密封油系統(tǒng)差壓閥和平衡閥原理

本文深入探討了密封油系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件——差壓閥與平衡閥，詳細闡述了它們的工作原理、結(jié)構(gòu)特色以及在維持發(fā)電機內(nèi)氫氣壓力與密封油壓之間穩(wěn)定壓差方面的應(yīng)用，確保發(fā)電機密封系統(tǒng)的有效運行。

一、基礎(chǔ)常識

一個局部阻力可以改變的節(jié)流元件，對不可壓縮流體，由流量方程式可得：

式中：Q－－流經(jīng)平衡閥的流量 ξ－－平衡閥的阻力系數(shù) P1－－閥前壓力P2－－閥后壓力 F－－平衡閥接管截面積 ρ－－流體的密度

由上式可以看出，當(dāng)F一定（即對某一型號的平衡閥），閥門前后壓降P1-P2不變時，流量Q僅受平衡閥阻力影響而變化。ξ增大（閥門關(guān)小時），Q減??；反之，ξ減小（閥門開大時），Q增大。

平衡閥就是以改變閥芯的開度來改變阻力系數(shù)，達到調(diào)節(jié)流量的目的。

Kv為平衡閥的閥門系數(shù)。它的定義是：當(dāng)平衡閥前后差壓為1bar（約1kgf/cm2）時，流經(jīng)平衡閥的流量值（m3/h）。平衡閥全開時的閥門系數(shù)相當(dāng)于普通閥門的流通能力。如果平衡閥開度不變，則閥門系數(shù)Kv不變，也就是說閥門系數(shù)Kv由開度而定。

通過實測獲得不同開度下的閥門系數(shù)，平衡閥就可做為定量調(diào)節(jié)流量的節(jié)流元件。在管網(wǎng)平衡調(diào)試時，用軟管將被調(diào)試的平衡閥的測壓小閥與專用智能儀表連接，儀表可顯示出流經(jīng)閥門的流量值（及壓降值），經(jīng)與儀表人機對話，向儀表輸入該平衡閥處要求的流量值后，儀表通過計算、分析、得出管路系統(tǒng)達到水力平衡時該閥門的開度值。

二、差壓閥

1、作用：差壓閥在密封油系統(tǒng)中用以調(diào)整空側(cè)密封油壓，使之與發(fā)電機內(nèi)氣體壓力始終保持一定的壓差。

2、結(jié)構(gòu)和工作原理：

此閥門是通過輸入信號的差值變化帶動滑桿上下移動，而改變閥門的開度，以起到對油壓的調(diào)節(jié)作用。

密封油系統(tǒng)通常設(shè)有二只差壓閥，一只差壓閥即空側(cè)油調(diào)壓閥，它接于空側(cè)油泵的進口與出口之間，起旁路調(diào)壓作用,信號分別取自機內(nèi)氫氣壓力和空側(cè)密封油壓，該閥門可以根據(jù)信號來源的壓力變化自動調(diào)節(jié)旁路的流量，從而保證空側(cè)密封油壓始終高于機內(nèi)氫壓0.085MPa。另一只差壓閥即空側(cè)油備用調(diào)壓閥，它接于空側(cè)高壓和低壓備用密封油管路中，信號分別取自發(fā)電機內(nèi)氫壓和空側(cè)密封油壓，通過調(diào)節(jié)備用密封油流量來保證備用空側(cè)密封油壓力始終高于機內(nèi)氣體壓力0.056MPa。

3、密封油系統(tǒng)中差壓閥的工作原理

壓差閥的活塞上面引入機內(nèi)氫氣壓力（壓力為p1），活塞下面引入被調(diào)節(jié)并輸出的空側(cè)密封油（壓力為p），活塞自重及其配重片重量（或調(diào)節(jié)彈簧）之和為p2（可調(diào)節(jié)），則使p=p1+p2（上下力平衡）。當(dāng)機內(nèi)氫氣壓力p1上升時，作用于活塞上面的總壓力（p1+p2）增大，使活塞向下移動，加大三角形工作油孔的開度，使空側(cè)油量增加，則進入空側(cè)密封瓦的油壓隨之增加，直到達到新的平衡；當(dāng)機內(nèi)氫氣壓力p1下降時，動作相反。

差壓閥工作原理圖

差壓閥的控制器上面是氫氣的壓力,下面是密封油,通過連桿控制閥門開度,當(dāng)氫氣的壓力高時,閥門關(guān)小,相當(dāng)于關(guān)小再循環(huán)一樣,密封油油壓升高。壓差低時,動作相反，從而保證機內(nèi)氫壓和空側(cè)密封油壓差壓在0.085MPa范圍內(nèi)（正常運行），當(dāng)高壓備用油源作為空側(cè)密封油時，保證機內(nèi)氫壓和空側(cè)密封油壓差壓在0.056MPa范圍內(nèi)。當(dāng)空側(cè)直流油泵啟動，作為空側(cè)密封油時，保證機內(nèi)氫壓和空側(cè)密封油壓差壓在0.085MPa范圍內(nèi)，這個差壓通過負重或者可調(diào)彈簧來實現(xiàn)。

三、平衡閥

1、作用

平衡閥應(yīng)用于氫冷卻汽輪發(fā)電機雙流密封環(huán)軸密封供油系統(tǒng)中，控制氫側(cè)密封油壓，跟蹤差壓閥控制的空側(cè)密封油壓變化并保持與其相等，使密封瓦環(huán)內(nèi)不相互串油，并在瓦內(nèi)形成比機內(nèi)氫氣壓力高出一定值的壓力油封，并保持發(fā)電機內(nèi)氫氣與外界空氣隔絕。

2、結(jié)構(gòu)和工作原理

平衡閥裝于氫側(cè)密封油系統(tǒng)出口處，共設(shè)有二只，分別為汽側(cè)、勵側(cè)平衡閥，信號分別取自密封瓦處的空、氫側(cè)油壓。通過空、氫側(cè)油壓的變化自動調(diào)節(jié)平衡閥的開度大小，從而使空、氫側(cè)在密封瓦處的油壓差保持在正負490Pa之內(nèi)。

平衡閥平衡活塞的上側(cè)引入空側(cè)密封油，下側(cè)引入被調(diào)節(jié)并輸出的氫側(cè)密封油壓。此兩種油壓分別作用在平衡活塞的兩面，當(dāng)發(fā)電機空側(cè)油壓高于氫側(cè)油壓時，平衡活塞帶動閥芯向氫側(cè)移動，加大閥門開度，使氫側(cè)油量增加，則進入密封瓦的氫側(cè)油壓隨之增加，直至達到新的平衡；反之平衡活塞帶動閥芯向空側(cè)移動，減小閥門的開度，使氫側(cè)油量減少，其壓力也隨之減少，直至達到新的平衡。

平衡閥工作原理示意圖

平衡閥的控制器上面是空側(cè)油壓力,下面是氫側(cè)壓力,當(dāng)空側(cè)壓力較高時,閥芯向下移動，閥門開大,流道面積變大，氫側(cè)油壓上升；壓差低時,動作相反.始終保證空側(cè)密封油壓和氫側(cè)密封油壓差壓在正負490Pa范圍內(nèi)。