CN107287016B - 风电齿轮油富氧超极再生方法及再生器 - Google Patents

风电齿轮油富氧超极再生方法及再生器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种风电齿轮油富氧超极再生方法及再生器，该再生器包括再生处理室、气流通道、底筛板、盖体、出口、入口、吸附剂滤布袋、中筛板、顶筛板和油气混合装置；盖体活动设置在再生处理室的顶部；顶筛板、中筛板以及底筛板自上而下依次设置在再生处理室内部并将再生处理室分割成再生后油室、吸附再生室、油气混合室以及废油室；吸附剂滤布袋以及油气混合装置分别置于吸附再生室以及油气混合室中；气流通道设置在再生处理室的侧壁上并与油气混合室相贯通；入口以及出口分别设置在再生处理室的底部以及盖体的顶部并分别与废油室以及再生后油室相贯通；本发明可有效除去油中的老化产物、避免了更换新油造成的经济损失进而节约能源。

Description

风电齿轮油富氧超极再生方法及再生器
技术领域
本发明属于油品再生处理技术领域，涉及一种齿轮油再生处理方法及再生处理装置，尤其涉及一种风电齿轮油富氧超极再生方法及再生器。
背景技术
在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为一种新能源和可再生能源之一，已成了全球能源工业关注的热点。我国也已经超过美国成为世界风电装机容量最多的国家。由于风电机组的广泛应用，风力发电机的故障问题也逐渐浮出水面。据统计，齿轮箱是风力发电机组故障率最高的部件，而风力发电机安装位置大多交通不便，齿轮箱更是安装在60—70米以上的塔顶，空间狭小，维修工作十分不便，一旦发生故障，经济损失巨大。
齿轮油系统是风力发电机组齿轮箱系统的重要组成部分，风电机组齿轮油的用量占风力发电机总用油量的3/4，它能否正常运行将直接影响到齿轮箱是否能够安全和平稳的运行，也是齿轮箱系统可靠工作的重要保证。由于风力发电机多安装在偏远、空旷、多风地区，如我国的新疆、内蒙古、甘肃及沿海等地区，齿轮箱的工作环境温度变化大、沿海湿度大，加上较大的扭力负荷及负荷的不稳定性导致运行时间不长就发生劣化变质。油质劣化后，生成氧化物、醇、醛、酸、酯、羟基酸等老化产物，老化产物之间交联形成的大分子油泥极易在温度较低的金属表面析出并沉积下来，羧酸类老化产物在油微水存在的情况下容易引起设备的腐蚀，因此，油质好坏直接影响机组的安全运行。现场因油质问题导致的齿面磨损、齿面咬合擦伤、微点蚀，甚至卡齿、断齿故障时有发生，其运行维护费用的增加以及频繁事故发生所造成的巨大损失严重影响了风电行业的经济效益。
风电行业齿轮油大多数采用粘度级别为320#的全合成齿轮油，以聚α-烯烃为主，关于该油的再生处理未见相关报道。为了提高机组的安全性，目前油品供应商给出该油的使用年限为3年，即运行3年后需要更换新油。然而定期换油存在两方面的问题：一是换油成本高，经计算，平均每台风机每年更换齿轮油的费用约2万元，全国5万多台机组每年仅更换齿轮油的费用就高达10亿以上；二是更换下来的报废齿轮油处置不当也容易污染环境。
发明内容
为解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可有效除去油中的老化产物、避免了更换新油造成的经济损失进而节约能源的风电齿轮油富氧超极再生方法及再生器。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种风电齿轮油富氧超极再生方法，包括以下步骤：
1)收集风电齿轮油并对收集得到的风电齿轮油进行加热真空脱水处理；
2)对加热真空脱水处理后的风电齿轮油进行通气作业并形成油气混合物，所述通气作业混合气体中氧气含量不低于15％；
3)使步骤2)得到的油气混合物缓慢经过吸附剂滤布袋进行吸附处理；所述吸附剂滤布袋中装填有吸附剂；所述吸附剂的结构是微球状；所述吸附剂的粒径为40-80微米；所述吸附剂的比表面积不小于530m2/m3；所述吸附剂是具有强极性的吸附剂；
4)将步骤3)吸附处理后油气混合物排出，得到再生的风电齿轮油。
所述步骤3)中，吸附剂的吸附能力是每公斤吸附剂吸附糠醛的量不低于15000mg；所述吸附剂滤布袋的层高不低于30cm。
所述步骤1)中的加热真空脱水处理的加热温度是40-60℃。
所述步骤2)中加热真空脱水处理后的风电齿轮油进行通气作业时，所述油气流量比是5：8；所述通气时气压比油的压力高0.01Mpa。
所述风电齿轮油富氧超极再生方法的风电齿轮油富氧超极再生器，包括再生处理室10、气流通道2、底筛板3、盖体11、出口8、入口9、吸附剂滤布袋6、中筛板15、顶筛板7以及油气混合装置；所述盖体11活动设置在再生处理室10的顶部；所述顶筛板7、中筛板15以及底筛板3自上而下依次设置在再生处理室10内部并将再生处理室10自上而下依次分割成再生后油室、吸附再生室5、油气混合室14以及废油室16；所述吸附剂滤布袋6中填充有吸附剂并置于吸附再生室5中；所述油气混合装置置于油气混合室14中；所述顶筛板7、中筛板15以及底筛板3上均设置有筛板通孔12；所述再生后油室、吸附再生室5、油气混合室14以及废油室16分别通过筛板通孔12依次联通；所述气流通道2连通气源并设置在再生处理室10的侧壁上并与油气混合室14相贯通；所述入口9以及出口8分别设置在再生处理室10的底部以及盖体11的顶部；所述入口9与废油室16相贯通；所述出口8与再生后油室相贯通。
所述筛板通孔12为多个且呈矩阵均布在顶筛板7、中筛板15以及底筛板3上；相邻两个筛板通孔12之间的间距不大于5cm；所述筛板通孔12的孔径不小于10mm；所述风电齿轮油富氧超极再生器还包括设置盖体11上并与盖体11内部相连通的呼吸器。
所述油气混合装置是波轮装置或通气盘管4；所述油气混合装置是波轮装置时，所述波轮装置是磁力搅拌器；所述油气混合装置是通气盘管4时，所述通气盘管4上设置有盘管通气孔13；所述气流通道2通过通气盘管4以及盘管通气孔13与油气混合室14相贯通。
所述盘管通气孔13开设在通气盘管4的底部、侧部和/或顶部；所述盘管通气孔13开设在通气盘管4的底部和/或侧部时，所述盘管通气孔13呈锥形；所述盘管通气孔13的内壁上设置有气流通槽；所述气流通槽成对螺旋设置；所述盘管通气孔13开设在通气盘管4的顶部时，所述盘管通气孔13呈柱形；所述盘管通气孔13为多个且均布在通气盘管4上；相邻两个盘管通气孔13之间的间距不大于5mm；所述盘管通气孔13的孔径不小于1mm；所述通气盘管4由管径相同的钢管旋绕而成；相邻钢管之间的间隙不小于2mm。
所述吸附剂滤布袋6中填充有吸附剂；所述吸附剂的形状是微球状；所述吸附剂的粒径为40-80微米；所述吸附剂的比表面积不小于530m2/m3；所述吸附剂是具有强极性的吸附剂；所述吸附剂的吸附能力是每公斤吸附剂吸附糠醛的量不低于15000mg；所述吸附剂滤布袋6的层高不低于30cm。
所述风电齿轮油富氧超极再生器还包括空气滤清器1；气源通过空气滤清器1接入气流通道2，所述气源为压缩空气。
和现有技术相比较，本发明的优点是：
本发明提供了一种风电齿轮油富氧超极再生方法及再生器，该再生方法是对加热真空脱水处理后的风电齿轮油进行通气作业并形成油气混合物，将油气混合物缓慢经过吸附剂滤布袋进行吸附处理得到再生处理的过程；本发明采用吸附剂，其吸附能力非常强，同时在进入吸附前，将废油与气体尤其是氧气含量不低于15％的气体相混合，对废油进行充分的油气混合，随着废油的不断注入同时加之气体上升作用，使得油气混合物能充分的与吸附剂进行接触，吸附剂在更多氧气的作用下，吸附效果更加强烈，油气混合物缓慢经过吸附剂后，废油中的油泥以及劣化产物等杂质逐渐被清除，油品清亮，经过吸附剂滤布袋后排出，得到再生处理油品，使其满足使用要求，符合安全生产的条件。通过本发明所提供的方法处理后，恢复油的性能，避免了更换新油造成的经济损失，节约了能源。
附图说明
图1是本发明所提供再生器的结构示意图。
图2是本发明所采用的筛板的结构示意图。
图3是本发明所采用的通气盘管的俯视结构示意图。
图4是本发明所采用的通气盘管(部分)的立体结构示意图。
图5是图4的A-A向剖面结构示意图。
图6是图4的B-B向剖面结构示意图。
其中：
1-空气滤清器；2-气流通道；3-底筛板；4-通气盘管；5-吸附再生室；6-吸附剂滤布袋；7-顶筛板；8-出口；9-入口；10-再生处理室；11-盖体；12-筛板通孔；13-盘管通气孔；14-油气混合室；15-中筛板；16-废油室。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明：
本发明提供了一种风电齿轮油富氧超极再生方法，该方法包括以下步骤：
1)收集风电齿轮油并对收集得到的风电齿轮油进行加热真空脱水处理，加热温度是40-60℃；
2)对加热真空脱水处理后的风电齿轮油进行通气作业时，通气作业混合气体中氧气含量不低于15％，油气流量比是5：8；通气时气压比油的压力高0.01Mpa,并通过压差阀调整；
3)使步骤2)得到的油气混合物缓慢经过吸附剂滤布袋进行吸附处理；吸附剂滤布袋中设置有装填有吸附剂的布袋；吸附剂的结构是微球状；吸附剂的粒径为40-80微米；吸附剂的比表面积不小于530m2/m3；吸附剂是具有强极性的吸附剂；吸附剂的吸附能力是每公斤吸附剂吸附糠醛的量不低于15000mg；吸附剂滤布袋的层高不低于30cm，优选是40-70cm。
4)将步骤3)吸附处理后油气混合物排出，得到再生的风电齿轮油。
本发明的工作原理是：
本发明采用吸附剂，其吸附能力非常强，同时在进入吸附前，将废油与气体尤其是氧气含量不低于15％的气体相混合，对废油进行充分的油气混合，随着废油的不断注入同时加之气体上升作用，使得油气混合物能充分的与吸附剂进行接触吸附剂在更多氧气的作用下，吸附效果更加强烈，油气混合物缓慢经过吸附剂后，废油中的油泥以及劣化产物等杂质逐渐被清除，油品清亮，经过吸附剂滤布袋后排出，得到再生处理油品，使其满足使用要求，符合安全生产的条件。
参见图1以及图2，本发明在提供风电齿轮油富氧超极再生方法的同时，还提供了一种风电齿轮油富氧超极再生器，该风电齿轮油富氧超极再生器包括再生处理室10、气流通道2、底筛板3、盖体11、出口8、入口9、吸附剂滤布袋6、中筛板15、顶筛板7以及油气混合装置；盖体11活动设置在再生处理室10的顶部；顶筛板7、中筛板15以及底筛板3自上而下依次设置在再生处理室10内部并将再生处理室10自上而下依次分割成再生后油室、吸附再生室5、油气混合室14以及废油室16；吸附剂滤布袋6中填充有吸附剂并置于吸附再生室5中；油气混合装置置于油气混合室14中；顶筛板7、中筛板15以及底筛板3上均设置有筛板通孔12；再生后油室、吸附再生室5、油气混合室14以及废油室16分别通过筛板通孔12依次联通；气流通道2连通气源并设置在再生处理室10的侧壁上并与油气混合室14相贯通；入口9以及出口8分别设置在再生处理室10的底部以及盖体11的顶部；入口9与废油室4相贯通；出口8与再生后油室相贯通。
本发明所提供的风电齿轮油富氧超极再生器的具体工作过程是：
首先打开盖体11，向再生处理室10内部填放含有筛板通孔12的底筛板3、油气混合装置以及吸附剂滤布袋6后，将盖体11与再生处理室10扣合并牢固固定；废油经入口9进入再生处理室10后，在缓慢经过底筛板3上的筛板通孔12后，流向油气混合室14中，在油气混合装置的作用下，外部气流(含有氧气)经过气流通道2进入油气混合室14中并与油气混合室14中的废油进行混合，形成油气混合物(旨在增大废油与吸附剂滤布袋6的接触，实现吸附剂滤布袋6中的吸附剂更好更充分的对废油进行作用)，在缓慢上升后流向吸附再生室5，经过吸附再生室5的吸附剂滤布袋6强力吸附作用，废油中的油泥以及劣化产物等杂质逐渐被清除，油品清亮，经过吸附剂滤布袋后通过出口8排出，得到再生处理油品，本发明将废油经过通气盘管4的间隙后与通气盘管4分散出来的气体混合，形成油气混合物，上升后继续上升，进入吸附剂滤布袋6，通过吸附剂滤布袋6中的富养超级吸附剂作用后，去除油气混合物的油泥以及劣化产物后，流出再生器，使其满足使用要求，符合安全生产的条件。
本发明所采用的油气混合装置是波轮装置或通气盘管4；当油气混合装置是波轮装置时，波轮装置是磁力搅拌器，磁力搅拌器在进行搅动时，油气混合室14中的废油发生转动，废油与再生处理室10内部形成负压状态，将将通过气流通道2中的空气吸入废油中并逐渐与废油相混合，形成油气混合物。
参见图3、图4以及图5，当油气混合装置是通气盘管4时，通气盘管4上设置有盘管通气孔13；气流通道2通过通气盘管4以及盘管通气孔13与油气混合室14相贯通；盘管通气孔13开设在通气盘管4的底部、侧部和/或顶部；盘管通气孔13开设在通气盘管4的底部和/或侧部时，盘管通气孔13呈锥形；由于盘管通气孔13的形状呈锥形，因此，通过气流通道2进入通气盘管4的气流，在锥形的盘管通气孔13处有一定的收缩，最终喷射在废油中，使废油中的气体更多，混合的更加均匀，形成的油气混合物与在后的吸附剂作用更为持久，效果更为显著。为了使得气流在盘管通气孔13出射时形成明显的射流，即带有一定的角度，本发明在盘管通气孔13的内壁上设置有气流通槽，气流通槽成对螺旋设置，当气流运行至盘管通气孔13时，由于出射口变窄，同时有螺旋状的气流通槽，气流会在气流通槽中加速运行，最终从盘管通气孔13处以不同的角度喷射出去，使得形成的油气混合物的效果更加显著，进一步提升了吸附净化处理效率。
当盘管通气孔13开设在通气盘管4的顶部时，盘管通气孔13呈柱形；当废油或油气混合物经过通气盘管4时或淹没通气盘管4时，气流经过设置在通气盘管4顶部的且呈柱形盘管通气孔13后，向上以直线方式喷射，而处于通气盘管4顶部的废油或尤其混合物在吸附剂滤布袋6底部回流，形成明显的旋流(请参见图6)，进一步提升油气混合的均匀程度。
盘管通气孔13为多个且均布在通气盘管4上；相邻两个盘管通气孔13之间的间距不大于5mm；盘管通气孔13的孔径不小于1mm；通气盘管4由管径相同的钢管旋绕而成；相邻钢管之间的间隙不小于2mm。
风电齿轮油富氧超极再生器还包括气源以及空气滤清器1；空气滤清器1能够清除空气中的微粒杂质，空气滤清器的主要要求是滤清效率高、流动阻力低、能较长时间连续使用而无需保养。气源通过空气滤清器1接入气流通道2。
本发明所提供的风电齿轮油富氧超极再生器还包括在盖体11顶部并与盖体11内部相连通的呼吸器，设置呼吸器的目的是排出气体同时防止灰尘及水分进入。
风电齿轮油富氧超极再生器还包括设置在吸附剂滤布袋6顶部的顶筛板7；顶筛板7与底筛板3的结构相同均开设有筛板通孔12；筛板通孔12是多个且呈矩阵均布在顶筛板7或底筛板3上；相邻两个筛板通孔12之间的间距不大于5cm；筛板通孔12的孔径不小于10mm。被净化后的油品(油气混合物)在远离吸附剂滤布袋6顶部时，遇到含有筛板通孔12的顶筛板7时，能够有效减少油气混合物中的气体含量(相当于除泡剂或消泡剂的作用)。
吸附剂滤布袋6中填充有吸附剂；吸附剂的形状是微球状；吸附剂的粒径为40-80微米；吸附剂的比表面积不小于530m2/m3；吸附剂是具有强极性的吸附剂；吸附剂的吸附能力是每公斤吸附剂吸附糠醛的量不低于15000mg；吸附剂滤布袋6的层高不低于30cm，优选是40-70cm。

Claims (10)

1.一种风电齿轮油富氧再生器，其特征在于：包括再生处理室(10)、气流通道(2)、底筛板(3)、盖体(11)、出口(8)、入口(9)、吸附剂滤布袋(6)、中筛板(15)、顶筛板(7)以及油气混合装置；所述盖体(11)活动设置在再生处理室(10)的顶部；所述顶筛板(7)、中筛板(15)以及底筛板(3)自上而下依次设置在再生处理室(10)内部并将再生处理室(10)自上而下依次分割成再生后油室、吸附再生室(5)、油气混合室(14)以及废油室(16)；所述吸附剂滤布袋(6)中填充有吸附剂并置于吸附再生室(5)中；所述油气混合装置置于油气混合室(14)中；所述顶筛板(7)、中筛板(15)以及底筛板(3)上均设置有筛板通孔(12)；所述再生后油室、吸附再生室(5)、油气混合室(14)以及废油室(16)分别通过筛板通孔(12)依次联通；所述气流通道(2)连通气源并设置在再生处理室(10)的侧壁上并与油气混合室(14)相贯通；所述入口(9)以及出口(8)分别设置在再生处理室(10)的底部以及盖体(11)的顶部；所述入口(9)与废油室(16)相贯通；所述出口(8)与再生后油室相贯通；所述油气混合装置是通气盘管(4)，所述通气盘管(4)上设置有盘管通气孔(13)；所述盘管通气孔(13)的内壁上设置有气流通槽；所述盘管通气孔(13)开设在通气盘管(4)的底部和/或侧部以及顶部；所述盘管通气孔(13)开设在通气盘管(4)的底部和/或侧部时，所述盘管通气孔(13)呈锥形；所述盘管通气孔(13)开设在通气盘管(4)的顶部时，所述盘管通气孔(13)呈柱形；所述吸附剂滤布袋(6)中填充的吸附剂是具有强极性的吸附剂，所述吸附剂的吸附能力是每公斤吸附剂吸附糠醛的量不低于15000mg。
2.根据权利要求1所述的风电齿轮油富氧再生器，其特征在于：所述筛板通孔(12)为多个且呈矩阵均布在顶筛板(7)、中筛板(15)以及底筛板(3)上；相邻两个筛板通孔(12)之间的间距不大于5cm；所述筛板通孔(12)的孔径不小于10mm；所述风电齿轮油富氧再生器还包括设置盖体(11)上并与盖体(11)内部相连通的呼吸器。
3.根据权利要求2所述的风电齿轮油富氧再生器，其特征在于：所述油气混合装置是波轮装置时，所述波轮装置是磁力搅拌器；所述气流通道(2)通过通气盘管(4)以及盘管通气孔(13)与油气混合室(14)相贯通。
4.根据权利要求3所述的风电齿轮油富氧再生器，其特征在于：所述盘管通气孔(13)为多个且均布在通气盘管(4)上；相邻两个盘管通气孔(13)之间的间距不大于5mm；所述盘管通气孔(13)的孔径不小于1mm；所述通气盘管(4)由管径相同的钢管旋绕而成；相邻钢管之间的间隙不小于2mm。
5.根据权利要求4所述的风电齿轮油富氧再生器，其特征在于：所述吸附剂的形状是微球状；所述吸附剂的粒径为40-80微米；所述吸附剂的比表面积不小于530m2/m3；所述吸附剂滤布袋(6)的层高不低于30cm。
6.根据权利要求5所述的风电齿轮油富氧再生器，其特征在于：所述风电齿轮油富氧再生器还包括空气滤清器(1)；气源通过空气滤清器(1)接入气流通道(2)，所述气源为压缩空气。
7.一种基于如权利要求6所述的风电齿轮油富氧再生器的风电齿轮油富氧再生方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)收集风电齿轮油并对收集得到的风电齿轮油进行加热真空脱水处理；
2)对加热真空脱水处理后的风电齿轮油进行通气作业并形成旋流状油气混合物，所述通气作业使用的混合气体中氧气含量不低于15％；
3)使步骤2)得到的油气混合物缓慢经过吸附剂滤布袋进行吸附处理；所述吸附剂滤布袋中装填有吸附剂；所述吸附剂的结构是微球状；所述吸附剂的粒径为40-80微米；所述吸附剂的比表面积不小于530m2/m3；所述吸附剂是具有强极性的吸附剂；
4)将步骤3)吸附处理后油气混合物排出，得到再生的风电齿轮油。
8.根据权利要求7所述的风电齿轮油富氧再生方法，其特征在于：所述步骤3)中，吸附剂的吸附能力是每公斤吸附剂吸附糠醛的量不低于15000mg；所述吸附剂滤布袋的层高不低于30cm。
9.根据权利要求8所述的风电齿轮油富氧再生方法，其特征在于：所述步骤1)中的加热真空脱水处理的加热温度是40-60℃。
10.根据权利要求9所述的风电齿轮油富氧再生方法，其特征在于：所述步骤2)中加热真空脱水处理后的风电齿轮油进行通气作业时，油气流量比是5：8；所述通气作业时气压比油的压力高0.01Mpa。
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