CN104533546A - 大型发电机组主轴轴承润滑系统备用供油装置 - Google Patents

Abstract

一种大型发电机组主轴轴承润滑系统备用供油装置，包括：油泵或气动隔膜泵，用于向发电机组主轴轴承供油；气动驱动器（膨胀机、气马达或气涡轮等），用于驱动油泵；空压站，用于向气动驱动器提供压缩空气，驱动其动作；当发电机组停机后转子因惯性继续旋转，而电动供油泵因故障无法正常工作时，气动驱动器驱动油泵或由气动隔膜泵给系统供油，对主轴轴承进行润滑，确保主轴轴承不会断油。作为电动供油装置的替补备用措施，增强了发电机组的安全性。

Description

大型发电机组主轴轴承润滑系统备用供油装置

技术领域

本发明涉及电厂发电机组主轴轴承润滑油供油系统，尤其涉及一种大型发电机组主轴轴承润滑系统备用供油装置。

背景技术

现代发电厂，无论是燃煤发电、燃气发电、核能发电或水力发电，为提高经济性，机组均朝大型化发展，其支撑机组转子的轴承均采用滑动轴承，并需配备强制循环的润滑油供油系统，这些供油系统有各种各样的形式，有主油泵—油涡轮系统（如图1所示）、主油泵—注油器系统（如图2所示）、齿轮泵供油系统以及电动油泵供油系统（如图3所示）等等。它们的主要功能均是给机组轴承提供连续的润滑油，保证其形成动压油膜，防止轴与轴承直接接触，发生干摩擦，并带走轴承的热量。一旦系统供油中断，则不能形成油膜，轴与轴承就会直接接触，发生干摩擦，尽管自控系统会控制机组停机，但由于机组转子的质量很大（可达数十上百吨），有巨大的转动惯性，干摩擦将持续较长时间，在这个过程中会产生大量的热量，温度急剧上升，导致烧瓦事故，并使主轴表面金相组织发生变化甚至产生裂纹，从而产生巨额的修复费用，缩短机组运行周期，经济损失巨大。

在这些系统中主油泵—油涡轮系统、主油泵—射油器系统和齿轮泵供油系统，由于其自给自足的特性，在正常运行过程中一般不会发生断油烧瓦事故，但在机组启停阶段，由于机组转速未达到额定转速，其系统出力还不能满足机组要求，只能依靠电动辅助油泵给机组供油，在这个过程中如发生失电或电机故障，则会造成供油中断。而电动油泵供油系统无论机组处于何种状态，只要失电或电机故障均会造成断油烧瓦事故。

所以以上这些系统都对供配电系统和电机质量的可靠性有一定程度的依赖，但是由于供配电必然要经过一些比如空气开关、接触器、继电器等等环节，其控制回路还要受各种传感器的支配，只要其中一个环节出现故障都会使油泵电机掉电。虽然各设计制造单位以及发电企业也在想各种办法比如增加冗余等等，试图减少这种掉电的危险，但这些由于辅助油泵和电动油泵掉电或故障引发的断油烧瓦事故在各大电厂仍时有发生。

为解决这一问题，只能依靠一种在机组保护停机时能不用电能的供油措施。在以前发电机组容量较小，在几千或者几万千瓦时可以用高位油箱来解决这一问题，因为这时润滑油箱和高位油箱都较小，其布置和安装都比较容易。后来随着机组容量发展到几十万千瓦甚至上百万千瓦时，其布置和安装就变得复杂和困难了（见图4），如对于600MW等级汽轮发电机组，其符合要求的高位油箱包括油重其重量将超过100吨，在现有的厂房内安装几乎是不可能的，即使分成几个小油箱，安装布置也很困难，同时还使系统变得复杂了。另外高位油箱的油在机组停机时都需回到润滑油箱，而机组润滑油箱的容积本身就比较大，就使其容积变得更大，所以给润滑油箱和高位油箱的布置都会带来很大的困难，除非增加厂房空间，这又会使电厂造价大幅增加。当然还有一个办法就是增加一个副油箱来接收高位油箱的回油，这样不仅需要增加空间来放置副油箱，而且高位油箱的回油还必须经过主油箱回到副油箱，再次启机时还必须配一个泵将副油箱的油打回主油箱，系统就变得复杂了。最后高位油箱这套系统看似简单，实际上必须经过精密的计算，其容量、流速必须与每台机组的惰走曲线相吻合，稍有不慎，很容易发生碾瓦事故，因为在机组降速过程中，滑动轴承的油膜厚度有逐渐变薄的趋势，一旦供油不足就可能会使油膜遭到破坏。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种气动供油装置，作为现有的电动供油装置的替补备用措施，以确保发电机主轴轴承的安全。

本发明的技术方案是：

一种大型发电机组主轴轴承润滑系统备用供油装置，包括：

-油泵，其进油口通过管道连通润滑油箱，其出油口通过管道通往主轴轴承，用于向主轴轴承供油；

-气动驱动器，用于驱动油泵；

-空压站，具有空气压缩机和储气罐，用于向气动驱动器提供压缩空气，驱动其旋转；所述储气罐的出气口通过管道连通气动驱动器的进气口，所述管道上设有阀门。

所述气动驱动器是膨胀机、气马达、气涡轮之一。

所述储气罐至气动驱动器的管道上的阀门有两只，一只是液动或气动开关阀，另一只是气动调节阀，按压缩空气流动方向顺序串联布置，液动或气动开关阀在前，用于接通或关断压缩空气，气动调节阀在后，用于调节压缩空气压力，满足气动驱动器的额定工作压力。

所述液动或气动开关阀并联有一只电磁阀，作为压缩空气的冗余通道，该电磁阀有电时接收DCS信号开启，也可在失电时自动开启。

当液动或气动开关阀故障不能开启时，压缩空气可经该电磁阀通过。

所述气动调节阀并联有一只节流孔板，当气动调节阀故障不能开启时，气动驱动器所需的大部分压缩空气可通过该孔板进入气动驱动器，保证其最低限度的出力。

本发明的另一种方案是：

一种大型发电机组主轴轴承润滑系统备用供油装置，包括：

-气动隔膜泵，由压缩空气驱动，用于向主轴轴承供油，该气动隔膜泵的进油口通过管道连通润滑油箱，其出油口通过管道通往主轴轴承；

-空压站，具有空气压缩机和储气罐，用于向气动隔膜泵提供压缩空气，驱动其旋转；所述储气罐的出气口通过管道连通气动隔膜泵的进气口，所述管道上设有阀门。

所述储气罐至气动隔膜泵管道上的阀门有两只，一只是液动或气动开关阀，另一只是气动调节阀，按压缩空气流动方向顺序串联布置，液动或气动开关阀在前，用于接通或关断压缩空气，气动调节阀在后，用于调节压缩空气压力，满足气动隔膜泵的额定工作压力。

所述液动或气动开关阀并联有一只电磁阀，作为压缩空气的冗余通道，当液动或气动开关阀故障不能开启时，由自控系统自动切换至电磁阀开启。

所述气动调节阀并联有一只节流孔板，当气动调节阀故障不能开启时，气动隔膜泵所需的大部分压缩空气可通过该孔板进入气动隔膜泵，保证其最低限度的出力。

进一步的，在以上两种技术方案中，所述油泵或气动隔膜泵的出油管上设有止回阀；所述储气罐的顶部设有安全放空阀。

本发明的有益效果：

本发明由气动驱动器作为电动机驱动油泵给系统供油的替补备用措施，其气源来自足够容量和压力的储气罐，当发电机停机后转子因惯性继续旋转时，而电动供油泵因故障无法正常工作时，气动驱动器驱动油泵或由气动隔膜泵给系统供油，对主轴轴承进行润滑，确保主轴轴承不会断油。作为电动供油装置的替补备用措施，增强了发电机组的安全性。

附图说明

图1是现有技术一种供油装置结构图

图2是现有技术另一种供油装置结构图

图3是是现有技术再一种供油装置结构图

图4是本发明供油装置的一种结构图

图5是本发明供油装置的另一种结构图。

具体实施方式

实施例一

参见图4，本大型发电机组主轴轴承润滑系统备用供油装置，包括：

-油泵9，其进油口通过管道连通润滑油箱，其出油口通过管道连通润滑油母管，润滑油母管通往主轴轴承，向主轴轴承供油；

-气动驱动器1，用于驱动油泵9；该气动驱动器1可以是膨胀机、气马达或气涡轮。

-空压站，具有空气压缩机6和储气罐5，用于向气动驱动器1提供压缩空气，驱动其旋转；在储气罐5的顶部设有安全放空阀4。

所述储气罐5的出气口通过管道连通气动驱动器1的进气口，所述管道上设有两只阀门，一只是液动或气动开关阀3，另一只是气动调节阀8，按压缩空气流动方向顺序串联布置，液动或气动开关阀3在前，用于接通或关断压缩空气，气动调节阀8在后，用于调节压缩空气压力，满足气动驱动器1的额定工作压力。

为进一步增强可靠性，可在液动或气动开关阀3的进、出口并联一只电磁阀7，作为压缩空气的冗余通道，该电磁阀有电时接收DCS信号开启，也可在失电时自动开启。当液动或气动开关阀3故障不能开启时，压缩空气可通过该电磁阀7向膨胀机、气马达或气涡轮等气动驱动器1供气，确保油泵9正常运转。

节流孔板2的口径、气动调节阀8的规格需经过严密计算确定，既要保证气动驱动器1所需压缩空气的流量、又要保证压缩空气的压力满足气动驱动器1的工作压力。当气动调节阀故障不能开启时，气动驱动器所需的大部分压缩空气可通过该孔板进入气动驱动器1，保证其最低限度的出力。

另外，为防止润滑油母管中的润滑油倒流回油泵9，可在油泵9的出油管上增设止回阀10。

本装置的工作过程：

当发电机组正常运行前，空压站就预先制气，压缩机6开机运行，向储气罐5充气，直到罐内压力达到设定值，备用。储气罐的压力平常保持恒定，当长时间的一些微量泄漏使其压力降至某一数值时，空压机启动为其供足压力。当储气罐压力超标时安全阀动作为其泄压。

当发电机组停机时，润滑油压力降至某一设定值时，液动或气动开关阀3和电磁阀7均开启，气动调节阀8开启，压缩空气进入气动驱动器1，驱动油泵9运转，将润滑油泵入润滑油母管，经润滑油母管送往发电机主轴轴承，实现润滑。

实施例二

参见图5，除用气动隔膜泵1替代实施例一中的气动驱动器和油泵外，其余均与实施例一相同。

Claims (10)

1. 一种大型发电机组主轴轴承润滑系统备用供油装置，包括：

-油泵，其进油口通过管道连通润滑油箱，其出油口通过管道通往主轴轴承，用于向主轴轴承供油；

-气动驱动器，用于驱动油泵；

-空压站，具有空气压缩机和储气罐，用于向气动驱动器提供压缩空气，驱动其旋转；所述储气罐的出气口通过管道连通气动驱动器的进气口，所述管道上设有阀门。

2.如权利要求1所述的大型发电机组主轴轴承润滑系统备用供油装置，其特征在于，所述气动驱动器是膨胀机、气马达、气涡轮之一。

3.如权利要求1所述的大型发电机组主轴轴承润滑系统备用供油装置，其特征在于，所述储气罐至气动驱动器的管道上的阀门有两只，一只是液动或气动开关阀，另一只是气动调节阀，按压缩空气流动方向顺序串联布置，液动或气动开关阀在前，用于接通或关断压缩空气，气动调节阀在后，用于调节压缩空气压力，满足气动驱动器的额定工作压力。

4.如权利要求3所述的大型发电机组主轴轴承润滑系统备用供油装置，其特征在于，所述液动或气动开关阀并联有一只电磁阀，作为压缩空气的冗余通道；该电磁阀有电时接收DCS信号开启，在失电时自动开启。

5.如权利要求3所述的大型发电机组主轴轴承润滑系统备用供油装置，其特征在于，所述气动调节阀并联有一只节流孔板，当气动调节阀故障不能开启时，气动驱动器所需的大部分压缩空气通过该孔板进入气动驱动器，保证其最低限度的出力。

6.如权利要求1所述的大型发电机组主轴轴承润滑系统备用供油装置，其特征在于，所述油泵的出油管上设有止回阀，所述储气罐的顶部设有安全阀。

7.一种大型发电机组主轴轴承润滑系统备用供油装置，包括：

-气动隔膜泵，由压缩空气驱动，用于向主轴轴承供油，该气动隔膜泵的进油口通过管道连通润滑油箱，其出油口通过管道通往主轴轴承；

-空压站，具有空气压缩机和储气罐，用于向气动隔膜泵提供压缩空气，驱动其动作；所述储气罐的出气口通过管道连通气动隔膜泵的进气口，所述管道上设有阀门。

8.如权利要求7所述的大型发电机组主轴轴承润滑系统备用供油装置，其特征在于，所述储气罐至气动隔膜泵管道上的阀门有两只，一只是液动或气动开关阀，另一只是气动调节阀，按压缩空气流动方向顺序串联布置，液动或气动开关阀在前，用于接通或关断压缩空气，气动调节阀在后，用于调节压缩空气压力，满足气动隔膜泵的额定工作压力。

9.如权利要求8所述的大型发电机组主轴轴承润滑系统备用供油装置，其特征在于，所述液动或气动开关阀并联有一只电磁阀，作为压缩空气的冗余通道；该电磁阀有电时接收DCS信号开启，在失电时自动开启。

10.如权利要求8所述的大型发电机组主轴轴承润滑系统备用供油装置，其特征在于，所述气动调节阀并联有一只节流孔板，当气动调节阀故障不能开启时，气动隔膜泵所需的大部分压缩空气可通过该孔板进入气动隔膜泵，保证其最低限度的出力。