汽机润滑油系统介绍

汽机润滑油系统介绍 润滑油系统(概述) 1 润滑油系统简介 汽轮机——发电机的轴承需要油来形成一层连接油楔，在这层油楔上汽轮机轴得以转 动，这方面用油少，但因主轴的热传导，表面磨擦及油的湍流产生大量的热，为保持轴 承温度稳定在要求值，因而需要更多的油去除热量，向轴承供给的大部分油用于去除热 量。 供油轴承的油之油压大致为176kpa(g)。该压力是用于保证轴承上部的压力不致低于 大气压，否则油膜就会间断;另一方面，若油压过高，轴承现两端将会高速喷出油并将 雾化，此时油将十分容易从轴承箱中溢出。 油温应控制在一定范围内，如果进入轴承的油温过低，因油的高粘度轴承润滑效率就 会降低，而如果离开轴承的油温过高，因氧化程度高油将破坏。离开轴承的油温限制在 60~70?，这样轴承内最高温度就不会超过于75?，进入轴承的油温大约为38 ~49?， 而所要求的离开轴承的油温度是通过调整每个轴承油供给来完成的。为使调整充分，采 用多规格管径的油管，并装入可装拆节流板。 油泵 主油泵是由汽轮机主轴直接驱动的以保证最大可靠性。主油泵向汽轮机发电机组各轴 承以及电机氢密封系统供油，为了汽轮机启动停机，提供一台交流驱动的交流电动辅助 油泵和一台交流电机驱动的交流电动启动油泵。以及一台直流电动机驱动的直流电动机 事故油泵以形成轴承润滑油。当油压降低到某一给定值时，三台电动油泵通过一继电器 自动进入工作状态， 冷油器 离心泵的效率大约为55%，而油泵输入功率的其余45%在油中产生热量，这些油同时 吸收因轴承磨擦以及主轴传导产生的大量热量。为去除此热量，就让油退过冷油器来使 温度降低到轴承要求温度，冷却介质为水。 提供两台100%容量的冷油器，从而不用停机就可将一台切除进行清洗。油路并联工 作，采用特切换阀，作为油水换向结件，次序油器竖直安装，以便函于管束的拆除。 油箱和过滤器 润滑系统的能力取决于油每小时循环的次数，循环目的是释放混入的空气，循环次数 为每小时5 到7 次，这样就决定了主油箱的大小，主油箱位于汽机附近到家行平面以下。 油箱内部由挡板分隔，用于分离油中混入的气打开，各轴承和回油管应向主油箱侧倾 斜，回油管直径应很大，使油不充满而气体能自由通过。这可以避免轴承座处压力增加 的可能性。 重要的是油箱应充分通风，以排除水蒸气。否则，这些水蒸气将在油箱盖处凝结而造 成生锈，为防蒸汽形成，提供两台电动排油烟机(由工程配)，排油烟机安装在主油箱 顶部，在汽轮机正常运行过程中持续工作。 油中排出的残渣落到主油箱底部，应定期予以排出。 由筒形孔网与节流孔板组成的滤网，安装在每个轴承入口，油泵吸入口和主油箱回程 的油连接口。 2 运行 向汽轮机——发电机主轴轴承供油的主油泵是安装于汽轮机主轴的离心泵，它的油是 主油箱内油涡轮驱动的油吸增压油泵提供的，油压为98~140kpa(g)。从主油泵出来的压力 约为1372kpa(g)的油通过管道接向主油箱，通过油涡轮驱动抽吸增压力油泵。在通过油 涡轮时，油压从大约1372kpa(g)降到大约392kpa(g)然后油通过冷油器，供给各个轴承， 油喷嘴和其它需要低油压的系统部件。 在停机、启动、停运或危急状态下为向轴承供油，设置两个小的马达驱动的离心油泵， 辅助油泵和事故油泵，油泵直接从油箱抽油并向主冷油器前的轴承主管道。 一台交流马达驱动的离心油泵执行抽吸增压泵的功能直到汽轮机主轴转速到达约额 定转速的90%。这台泵称为电动启动油泵。设置此泵的原因在于油泵系统中不含大功率的 马达驱动的辅助油泵，在主油泵达到90%额定转速前无法获得高压运行油以驱劝增压油泵。 因而，在达到90%额定转速前，增压油泵向主油泵提供确定压力的抽吸油的功能必须由启 动油泵来行使。 两节流阀设置于抽吸增压油泵系统。其中一个用于油涡轮供油，加一个用于油涡轮旁 路。两阀需调整到满足以下两条件。第一，必须让充足的油通过油涡轮以向增压油泵提供足 够的动力并保证主油泵抽吸压力在98 到147kpa(g)，第二，有充足的油供给轴承主管道， 从而到轴承并合理调整到轴承溢流阀的流量，保持轴承主管道油压在汽机中心线处为 176kpa(g)。 节流阀为流量调节阀，它们不能用于改变运行主管道的油压，因为是由主油泵(MOP) 叶轮尺寸决定的，是不可更改的。 主油箱压力表 在主油箱仪表盘设置油压表，用于调整油泵系统并监控系统运行。 (1) 动力油主管道压力 这是从主油泵(MOP)排出的表压137kpa 的高压油油压，测点在油箱标高处，在油涡 轮的节流阀和旁路节流阀的上游测量。 (2) 油涡轮喷嘴前压力 这是增压节流阀的下游侧压力或节流油压，用于调整以驱动油涡轮元件。一般情况下 该油压力为833~1176kpa(g)，但并没有直接的意义，因增压节流阀主要被调整来提供合适 的汽轮机平台的主油泵(MOP)抽吸压力。 (3) 增压泵出口压力 这是测量抽吸增压泵叶轮及单向阀之间的抽吸增压油泵输出油压，其事实上是测 (MOP)的吸入油压。 (4) 轴承润滑主管道(油蜗轮出口，冷油器入口和出口)油压 用于驱动增压透平元件的动力油油压减少到343~392kpa(g)，由4 通过旁通节流阀 节流后的附加油做补充，该油压在冷油器的上游侧量是油箱标高处轴承主管道的油压。 前轴承箱压表 在汽轮机前箱有三只压力表监控汽轮机运行平台的系统特定压力。 (1) 主油泵排出口主管道压力表 这是位于汽轮机运行平台标高的主油泵单向阀系统一侧得的主油泵排出口油压。 (2) MOP(主油泵)抽吸压力表 指示由增压泵保持的MOP(主油泵)吸入压力，主油泵供油时该油压通常为98~147kpa (g)。 (3) 轴承润滑主管道压力表 指示汽轮机运行平台标高处轴承主管道压力表，它是通向各主要轴承的实际进口压 力，当汽轮机在额定转速下运行时此压力一般为176 kpa(g)。 油泵的运行 盘车油泵(TOP)用于汽轮机启动时，转速还未达到使主油泵(MOP)具有足够流量承 担其职能前，向汽轮机主轴轴承供油。盘车油泵(TOP)提供在前轴承箱水平标高处不小于 98kpa(表压)，该泵在汽机甩负荷，当汽轮机在盘车时，TOP 将自行投入，代替MOP。 马达抽吸泵MSP 用于向MOP(主油泵)提供一确定抽吸油压直到增压油泵从主油泵获 取足够的油，从而使抽吸增压泵代替马达抽吸油泵的工作。 开始时，启动尚未进行而汽轮机主轴盘车时，盘车油泵和马达抽吸油泵应运行。在这 种条件，各轴承获得盘车油泵提供的润滑油，主油泵将从马达抽吸泵接收一确定抽吸油压。 随着汽轮机速度的上升，主油泵(MOP)在输出压力上升。这样，就使主油泵排出口 处的单向阀打开，MOP(主油泵)开始输出一定油量，由马达抽吸泵供给主油泵的润滑油将 通过油涡轮节流阀及增压旁通节流阀，然后汇同来自盘车油泵(TOP)的主油送到各轴承。 通过油涡轮节流阀的油，开始使抽吸增压油泵转动。不过抽吸增压油泵不会有油量产生因其 初产生的油压不足以抵消马达抽吸泵(启动油泵)的出口油压，不能打开曾被并闭的单向阀。 随着主油泵(MOP)转速上升，油压增大，盘车油泵(TOP)排出口处单向阀将会持续 并闭，TOP(盘车油泵)不会再产生油流，而主油泵就会提供所有轴承的油流。上升的油压 将使增压油泵转动加快，从而后者油压增大并使增压油泵排出口的单向阀开启，而主不油泵 (MOP)油压的进一步上升将使马达抽吸油泵排出口处的单向阀关闭。汽轮机转速不断上升 到额定速率将使轴承润滑油压力和主油泵抽吸压力上升到一个合格的运行值。 一旦到了额定转速，盘车油泵发及马达抽吸尚未泵应手动关闭。这两个泵和事故油泵 在需要时将自动重新启动。 正常汽机甩负荷——一个好的操作方法是，在甩负荷前，启动TOP(盘车油泵)和主 油泵的供油泵MSP(抽吸油泵)。 (4) 设定和调整 对油泵系统的可能调整，可通过油涡轮喷嘴节流阀，旁通节流阀以及轴承润滑溢流阀 来进行。这些阀均应在机组初始启动进行调整。 随着汽轮机转速上升到其额定值，在整个油泵系统的油压也随之改变，具体过程如下 所述。 (1) 在主油泵(MOP)开始供油之前，运行油压将是盘车油泵(TOP)的排出口油压，且 油压上升。该油压由油泵特性决定，不能作调整。 (2) 轴承主管道油压(停机态)，在前轴承箱处应在98kpa(g)以上。随着汽轮机转速 上升，主油泵开始产生油流，该轴承主管道油压将逐渐增加。 (3) 主油泵入口油压(停机态)要在汽轮机前轴承箱应近似为176kpa(表压)，随着汽 轮机主轴转速上升，主油泵(MOP)开始产生油流，马达抽吸油泵与主油泵油流相匹 配，这就会造成其输出油压降低，这种降低将续到增压泵开始和马达抽吸泵共同供 油，并最终由增压泵取而代之。 油泵系统的动作应在整个汽轮机主轴转速上升到额定转速的过程中受到监控，直到系 统的最终调整完成。监控方法就是通过观察汽轮机前轴承箱处三只压力表来进行。如果发现 有异常情况发生，在对每个阀的效用做如下了解后，可决定必要的调整措施。 油涡轮喷嘴节流阀可以直接增大或减小主油泵抽吸压力，并在一个较小范围内相应增 大或减小轴承主管道油压。例如，如果油涡轮喷嘴节流阀打开使主油泵(MOP)抽吸压力增 加，将会有更多的油从增压蜗轮元件进入轴承润滑主管道，在一定程度上增大轴承主管道压 力。 旁路节流阀可以直接增大或减小轴承主管道油压，并在一个较小程度上减小或增大主 油泵(MOP)抽吸压力。这就是说，如果旁路节流阀打开使轴承主管道油压上升，这代表增 压透平元件背压的上升，从而使主油泵吸入口油压微降。 轴承润滑油主管道溢流阀上有一套弹簧调整器，以足够的排放流量，当溢流阀后无阴 力时，溢流阀管道排放25~50%的满流量，此流量值即为溢流阀的最大排放值。溢流阀打开 使排放流增加时，轴承主管道油压在一定程度上下降，反之，轴承主管道油压的改变也会在 某种程度上改变溢流阀的排量。虽然溢流阀流量的调整会影响轴承润滑主管道油压，但主要 目的不是调整油压。一旦在额定转速下运行阀设定最终完成后，它就会自协补偿轴承主管道 油压的变化。 设定步骤 (1) 因当汽轮机盘车时，运行油压尚未建立，节流阀和轴承主管道溢流阀在初始启动前 不能预先设定。作为初步调整，各节流阀应完全打开，轴承主管道溢流阀节流到观 测不到排放油流。这可保证流向轴承主管道的油流在汽轮机转速上升时不受限制。 在启动前，盘车油泵(TOP)和马达抽吸油泵应处于运行态。轴承主管道压力和主油 泵抽吸压力均应大于98kpa(g)。 (2) 随着汽轮机转速的上升，因主力油泵排出压力的上升，轴承主管道油压了将上升在 大约额定转速72%时，前轴承箱轴承主管道油压为137~147kpa(g)否则，按要求调 整旁路节流阀。 (3) 在主轴转速达到额定转速的75%，如果各增压泵阀设定不合适，轴承保护逻辑电路 将使机组脱扣。如果发生脱扣，主要速度应再次到72%的额定转速，同时增加旁路 阀开度调整直到前轴承箱处轴承主管道油压为137~147 kpa(表压)。这样就可防止 机组在额定转速75%时脱扣。 (4) 当主轴转速到达额定转速的85%时，盘车油泵(TOP)排出口油压表和轴承主管道油 压表，应表明轴承主管道油压表读数增加，并达到或超过盘车油泵排出口油压表读 数。额定转速95%时，两油压表读数的比较应表明轴承主管道油压读数应高些。如 果不是这样，应打开旁路节流阀进行调整两油压表的比较满足上述条件。 (5) 当主油转速到达额定转速85%时，马达抽吸泵排出口油压表和增压油泵排出口油压 表明观察应表明增压油泵排出口读数增加并达到或超过马达抽吸油泵排出口压表读 数。在95%额定转速时两油压表读数比较应为增压油泵排出口油压表读数应高些。 如果不是这样，应打开油涡轮喷嘴节流阀来调整使两油压表的比较满足上述条件。 6) 汽轮机达到额定转速时做最终压力设定: ( 汽轮机前轴承箱的政常压力值为: a MOP(主油泵)抽吸压力„„98—147kpa(g) b 轴承主管道油压„„176 kpa(g) c 运行油压„„1372 kpa(g)。 (7) 关掉马达抽吸泵，并将控制开关置于“AUTO”(自动)，检查油压。关掉盘车油泵， 将控制开关置于“AUTO”检查油压并对各节流阀和溢流阀做最后调整。各最后油压 都应保持满意“静止”读数，不需做重新调整。 (8) 将各节流阀和轴承主管道溢流阀的最终设定调整锁紧。 主油箱油补充 采用净油器供给所需油。见由东方汽轮机厂提供的“油净化器说明书”。 主油箱油面高 主油箱油面在停机状态下，始终应比运行状态高，这取决于油泵系统运行时从油仃到 排油管道循环的油量，停机状态时，这些油大都要回流到主油箱。通过观察安装于主油箱的 浮动油位计来检查油面，汽轮机运行时必须使油位保持或者高于该油位计显示的最低位。 油位计设置两个开关，一个当油箱油面低于正常允许极限时动人选——即低油位;一 个当油面在高油位极限时动作，实际油到这两个油位的任一个，即报警。 油管道 汽轮机热零件周围的所有压力油管均在一回油管内或者一分开的保护管内， 这样如果发生压力油管破裂，压力油可无损地进入保护管道并回到油箱。不在汽轮机热零件 周围的压力油管则无需包在保护油管内(例如供给发电机和励磁机轴承的压力油管)。 维护及操作建议: 在轴承供油主管道的支管处，设置一粗过滤器以及在每一主轴承前设置一节流孔。 这些滤网可通过罩壳中盖板或保护罩而易于取出，在汽轮机和辅助油泵并闭后滤网应在 几分钟内提到清洗，机组停机时，特别是在机组盘车启动前而润滑系统工作完成后，应定期 清洗这些滤网。 从各轴承排出油的一部分流过一排油观察箱，通过观察箱可以观察排油情况并通过安装 在箱上的温度半测得排油温度。 轴承的发热通过观察箱排油温度来表示，应在汽轮机运行过程中定期观察。合理的运行 油温是在油入口40~50?，而在各主轴承的温升不超过20?，轴承供油节流板调节轴承油流 以保证上述温度界限。 油流的阴力受温度的影响，各主汽轮机轴承的测量油孔设计要通过要求的在温度40? 时具有指定粘度的油流。建议通过冷却器的冷却水调节到轴承入口温度(1 号轴承油入口温 度测量的)在汽轮机达到额定转速时至为40?，而在其后的运行中保持在40~50?的范围内。 4 油的保养: 油的成功使用只有通过不断的保养，观察和处理来达到。如果能得到良好过滤和保养， 油就会反复使用达数月，这就取决于油的初始质量，处理设备和过滤以及油处理设备每天的 运行时间。 下列规范需严格遵守 (1) 确认油箱内有足量的品质良好，清洁的油。 (2) 保持一足量的供油储备以急用，需要时弥补不足。 3) 不可将油、水相混。如果水产生集结，可通过分离器去除。 ( (4) 检查仪表上各压力表计良好，压力表旋塞应足够节流以减步指针振动和对各压力表 内部机械的损耗。 (5) 如果在正常运行时油温发生稳定升高，这可能说明冷油器脏了或者油已发生“老化”。 (a) 转换冷油器“运行”或“备用”条件 (b) 给系统重新加入新油或通过油过滤系统来净化油使其能再用。 (6) 定期测试冷油器漏水情况。 (7) 保持各油泵，各冷却器和其它装置处于一种良好的运行状态。 (8) 砂粒或其它固态物体在油中起磨损作用，降低轴承寿命。 (9) 来得使用废棉纱头或其它棉织物擦拭浸油的内表面，用擦布好些，但是不能将其用 于运动机械，因为那样就有可能发生事故。 (10) 不得用汽油作为清洁液，请采用煤油或石油酒精。 (11) 为防止可能的爆炸，当油是热的以及汽化时应使所有火源运离各油箱敞口。 __ 第十三章:干燥 通过本章的学习，应熟练掌握表示湿空气性质的参数，正确应用空气的H–I图确定空气的状态点及其性质参数;熟练应用物料衡算及热量衡算解决干燥过程中的计算问题;了解干燥过程的平衡关系和速率特征及干燥时间的计算;了解干燥器的类型及强化干燥操作的基本方法。 二、本章思考题 1、工业上常用的去湿方法有哪几种, 态参数, 11、当湿空气的总压变化时，湿空气H–I图上的各线将如何变化? 在t、H相同的条件下，提高压力对干燥操作是否有利? 为什么? 12、作为干燥介质的湿空气为什么要先经预热后再送入干燥器, 13、采用一定湿度的热空气干燥湿物料，被除去的水分是结合水还是非结合水,为什么, 14、干燥过程分哪几种阶段,它们有什么特征, 15、什么叫临界含水量和平衡含水量, 16、干燥时间包括几个部分,怎样计算, 17、干燥哪一类物料用部分废气循环,废气的作用是什么, 18、影响干燥操作的主要因素是什么,调节、控制时应注意哪些问题, 三、例题 2o例题13-1:已知湿空气的总压为101.3kN/m ,相对湿度为50%，干球温度为20 C。试用I-H图求解: (a)水蒸汽分压p; (b)湿度,; (c)热焓，; (d)露点t ; d (e)湿球温度tw ; o(f)如将含500kg/h干空气的湿空气预热至117C，求所需热量,。 解 : 2o由已知条件:,,101.3kN/m，Ψ,50%，t=20 C在I-H图上定出湿空气00 的状态点,点。 (a)水蒸汽分压p 过预热器气所获得的热量为 每小时含500kg干空气的湿空气通过预热所获得的热量为 例题13-2:在一连续干燥器中干燥盐类结晶，每小时处理湿物料为1000kg，经干燥后物料的含水量由40%减至5%(均为湿基)，以热空气为干燥介质，初始 -1-1湿度H为0.009kg水•kg绝干气，离开干燥器时湿度H为0.039kg水•kg绝干12气，假定干燥过程中无物料损失，试求: -1(1) 水分蒸发是q (kg水•h); m,W -1(2) 空气消耗q(kg绝干气•h); m,L -1原湿空气消耗量q(kg原空气•h); m,L’ -1(3)干燥产品量q(kg•h)。 m,G2解: q=1000kg/h, w=40?, w=5% mG112H=0.009, H=0.039 12 q=q(1-w)=1000(1-0.4)=600kg/h mGCmG11 x=0.4/0.6=0.67, x=5/95=0.053 12?q=q(x-x)=600(0.67-0.053)=368.6kg/h mwmGC12 ?q(H-H)=q mL21mw q368.6mw q,,,12286.7mLH,H0.039,0.00921 q=q(1+H)=12286.7(1+0.009)=12397.3kg/h mL’mL1 ?q=q(1-w) mGCmG22 q600mGC?q,,,631.6kg/h mG21,w1,0.052