CN104879175B - 一种汽动油泵的启动系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽动油泵的启动系统及方法，包括：串联连接的速开主汽门和速关主汽门；所述速开主汽门包括：电磁阀与气动阀组合在一起的电磁气动联动阀门；电磁阀与厂用电电源连接，气动阀与压缩空气源相连。本发明有益效果：由于采用了具有双主汽门进汽机构的汽动油泵启动系统，保证了润滑油泵启动的可靠性，保证转子在惰走曲线的时间内能够安全停机，防止重大事故的发生，提高了电厂的安全生产性能。

Description

一种汽动油泵的启动系统及方法

技术领域

本发明属于火力发电和原子能发电领域，特别是涉及一种汽动油泵的启动系统及方法。

背景技术

目前使用的汽轮机润滑油系统为交流油泵和直流油泵。汽轮机润滑油系统在汽轮机系统中起着非常重要的作用，其任务是可靠地向汽轮机发电机组的各轴承(包括支承轴承和推力轴承)、盘车装置提供合格的润滑油，并带走主蒸汽通过轴传导、摩擦和湍流所产生的热量。当交流油泵事故时，直流油泵对汽轮机系统提供润滑油，保证系统的安全运行。但此前有机组运行事故时，交流油泵与直流油泵都不能及时的切入工作系统，导致重大事故的发生。

轴承断油是汽轮发电机组的恶性事故，它会造成设备严重损坏，甚至引起轴承箱着火或爆炸。预防轴承断油的根本方法是设计具有高度可靠性的润滑油系统。设计可靠性的润滑油系统，需要设计有速开速关的启动系统，能够在突发事故是迅速将润滑油系统投入使用。

为了确保安全供油，发电厂设置了蒸汽驱动润滑油泵紧急供油系统。该系统必须在发电厂失电时准时、可靠、自动地投入运行，并维持汽轮机转速，保证油泵的供油压力。按照常规汽轮机的设置习惯，汽轮机设置了一个自动主汽门，并由电磁阀控制。当失电时，电磁阀动作，打开自动主汽门，汽轮机进汽，启动汽轮机。由于对于此系统的可靠性要求极高，所以对于设备的配置，要有冗余。但是，由于此系统仅配置一个主汽门，可靠性较低。一旦这个主汽门不起作用，整个系统的功能将会丧失。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种汽动油泵的启动系统及方法，该系统及方法为紧急汽动润滑油泵的启动提供可靠的保证，使得紧急汽动润滑油泵在需要的时候迅速启动。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种汽动油泵的启动系统，包括：串联连接的速开主汽门和速关主汽门；所述速开主汽门包括：电磁阀与气动阀组合在一起的电磁气动联动阀门；电磁阀与厂用电电源连接，气动阀与压缩空气源相连。

所述速开主汽门和速关主汽门均设置在汽轮机进汽管道上，蒸汽依次流过速开主汽门、速关主汽门和进气调节装置进入汽轮机内部。

原发电厂汽轮机正常运行，电磁阀供电，气动阀供气，使速开主汽门关闭；手动旋转速关主汽门手柄，速关主汽门打开。

原发电厂汽轮机正常运行时，速开主汽门的开闭通过现场手动控制或者远程手动控制装置实现。

所述远程手动控制装置包括：操作手柄、连杆机构和现场耦合机构；

所述操作手柄与连杆机构连接，连杆机构通过现场耦合机构与用于控制汽轮机启停的启动控制装置连接；

通过连杆机构、现场耦合机构作用于汽轮机蒸汽管路上的电磁阀，控制汽轮机的通汽，从而控制汽动油泵的启停。

所述操作手柄设置在与汽轮机主控室相同高度的操作平台上或者直接设置在汽轮机主控室的操作平台上。

一种汽动油泵的启动系统的工作方法，包括：

系统备用时，原发电厂汽轮机正常运行，电磁阀供电，气动阀供气，使弹簧压缩，速开主汽门关闭；手动旋转速关主汽门手柄，速关主汽门打开；

在备用状态下，能够远程操控电磁阀进而操控速开主汽门，控制气泵系统的启停；

原发电厂失电时，停电使电磁阀打开，压缩空气进入速开主汽门，速开主汽门自动打开；蒸汽经速关主汽门进入汽轮机做功，启动汽轮机；

在运行过程中，超速时经过汽轮机主轴飞锤撞击连杆使速关主汽门快速关闭。

所述能够远程操控电磁阀进而操控速开主汽门，控制气泵系统的启停的具体方法为：

手动控制操作平台的操作手柄，通过连杆机构、现场耦合机构作用于汽轮机蒸汽管路上的电磁阀，汽轮机系统通汽，转子运转带动紧急汽动油泵供给润滑油，汽动油泵启动；

手动控制操作平台的操作手柄，通过连杆机构、现场耦合机构作用于汽轮机蒸汽管路上的电磁阀，起跳装置跳闸，阀门关闭，汽轮机系统停止通汽，汽动油泵停止供给润滑油，汽动油泵停止工作。

连杆机构作用于汽轮机蒸汽管路上的电磁阀时，电磁阀失电，电磁阀失电使蒸汽管路的压力发生变化，蒸汽管路的压力变化引起汽动油泵主蒸汽管道阀门的开启，阀门开启度根据压力的变化而进行调节。

本发明的有益效果是：

采用本发明，在全厂失电情况下，利用电磁气动联动阀，失电紧急启动驱动汽轮机系统，驱动汽轮机带动润滑油泵提供润滑油，保证汽轮机在惰走时间内能够安全停机。

本发明由于采用了具有双主汽门进汽机构的汽动油泵启动系统，保证了润滑油泵启动的可靠性，保证转子在惰走曲线的时间内能够安全停机，防止重大事故的发生，提高了电厂的安全生产性能。

附图说明

图1为本发明汽动油泵的启动系统远程手动控制系统结构示意图；

图2为本发明汽动油泵的启动系统结构示意图；

图3为本发明驱动汽轮机结构示意图。

其中，1.汽轮机本体，1-1.操作手柄，1-2.连杆机构，1-3.现场耦合机构，1-4.主汽母管的汽动阀门，1-5.转运平台层，1-6.零米处，1-7.主蒸汽；

2-1.电磁阀，2-2.气动阀，2-3.速关主汽门，2-4.进汽调节装置，2-5.压缩空气源；

3-1.应急气源，3-2.汽轮机启动控制装置，3-3.转速定速机构，3-4.无动力自冷却机构，3-5.无电显示仪表，3-6.排汽系统。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：

一般地，汽轮机紧急汽动油泵系统包括：应急汽源3-1经过蒸汽管路、汽轮机启动控制装置3-2、进汽调节装置2-4与汽轮机本体1连接，汽轮机本体1与紧急汽动油泵连接。

轴承断油是汽轮发电机组的恶性事故，它会造成设备严重损坏，如轴颈及推力盘的磨损，支承及推力轴承烧损，以及由此造成的转动部分与静止部分的碰撞，甚至引起轴承箱着火或爆炸。

因此，为了保证汽轮机本体1的安全，在另外一些实施例中，设计了驱动汽轮机，如图3所示，包括：依次连接的转速定速机构3-3、汽轮机本体1和无动力自冷却机构3-4；在汽轮机本体1上分别连接无电显示仪表3-5和排汽系统3-6；

无电可显示仪表能够显示汽轮机转速等参数。无动力自冷却机构3-4可对其轴承实施无外动力冷却，保证轴承温度处于安全范围。转速定速机构3-3通过调整汽轮机的阀门开度，调整汽轮机进汽量，以保证汽轮机的转速恒定。驱动汽轮机的设计，保证汽轮机转速迅速达到1500r/min，以提供合格的润滑油。

利用机组辅汽联箱储存的蒸汽作为应急汽源3-1，也可以利用其它蓄热产生的蒸汽作为应急汽源3-1，作为驱动汽轮机的进汽。

驱动汽轮机的排汽可以进入自带的凝汽器冷凝后把凝结水排出并搜集。也可以将排汽直接引入主机凝汽器。也可以通过专门的排大气管将排汽直接排入大气。

驱动汽轮机依靠联轴器和紧急汽动油泵联在一根轴上，并共同安装于钢制基座上。汽轮机本体1、联轴器、紧急汽动油泵以及相关的蒸汽管路、进油管路、供油管路、相关的阀门、相关的仪表等连同基座构成一个整体，可以用外罩密闭起来，安装于汽轮机车间。也可以没有外罩开式安装、运行。

紧急汽动油泵的进油口通过进油管路与原发电厂的主油箱或者专门设置的油箱相连。

紧急汽动油泵的出油口，通过供油管路与原发电厂汽轮机润滑油母管相连，连接位置位于射油器后的润滑油母管管路。在紧急油泵出口与原润滑油母管之间设置逆止阀，防止油的倒流。

一种汽动油泵的启动系统，设置在应急汽源3-1与驱动汽轮机的连接管路上，结构如图2所示，包括：串联连接的速开主汽门和速关主汽门2-3；速开主汽门包括：电磁阀2-1与气动阀2-2组合在一起的电磁气动联动阀门；电磁阀2-1与厂用电电源连接，气动阀2-2与压缩空气源2-5相连。速开主汽门和速关主汽门2-3均设置在汽轮机进汽管道上，蒸汽依次流过速开主汽门、速关主汽门2-3和进气调节装置进入汽轮机内部。

速开主汽门无外接受力下为常关状态，速关主汽门2-3无外接受力下为常开状态。

系统备用时，原发电厂汽轮机正常运行，电磁阀2-1供电，气动阀2-2供气，使弹簧压缩，速开主汽门关闭；手动旋转速关主汽门2-3手柄，速关主汽门2-3打开。在备用状态下，可远程操控电磁阀2-1进而操控速开阀，控制气泵系统的启停，以便于进行气动油泵试验。

如果原发电厂失电，则停电使电磁阀2-1打开，压缩空气进入主汽门，速开主汽门自动打开。主蒸汽1-7经速关主汽门2-3进入汽轮机做功，启动汽轮机。整套自启动过程完成。在运行过程中，超速时经过汽轮机主轴飞锤撞击连杆使速关主汽门2-3快速关闭。

汽动油泵正常实验时，电磁阀2-1失电，电磁阀2-1失电使汽压管的压力发生变化，汽压管的压力变化从而引起汽动油泵主蒸汽1-7管道阀门的开启，阀门开启度根据压力的变化而进行调节。例如某紧急汽动油泵系统中，在失电情况下，电磁阀2-1和双主汽门经过一系列的关联反应，主蒸汽1-7母管汽动阀门开启，蒸汽带动汽轮机的转动，汽轮机带动润滑油泵对机组汽轮机提供润滑油。

系统设有失电紧急启动系统，由电磁阀2-1控制该系统的速开主汽门，在失电的紧急情况下，速开主汽门打开，蒸汽进入驱动汽轮机，驱动汽轮机做功，带动润滑油泵转动，实现对汽轮机提供润滑油，在惰走曲线的安全时间范围内，保证紧急情况下主汽轮机能够安全停转。

该系统设有就地手动启动系统，可以在现场手动启动，以定期现场进行实验，确保随时可以投入运行。

本启动系统一般放置与汽机房零米处1-6油箱旁边，而汽轮机的控制室一般在汽轮机操作平台，例如12米平台，如果运行人员需要启动该套紧急汽动油泵实验系统，需要从汽轮机操作平台到汽机房零米处1-6油箱旁边，极不方便，尤其是紧急情况下，延迟了投运的时间。

因此，在另外一些实施例中，设置了启动系统的远程手动控制系统，如图1所示，具体包括：操作手柄1-1、连杆机构1-2和现场耦合机构1-3；全部为机械传动装置，确保无电源时能够可用。操作手柄1-1设置在汽轮机操作平台上，操作手柄1-1与连杠机构相连，并通过连杠机构、现场耦合机构1-3连接到汽轮机主汽母管的电磁阀2-1。由操作手柄1-1通过连杆和现场耦合机构1-3即可控制汽动油泵的运行和停止，这样可以通过主控室所处的转运平台层1-5的操作手柄1-1，手动控制启动油泵的启停。通过远程手动控制技术，能够在操作平台操作汽动油泵，为紧急情况下汽动油泵的运行或者实验提供了更可靠的保障。现场耦合机构1-3可以选用电磁耦合器或者其他耦合装置。

汽动油泵启动实验时，手动操作控制室层的操作手柄1-1，通过连杆机构1-2作用于汽动油泵系统汽轮机主汽母管的汽动阀门1-4，汽轮机系统通汽，转子运转带动汽动油泵供给润滑油。

汽动油泵停止实验时，手动操作控制室层的操作手柄1-1，通过连杆机构1-2作用于汽动油泵系统汽轮机主汽母管的汽动阀门1-4，起跳装置跳闸，汽动阀门关闭，汽轮机系统通汽停止，汽动油泵停止供给润滑油。

经过现场实验证明，本发明汽动油泵启动系统在全厂失电情况下，利用电磁气动联动阀，失电紧急启动驱动汽轮机系统，驱动汽轮机带动润滑油泵提供润滑油，保证汽轮机在惰走时间内能够安全停机。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种汽动油泵的启动系统，其特征是，包括：串联连接的速开主汽门和速关主汽门；所述速开主汽门包括：电磁阀与气动阀组合在一起的电磁气动联动阀门；电磁阀与厂用电电源连接，气动阀与压缩空气源相连；

所述速开主汽门和速关主汽门均设置在汽轮机进汽管道上，蒸汽依次流过速开主汽门、速关主汽门和进气调节装置进入汽轮机内部；

原发电厂汽轮机正常运行时，速开主汽门的开闭通过现场手动控制或者远程手动控制装置实现；

所述远程手动控制装置包括：操作手柄、连杆机构和现场耦合机构；

所述操作手柄与连杆机构连接，连杆机构通过现场耦合机构与用于控制汽轮机启停的启动控制装置连接；

通过连杆机构、现场耦合机构作用于汽轮机蒸汽管路上的电磁阀，控制汽轮机的通汽，从而控制汽动油泵的启停。

2.如权利要求1所述的一种汽动油泵的启动系统，其特征是，原发电厂汽轮机正常运行，电磁阀供电，气动阀供气，使速开主汽门关闭；手动旋转速关主汽门手柄，速关主汽门打开。

3.如权利要求1所述的一种汽动油泵的启动系统，其特征是，所述操作手柄设置在与汽轮机主控室相同高度的操作平台上或者直接设置在汽轮机主控室的操作平台上。

4.一种如权利要求1所述的汽动油泵的启动系统的工作方法，其特征是，包括：

系统备用时，原发电厂汽轮机正常运行，电磁阀供电，气动阀供气，使弹簧压缩，速开主汽门关闭；手动旋转速关主汽门手柄，速关主汽门打开；

在备用状态下，能够远程操控电磁阀进而操控速开主汽门，控制气泵系统的启停；

原发电厂失电时，停电使电磁阀打开，压缩空气进入速开主汽门，速开主汽门自动打开；蒸汽经速关主汽门进入汽轮机做功，启动汽轮机；

在运行过程中，超速时经过汽轮机主轴飞锤撞击连杆使速关主汽门快速关闭。

5.如权利要求4所述的一种汽动油泵的启动系统的工作方法，其特征是，所述能够远程操控电磁阀进而操控速开主汽门，控制气泵系统的启停的具体方法为：

手动控制操作平台的操作手柄，通过连杆机构、现场耦合机构作用于汽轮机蒸汽管路上的电磁阀，汽轮机系统通汽，转子运转带动紧急汽动油泵供给润滑油，汽动油泵启动；

手动控制操作平台的操作手柄，通过连杆机构、现场耦合机构作用于汽轮机蒸汽管路上的电磁阀，起跳装置跳闸，阀门关闭，汽轮机系统停止通汽，汽动油泵停止供给润滑油，汽动油泵停止工作。

6.如权利要求5所述的一种汽动油泵的启动系统的工作方法，其特征是，连杆机构作用于汽轮机蒸汽管路上的电磁阀时，电磁阀失电，电磁阀失电使蒸汽管路的压力发生变化，蒸汽管路的压力变化引起汽动油泵主蒸汽管道阀门的开启，阀门开启度根据压力的变化而进行调节。