃,在這種溫度下,油可以吸收10%容積的空氣和8%容積的氫氣。根據(jù)大約的測定,在發(fā)電機停止時期,兩個密封軸承每分鐘流出30公升的油與氫氣接觸;在運行時,每分鐘45公升。油中除空氣以外,還有大量的水分,在起動初期和大修完后,油中的水分特別多。為了使氫氣少受空氣混濁,送入密封軸承的油應(yīng)使用專門軀除空氣和水分的凈油設(shè)備在真空下加以在凈油機組運行時,與分離出來的空氣和鋱氣一起被真空泵抽出來的水分,每書夜達(dá)12~15公升。
如果不把油中所含的空氣和水分除凈,則空氣和水分就會進(jìn)入密封軸承,而且由于對流作用的關(guān)系,它們又會從油中分離出來,結(jié)果就會使氫氣的純度降低和濕度增髙。分離出來的混雜氣體的數(shù)量決定于油的溫度、流經(jīng)軸承的油量、以及對流作用(軸是轉(zhuǎn)動的還是靜止的)。例如,在凈油設(shè)備停止后,運行發(fā)電機中的氫氣含量,在一整夜中就從95%減少到92%,而空氣含量則相應(yīng)地增加3%。在發(fā)電機和凈油設(shè)備已經(jīng)停止時,氫氣純度的下降過程要慢得多。根據(jù)我們所作的測量算出,從油中分離出來而被真空泵排入大氣的氣體,在某些情況下含甘3~6%的氫氣。這樣,每整夜就要排出5~8立方公尺的氫氣。由此可見,氫氣的洩漏不光是因為氣系統(tǒng)不嚴(yán)密而跑出去的,還有將近一半的洩漏是被油吸跑的。發(fā)電機停止運行以后,油的溫度降低了,被吸跑的氫氣也就減少;氫氣的消耗量可以誠少三分之一到二分之一。由此可見,在軸伸出端上的油封是需要專門的油處理設(shè)備的,后者是具有油環(huán)密封軸承的氫冷卻發(fā)電機的不可分割的組成部分。
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