润滑油及顶轴油系统课件

转前必须投入运行,建立正常油压。当机组升到90%额定转速,主油泵已能满足润滑油系统的全部供油需求,交流润滑油泵可退出运行。正常处于联锁位置,当主油泵出口油压低于1.24MPa或润滑油油压低于0.115MPa时,交流润滑油泵自动投入运行。它能向润滑油系统提供全部需油量。

交流启动油泵用于机组启动过程中,机组转速低于90%额定转速时,油涡轮无法正常工作,也无法向主油泵正常供油时,向主油泵入口提供油源。泵的结构同交流润滑油泵。

直流润滑油泵(EOP)在机组事故工况、系统供油装置无法满足需要或交流电源失去的情况下使用,提供保证机组顺利停机需要的润滑油。当润滑油压力低于0.105MPa,自动联启直流润滑油泵。 6、排烟装置

汽轮机润滑油系统在运行中会形成一定油气,主要聚积在轴承箱、前箱、回油管道和主油箱油面以上的空间,如果油气积聚过多,将使轴承箱等内部压力升高,油烟渗过挡油环外溢。为此,系统中设有两台排烟装置,安装在集装油箱盖上,它将排烟风机与油烟分离器合为一体。该装置使汽轮机的回油系统及各轴承箱回油腔室内形成微负压,以保证回油通畅,并对系统中产生的油烟混合物进行分离,将烟气排出,将油滴送回油箱,减少对环境的污染;同时为了防止各轴承箱腔室内负压过高、汽轮机轴封漏汽窜入轴承箱内造成油中进水,在排烟装置上设计了一套风门,用以控制排烟量,使轴承箱内的负压维持在-1KPa。

7、油净化系统

油净化系统是用以去除润滑油中的水、固体粒子和其它杂质。从而使过滤后的油质满足机组运行要求,确保机组安全运行,延长油的寿命。整套设备安装在主油箱附近,其来油取于主油箱,既可少量地抽出处理,直接回到油箱,也可大量抽出处理,储存在储油容器里。如果使用后面那种方法,抽出的油必须马上用储油容器里净化的油补充,以保持油箱正常的液位。盘车运行前,系统即应投入运行。只要润滑油系统在运行,净油系统就应连续保持运行。

净油系统的处理能力通常为每小时处理系统内总润滑油量的10~20%,本工程主机油净化装置处理能力为12m3/h,处理后的油质含水量低于50ppm。

本设备不能在油循环前使用,必须在安装后经油循环,油系统油质合格后,该系统才能投入运行。 8、电加热器

一组安装在油箱侧面浸没式管状电加热器,总功率为6×10kW,若机组启动前,油温低于20℃,则开启电加热器,待油温升至35℃时,则关闭电加热器。电加热器有热电偶控制其表面温度,当表面温度高于140℃时应停止加热,温度降到100℃后继续加热。

注意:如果油位在正常油位之下,或从油箱放油之前,必须切断加热器电源,因为露出油面的加热器部件继续通电会使油箱中油气燃烧,从而造成严重后果。 9、液位指示器

油箱装有多功能磁翻板液位计(带就地指示及远传)外,还配有一套润滑油箱超声波液位计。它们根据实际油位的变化可在就地指示。并且设有油位开关,分别提供油位高、低开关,用来提供报警,并提供联锁。 10、回油系统

本系统有2根回油母管。前轴承箱润滑油回油和后轴承箱润滑油回油各经一根Φ760×10

和Φ900×10的回油母管回到油箱污油区。顶轴装置的泄油回到油箱。回油管的安装应朝油箱方向有一个逐步下降的斜度,斜度不小于1°,使管内回油呈半充满状态,以利于各轴承箱内的油烟能顺畅的通过回油液面的上部空间流到油箱,再经过排烟装置分离后,排入大气。

发电机轴承回油,必须经过油氢分离后,才能接入回油母管,否则会危及机组安全。 回油流回油箱污油区,经过滤网过滤后,进入净油区。在净油区设有油位指示器,以观察油箱净油区油位的变化。同时当净油区的液位下降到低油位时报警。净、污油区之间装有差压变送器,当净、污油区液位差达到设定值时报警。 11、套装油管路

套装油管路是将高压油管路布置在低压回油管内的,供油回油组合式油管路。该管路提供将各种压力油从主油箱输往轴承箱及其它用油设备和系统;将轴承回油及其它用油设备和系统的排油输回到主油箱的通道。套装油管路为一根大管内套若干根小管道的结构,小管道输送高压油、润滑油、主油泵吸入油,大、小管道之间的空间则作为回油管道。这样,既能防止高压油泄露,增加机组运行的安全性,又能减少管道所占的空间,使管道布置简单、整齐。缺点是检修不便。

各顶轴油管从润滑油母管进到各轴承箱。套装油管路主要由管道接头、套管、弯管组、分叉套管、接圈等零部件组成,在制造厂内将其分段做好,然后运到现场组装而成。顶轴油管也采用套管结构,

套装油管路中的小管道采用不交叉的排置形式,增加了套装油管的安全可靠性,保证了套装油管路的制造质量,并且利于安装。该套装油管路在进轴承的各母管上设置有临时滤网冲洗装置,仅用于进行管道冲洗时过滤管道中的杂质。在机组正常工作情况下,必须拆掉其中的滤网以利于油的流动。 11、系统运行监视与调整

汽轮机首次启动或润滑油系统检修后应对以下项目进行整定,且应在汽轮机达到额定转速前完成,否则有可能因油压低造成汽轮机跳闸:

调节油涡轮的流量节流阀来改变增压泵的抽吸能力,从而保证主油泵的进油稳定在一定压力,但同时会反向影响轴承润滑油的母管压力。如增压泵供油压力增加,则轴承润滑油母管压力降低。

调节油涡轮的旁路阀可改变润滑油压力,如开大则压力增加,但增压泵会因驱动力下降而引起排油压力降低。

轴承润滑油供油母管上装设了泄压阀,超压时通过泄掉多余的油量以维持油压的稳定,一般排放量为满载流量的25~50%。

为保证设备的安全运行,润滑油油温必须保持在一定范围内。若油温太低,粘度会很大,润滑效果不好;若回油温度太高,由于氧化速度加快,油质会恶化。轴承回油温度要限制在60~70℃,这样轴承内油温就不会超过75℃。合适的回油温度就可通过调节进油量来获得,为能够调整,各轴承进油管径有所不同,且管路上设有可加可取的节流孔板。进入轴承油温应维持在38~49℃间。油压控制合适,保证轴承上部油压高于大气压,以形成连续油膜。如果油压太高,油会从轴承两端高速甩出,变成细小油雾。

每个轴承的进油支管上均配有一个粗滤网、一块流量孔板,轴承回油支管配有一个回油窥视窗和回油温度表,通过回油窥视窗可观察回油品质、流量和油中含水量等运行指标,机组检修时或个别轴承进油压力低时应考虑清洗粗滤网。 四、汽轮机顶轴油系统

顶轴装置是汽轮机组的一个重要装置。它在汽轮发电机组盘车、启动、停机过程中起顶起转子的作用。汽轮机#1-4轴承采用可倾瓦式轴承,#5-10轴承采用椭圆形轴承。#1-10轴承

均设顶轴油,顶轴油系统对#1-10轴承提供。汽轮发电机组各轴承均设有高压顶轴油囊,顶轴装置所提供的高压油在转子和轴承油囊之间形成静压油膜,强行将转子顶起,避免汽轮机低转速过程中轴颈和轴瓦之间的干摩擦,减少盘车力矩,对转子和轴承的保护起着重要作用;在汽轮发电机组停机转速下降过程中,防止低速碾瓦;运行时顶轴油囊的压力代表该点轴承的油膜压力,是监视轴系标高变化、轴承载荷分配的重要参数之一。

顶轴油取主机自润滑油母管,经顶轴油泵供向汽轮机各轴承,最后在轴承箱内汇入润滑油回油管路回到主油箱。该系统设置有2台100%容量变量式柱塞泵,两台顶轴油泵一用一备,顶起高度满足制造厂要求(一般为0.03-0.05mm)。顶轴油母管压力为20MPa。管道阀门全部采用不锈钢材质,各轴承的顶轴油管路上都装有逆止阀和压力表,当顶轴油系统退出运行后,可以利用该系统测定各轴承油膜压力,以判断各轴承的运行情况是否正常。顶轴油泵入口处低油压低(≤0.03MPa)的闭锁装置和滤网,以保证顶轴油泵不被损坏。在机组转速大于2500r/min时顶轴油泵自动停止,当转速小于2000r/min时顶轴油泵自动启动。

盘车装置的作用是为了在启、停机过程中使汽轮内部受热均匀,防止上下缸温差过大,造成大轴弯曲,或者动静摩擦而损坏汽轮机。

系统流程

顶轴油泵油源来自冷油器后的润滑油,压力约为0.176MPa,可以有效防止油泵吸空气蚀。吸油经过一台32μm自动反冲洗过滤装置进行粗滤,然后再经过25μm的双筒过滤器进入顶轴油泵的吸油口,经油泵升压后,油泵出口的油压力为16.0MPa,压力油经过单筒高压过滤器进入分流器,经单向阀、节流阀,最后进入各轴承。通过调整节流阀可控制进入各轴承的油量及油压,使轴颈的顶起高度在合理的范围内(理论计算,轴颈顶起油压12~16MPa,顶起高度大于0.02mm)。泵出口油压由溢流阀调定。

系统采用了三级过滤器有效地保证了系统的清洁度。油泵采用进口的恒压变量柱塞泵,该泵具有高效率、低发热、低噪音,高压下连续运转,性能可靠、无外漏、容积效率高等诸多优点。同时在电机和泵之间配置了高精度的联接过渡架及带补偿的联轴器,降低了整个油泵电机组的振动、噪音,保证系统整体性能的优良、可靠。

为控制两台泵的运行、切换和防止泵吸空损坏,在油泵的进出口管路上装有压力开关,当油泵入口油压≤0.03MPa时,油泵入口处压力开关接通(ON),表示吸入滤网堵塞;当泵的出口管路油压≤7MPa时,出口管路上压力开关接通(ON),备用顶轴油泵联启。

在顶轴装置的前部是仪表盘。在仪表盘上安装有顶轴装置系统图中的所有压力表和泵前后的压力开关。在现场实际操作时,方便、简捷,观察和记录数据一目了然。

在自动反冲洗过滤装置前后各设一压力表,以监测其差压大小,视情况对其清洗。

系统设备介绍

顶轴装置主要由电机、高压油泵、自动反冲洗过滤器、双筒过滤器、压力开关、溢流阀、单向阀和节流阀等部套及不锈钢管、附件组成,装置采用集装式结构、整体结构美观,便于现场安装和维护。

顶轴油泵

顶轴油系统采用两台顶轴油泵,一运一备,型式为变量柱塞泵。柱塞泵通过柱塞在缸体往复运动完成吸油排油升压的过程。变量柱塞泵是在转速不变的情况下,通过改变斜盘与传动轴的夹角使柱塞的轴向移动距离发生变化,从而改变排量,同时电机负载也会随着斜盘的斜度而改变,达到省电的目的。

变量柱塞泵的工作原理

变量柱塞泵的变量是通过改变泵腔工作容积来实现的,改变斜盘法线对缸体回转轴心的夹角γ,即改变各柱塞腔的工作容积,当γ角最大时,柱塞腔的工作容积最大,实现全排量供油,当γ角为0时,柱塞腔的工作容积为0,这时液压泵不供油。如果γ角为负值,则液压泵反向供油。改变γ角的方式有多种,每种方式都有各自的控制特点。

2为缸体回转轴心,3为液压泵斜盘。斜盘操纵臂4和变量柱塞8在复位弹簧5的作用下停留在原位,这时斜盘倾角γ最大,液压泵全排量供油。当系统压力略高于顺序阀1的设定压力时,打开顺序阀1,同时使换向阀7换向,系统压力油进入柱塞缸6,变量柱塞8克服复位弹簧5的作用力,改变斜盘倾角γ,液压泵实现变量供油。如果系统压力再度增高,变量柱塞缸6内的压力也再增高,使γ角接近0(有一部分泄漏,γ角不能为0),液压泵即保持一定压力,但不对系统供油,这就是液压泵在压力状态下的卸载(因为N=p×Q,当Q→0时,N→0)。在系统压力降低后,变量柱塞8立即恢复原始状态。图中换向阀7主要是为系统大

量用油时,提高变量柱塞8复位的响应速度而设计的。这种控制为恒压变量控制。

图中A-B为全排量供油段,B-C为变量段,C为压力状态下卸载点,也称为待用压力。变量段的压力范围(pB~pC)很小,适用于多个执行器能同时工作,压力在使用压力的90%以内都需要全排量供油的系统。

变量泵与标准定量泵的主要区别是输出功率不同,变量泵的输出功率是随负载的变化而变化,而定量泵的输出功率相对恒定,在小流量动作情况下,变量泵的输出功率很低,而定量泵的输出功率基本恒定。

顶轴油泵结构,吸出、入口壳体

自动反冲洗过滤装置

自动反冲洗过滤装置由缸体和过滤元件两部分组成,过滤元件由集成旁通阀、滤网、网架、排污机构等部分组成,垂直置于缸体内。该装置采用一种新型的反冲洗机构,利用润滑油系统自身的液压能驱动排污机构,连续自动地冲洗掉积存在滤网上的污物,保持虑芯通流面积恒定。另有工作过程不影响系统内部的压力、流量和温度,过滤精度高,虑油量大、压损低,无须专人操作,维护量少等优点,且具有集成旁通阀安全系统,不会因为装置本身故障造成供油不足。

装置结构:排污机构由油马达和排污泵组

成,油流驱动油马达连续运转,带动排污泵的两个叶片A、B反向冲洗滤网。套筒用于保护滤网,同时确保油流向下流动,使冲洗掉的污物沉积到缸体底部。虑芯顶盖上均布六个安全阀,组成集成旁通阀,当过滤元件出现故障,压力损失达到集成旁通阀开启压差时,集成旁通阀打开补充供油量,保证系统供油。网架用于支撑滤网,同时与排污泵叶片A、B构成楔形空间,将网架周向等分为若干个冲洗扇面。底架用于支承排污机构,同时控制其运转方向。

自动反冲洗的工作原理

全部油流从滤网外部向内部径向地通过,过滤后的油从缸体下部的出油口输出,同时少量油(约占额定流量3%)驱动油马达后从缸体顶部回油口回到主油箱,构成排污机构工作回路,驱动油马达连续运转。随着油液的连续通过,杂质沉积在滤网表面,油马达驱动排污泵的两个叶片A、B交替运转,形成高压脉冲油流,由网内向外反向冲洗滤网表面沉积物,污物随油流向下沉积到缸体底部积污室内,定期排放(一般在检修期间排放)。

B叶片油流向虑网网架A叶片(a)(b)(c) 自动反冲洗过滤装置冲洗过程:冲洗过程是以顺时针方向逐个扇面周期性进行的,整

个圆周面冲洗一次约需7.5~10s。包括三个阶段:(图a)叶片A静止,叶片B朝A迅速合拢,形成反向冲洗脉冲;(图b)冲洗脉冲达到峰值,一个扇面冲洗完毕;(c)叶片B静止,

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