CN112933720A - 一种油液在线净化装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种油液在线净化装置及方法，技术方案是，脱水器内腔被上滤芯支撑板和上滤芯支撑板自上而下隔置成互不导通的进气室、脱水室和出气室，上滤芯支撑板和上滤芯支撑板之间固定有多个竖直布置的油水分离滤芯，油箱下部油液经固定过滤器过滤固体杂质，再经循环油泵增压送入脱水器的脱水室内进行脱水，再返回油箱内，本发明采用超亲水/超疏油无机膜作为脱水器的脱水滤芯，以干燥压缩空气为吸水载体沿油水分离滤芯内部流动，持续带走油水分离滤芯内从油液中分离出的水分，有效防止超亲水/超疏油无机膜的饱和失效，大大延长脱水滤芯的使用周期；脱水净化的同时进行均匀的热交换，保证了风电机组油系统油液在各个工况下的正常运行。

Description

一种油液在线净化装置及方法
技术领域
本发明涉及油液在线净化设备技术领域，特别是一种油液在线净化装置及方法。
背景技术
润滑油用于机械转动部件，具有摩擦副间磨损和散热作用。由于空气和水蒸汽侵入冷凝、冷油器泄漏、新油含水量高、油品老化等原因导致运行中油品水分超标，影响润滑系统正常可靠稳定运行。齿轮箱是风力发电机组中的重要部件，风力发电机组齿轮箱的供油系统一般采用常规的滤芯进行油水分离，滤芯失效后定期更换，这种定期更换通常是通过经验定期进行，但是上述运行中油品水分超标的原因都是无法预判的，加之每台机组的工况也不同，最终导致的结果就是要么提前、要么滞后，提前更换耗时耗力，提高成本，滞后更换使油中水分超标，油质劣化，导致润滑油质量无法得到保证，甚至可能发生齿轮软化、变形或损坏事故，导致停机，为此只能提高更换频率，这样就大大提高了风力发电机组的运行成本。
水在油中以游离态、乳化态、溶解态3种状态存在。粒径大于10μm的液滴可认为是分散态或游离态，分散态体系通常稳定性差，是最易分离的一种状态；乳化态液滴的粒径范围为0.1～10μm，其体系称为乳状液，粒径越小乳状液越稳定；粒径小于0.1μm的液滴属于溶解态，其体系称为微乳液，是透明的热力学稳定体系。常规油品中饱和溶解水在300～1000mg/L范围，根据油液润滑系统要求，运行油中水分含量一般都要求低于饱和溶解水量。
油水混合物中液滴尺寸多变造成油水混合物分离困难，不同于传统的固－液分离，液－液分离过程中液滴经历着形变和聚并等一系列物理形状变化，使油水分离过程显得尤为复杂多变。在线滤油装置具备脱水、过滤功能。传统的油水分离方法常不能很好的满足分离要求，脱水原理有离心、重力、真空、膜分离等。常用离心、重力分离适用于含游离水的油液，对油液中溶解水无脱除效果；真空分离可脱除油液中溶解水，但需要加热油液，能耗高且存在加速油液氧化的风险和运行中存在泄漏的可能；膜分离可在常温条件下进行，过程无相变、单级分离效率高、过程灵活简单，而且膜分离技术可以根据需要，调节孔径大小，达到精确分离的目的。无机膜材料具有亲水性，有利于阻止有机污染物的吸附，其次无机膜材料耐酸、碱性、化学稳定性高、机械强度高，可以在苛刻条件下进行长期稳定的分离操作。
但是几乎所有分离膜均存在膜污染的问题，导致膜通量、截留率及膜孔径等发生可逆与不可逆变化的现象，同时亲水无机膜在在长时间使用后存在饱和失效，导致无法进行水分离，这样又回到了根据经验频繁定期更换的传统维护方式，因此，其在风力发电机组的油液系统中的应用效果不尽人意。
另外，黏度时润滑剂最重要的物理特性，在运行温度、负载和转速等工况下的润滑剂黏度对齿轮箱性能和耐久性有直接的影响。在油液系统低温启动时，合适黏度对于所有关键表面获的足够润滑油量十分重要，以避免形成不良油膜或阻力过大；在油液系统运行温度下合适的黏度保证有足够的油膜厚度，以降低油金属与金属之间摩擦和磨损，进而减少附加损失。由于风力发电机组安装地域差别较大，运行环境温度在-10～50℃左右，运行中齿轮箱油池最高温度一般要求80～90℃范围。黏度对温度的变化是十分敏感的，温度降低时，其分子之间的内聚力增大，黏度就随之升高，油的黏度太大时，停机状态下或启机过程中，会导致启动困难。现有技术采用办法是对油进行电加热，这种电加热往往是在油箱内直接设置加热器，加热器直接和油接触，而在加热器周围是没有温度测点的，温度测点往往与加热器距离较远，油液系统温度测点一般设置在油箱的中心区域，这样就会导致在停机或启动过程中油箱内的油不循环时加热出现高温老化，即使在加热器周围增加温度测点，也难以避免高温造成的油液老化。因此，风力发电机组供油系统的改进也势在必行。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种油液在线净化装置及方法，可有效解决油液在线净化的问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种油液在线净化装置，包括油循环系统和净化气循环系统，所述油循环系统包括油箱、固定过滤器、循环油泵和脱水器，脱水器为柱状中空结构，其内腔被水平且上下相间设置的上滤芯支撑板和上滤芯支撑板自上而下隔置成互不导通的进气室、脱水室和出气室，上滤芯支撑板和上滤芯支撑板之间固定有多个竖直布置的油水分离滤芯，油水分离滤芯的上下两端分别位于进气室和出气室内，脱水器壳体上部和下部分别设置有与脱水室相连通的出油管口和进油管口，油箱下部的出油口经进油阀与固定过滤器的进口相连，固定过滤器的出口与循环油泵的进口相连，循环油泵的出口与进油管口相连，出油管口经回油阀与油箱上部的回油口相连；油箱下部油液经固定过滤器过滤固体杂质，再经循环油泵增压送入脱水器的脱水室内进行脱水，再返回油箱内；
所述净化气循环系统包括除油器、进气泵、吸附器和空气加热箱，出气室下端设置有与其内腔相连通的出气管口，出气管口与除油器的进口相连，进气泵的出气口与吸附器的进气口相连，吸附器的出气口经进气阀与空气加热箱的进气口相连，进气室上端设置有与其内腔相连通的进气管口，空气加热箱的出气口与进气管口相连；
所述油水分离滤芯采用具有导热性能的超亲水/超疏油无机膜制成；
油液从脱水器下部的进油管口进入脱水室内，油水分离滤芯隔绝油液和空气，油液沿油水分离滤芯外部流动最终从脱水器上部的出油管口送出，在这个流动的过程中，油液中水分通过超亲水/超疏油无机膜进入油水分离滤芯内部；
空气经进气泵进入吸附器，脱水净化后的空气进入空气加热箱加热，加热后空气进入脱水器的进气室进行分配，沿油水分离滤芯内部流动，流动过程中与脱水室内的油液进行热交换，同时带走油水分离滤芯从油液中分离出的水分，从脱水器下部的出气室送出，送出后的含水、油空气通过除油器除油后排空或循环利用。
优选的，所述脱水室中部装有水平设置的导流隔板，导流隔板与脱水器内壁之间留有过油通道，导流隔板位于出油管口和进油管口之间，出油管口和进油管口均位于远离过油通道一侧的脱水器壳体上，且出油管口和进油管口的轴线方向与油水分离滤芯的轴线方向垂直。
优选的，所述进油管口下方的脱水室壳体上设置有与脱水室相连通的排油管口，排油管口经排油阀与集油桶的进油口相连，除油器的油液出口经排污阀与集油桶的进油口相连。
优选的，所述脱水室下部设置有超声波发生器。
优选的，所述吸附器包括壳体，壳体下端连接有与其内腔相连通的进气管，壳体上端连接有与其内腔相连通的出气管，壳体内设置有由上下相间设置的过滤网围成的脱水吸附腔，脱水吸附腔内填充有吸附剂，脱水吸附腔下方的壳体内设置有用于对吸附剂进行烘干再生的加热器，壳体上端还设置有与其内腔相连通的排气管路，排气管路上设置有排气阀。
优选的，所述除油器的出气口与进气泵的进气口之间依次设置有第一三通阀和第二三通阀，第一三通阀的三个管路分别为管路A、管路B和管路C，第二三通阀的三个管路分别为管路D、管路E和管路F，除油器的出气口与管路A相连，管路B与管路D相连，管路E与进气泵的进气口相连。
优选的，所述脱水器上部连接有与脱水室相连通的排空管路，排空管路上设置有排空阀。
一种基于上述油液在线净化装置的风电机组油系统油液在线净化方法，包括油液循环部分和净化气循环部分，其中：
油液循环部分：
打开进油阀、回油阀，关闭排油阀、排空阀，运行循环油泵，油箱下部油液经固定过滤器过滤固体杂质，由循环油泵送入脱水器的脱水室进行脱水，油液沿油水分离滤芯外部流动最终从脱水器上部的出油管口送出，在这个流动的过程中，油液中水分通过超亲水/超疏油无机膜进入油水分离滤芯内部；脱水后油液经回油阀返回油箱，形成油液循环；
净化气循环部分包括以下3种工况：
A、停机状态下、启动期间或运行状态
a、油箱油温不高于60℃
打开第一三通阀的管路A、管路C、关闭管路B，打开第二三通阀的管路E、管路F、关闭管路D，打开进气阀，关闭排污阀、排气阀，运行进气泵，外界空气经进气泵进入吸附器脱水，脱水净化后空气经进气阀进入空气加热箱加热至50～70℃，加热后的干燥空气进入脱水器的进气室进行分配，沿油水分离滤芯内部流动，流动过程中通过具有导热性能的超亲水/超疏油无机膜与脱水室内的油液进行热交换，保持油液温度，从而防止油液因低温造成的黏度过大导致的停机状态下或启机过程中的启动困难；同时带走油水分离滤芯内从油液中分离出的水分，从脱水器下部的出气室送出，经除油器分离空气中油滴，当进气泵出口压力压力达到0.4MPa后，打开第一三通阀的管路A、管路B、关闭管路C，打开第二三通阀的管路D、管路E、关闭管路F，空气加热箱温度控制在60℃，空气在净化装置内循环利用，实现对油水分离滤芯的实时净化并通过加热后的空气对油液的均匀换热；
b、油箱油温高于60℃
打开第一三通阀的管路A、管路C、关闭管路B，打开第二三通阀的管路E、管路F、关闭管路D，打开进气阀，关闭排污阀、排气阀，运行进气泵，外界空气经进气泵后压力升高至0.4MPa，进入吸附器脱水，脱水净化后空气经进气阀进入空气加热箱，空气加热箱不启动加热，干燥空气直接进入脱水器的进气室进行分配，沿油水分离滤芯内部流动，流动过程中通过具有导热性能的超亲水/超疏油无机膜与脱水室内的油液进行热交换，降低油液温度，防止油液老化；同时带走油水分离滤芯内从油液中分离出的水分，从脱水器下部的出气室送出，经除油器分离空气中油滴后排空，实现对油水分离滤芯的实时净化并通过常温空气对油液的均匀换热；
B、在线净化装置停运
在线净化装置长期停运或更换油水分离滤芯时，净化气循环部分的停运所有装置，关闭所有阀门；油液循环部分，关闭进油阀、回油阀，打开排油阀、排空阀，停运循环油泵，脱水器的脱水室中油液经排油阀进入集油桶5；
C、吸附剂再生
打开第二三通阀的管路E、管路F、关闭管路D，打开排气阀，关闭进气阀，运行进气泵，打开吸附器中的加热器，外界空气经进气泵进入吸附器，吸附器12中烘干气体温度100～110℃，再生时长20～40min，再生周期2～7d，失效吸附剂中水分随烘干气体排空，吸附剂再生恢复吸水能力。
本发明结构新颖独特，简单合理，易生产，易操作，在现有润滑油循环系统上进行改造即可，尤其适用于风电机组油系统等小容量润滑油的油水分离，采用超亲水/超疏油无机膜作为脱水器的脱水滤芯，以干燥压缩空气为吸水载体沿油水分离滤芯内部流动，持续带走油水分离滤芯内从油液中分离出的水分，有效防止超亲水/超疏油无机膜的饱和失效，大大延长脱水滤芯的使用周期；采用具有导热性能的超亲水/超疏油无机膜作为脱水器的脱水滤芯，油液沿油水分离滤芯外部流动，加热后或常温的干燥空气沿油水分离滤芯内部流动，流动过程中通过具有导热性能的超亲水/超疏油无机膜与脱水室内的油液进行热交换，保持油液最佳温度，从而防止油液因低温造成的黏度过大导致的停机状态下或启机过程中的启动困难或油液老化，脱水净化的同时进行均匀的热交换，保证了风电机组油系统油液在各个工况下的正常运行，有效避免了油中水分超标造成的油质劣化以及油质劣化后可能发生的齿轮软化、变形、甚至停机事故，其使用方便，效果好，是油液在线净化装置和方法上的创新，有良好的社会和经济效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明脱水器的剖视图，图中箭头a表示空气流动方向，箭头b表示油液流动方向。
图3为本发明吸附器的剖视图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
由图1-3给出，本发明一种油液在线净化装置，包括油循环系统和净化气循环系统，所述油循环系统包括油箱18、固定过滤器2、循环油泵3和脱水器6，脱水器6为柱状中空结构，其内腔被水平且上下相间设置的上滤芯支撑板64a和上滤芯支撑板64b自上而下隔置成互不导通的进气室61、脱水室62和出气室63，上滤芯支撑板64a和上滤芯支撑板64b之间固定有多个竖直布置的油水分离滤芯19，油水分离滤芯19的上下两端分别位于进气室61和出气室63内，脱水器6壳体上部和下部分别设置有与脱水室相连通的出油管口68和进油管口67，油箱18下部的出油口经进油阀1与固定过滤器2的进口相连，固定过滤器2的出口与循环油泵3的进口相连，循环油泵3的出口与进油管口67相连，出油管口68经回油阀17与油箱18上部的回油口相连；油箱下部油液经固定过滤器2过滤固体杂质，再经循环油泵3增压送入脱水器6的脱水室62内进行脱水，再返回油箱内；
所述净化气循环系统包括除油器7、进气泵11、吸附器12和空气加热箱15，出气室63下端设置有与其内腔相连通的出气管口66，出气管口66与除油器7的进口相连，进气泵11的出气口与吸附器12的进气口相连，吸附器12的出气口经进气阀14与空气加热箱15的进气口相连，进气室61上端设置有与其内腔相连通的进气管口65，空气加热箱15的出气口与进气管口65相连；
所述油水分离滤芯采用具有导热性能的超亲水/超疏油无机膜制成；
所述超亲水/超疏油无机膜为现有技术，现有技术中主要用于原油、含油废水分离等领域；如文献[1]使用MnO2纳米线代替单壁碳纳米管通过抽滤法制备了纳米线微孔膜。MnO2纳米线表面有很多氧原子，因此制备的膜表面具有很好的亲水性可以捕获水分子，使得水可以透过膜而油滴被拦截在膜表面上。石墨烯超高的强度和优异导电导热性能使其成为近年来纳米材料的研究热点。又如文献[2]通过真空抽滤法制备得到了质量仅为4.5mg的超轻型自支撑还原氧化石墨烯(RGO)膜，其具有良好的导热性能，同时该膜超亲水疏油的表面和超薄的厚度也赋予了其高效的油水分离性能。
文献[1]LONG Y，HUI J F，WANG P P，et al.Hydrogen bond nanoscale networksshowing switchable transport performance[J].Scientific Reports，2012，2：612
文献[1]LIU N，ZHANG M，ZHANG W，et al.Ultralight free-standing reducedgraphene oxide membranes for oil-in-water emulsion separation[J].Journal ofMaterials Chemistry A，2015，3(40)：20113-20117.
本发明中脱水滤芯采用碳纳米材料制成的超亲水/超疏油无机膜，膜孔径0.02～0.2μm，耐受压力0.4～0.6MPa，其具有良好的导热性能；
油液从脱水器6下部的进油管口67进入脱水室内，油水分离滤芯19隔绝油液和空气，油液沿油水分离滤芯外部流动最终从脱水器6上部的出油管口68送出，在这个流动的过程中，油液中水分通过超亲水/超疏油无机膜进入油水分离滤芯内部；
空气经进气泵进入吸附器，脱水净化后的空气进入空气加热箱加热，加热后空气进入脱水器的进气室进行分配，沿油水分离滤芯内部流动，流动过程中与脱水室内的油液进行热交换，同时带走油水分离滤芯从油液中分离出的水分，从脱水器下部的出气室63送出，送出后的含水、油空气通过除油器7除油后排空或循环利用。
为保证使用效果，所述脱水室62中部装有水平设置的导流隔板611，导流隔板611与脱水器内壁之间留有过油通道611a，导流隔板611位于出油管口68和进油管口67之间，出油管口68和进油管口67均位于远离过油通道611a一侧的脱水器壳体上，且出油管口68和进油管口67的轴线方向与油水分离滤芯19的轴线方向垂直，使油液在脱水滤芯表面错流流动，降低了油水分离滤芯的膜污染，同时由于导流隔板的存在，使油液在脱水室中沿过油通道流动如图2箭头a所示，增加流程，从而延长油液分离的时间，提高分离效率。
所述进油管口67和排油管口610靠近出气室，出油管口68靠近进气室61；
所述进油管口67下方的脱水室62壳体上设置有与脱水室相连通的排油管口610，排油管口610经排油阀4与集油桶5的进油口相连，除油器7的油液出口经排污阀8与集油桶5的进油口相连。运行过程中定期打开排污阀8，除油器出口空气中油含量不大于10mg/m3，除油器可采用陶瓷过滤滤芯，除油器7中分离油滴经排污阀8进入集油桶5，更换脱水滤芯或净化系统需长时间停运时，停运整个净化装置，脱水室中油液经排油阀排至集油桶。
所述脱水室下部设置有超声波发生器20，超声波发生器用于脱水滤芯膜表面在线清洁，其产生声波降低油液表面活性剂吸附在无机膜表面或油滴堵塞膜孔的倾向，声波频率在10～40kHz，运行时长5～10s，运行周期30s～60s，具体运行时长和周期根据处理油液黏度和杂质含量、进油泵运行时长和出力确定；脱水器油进出口进油管口和出油管口装设压力变送器，根据压差进行脱水器滤芯更换，运行压差控制在0.1～0.2MPa。
所述吸附器12包括壳体126，壳体126下端连接有与其内腔相连通的进气管124，壳体126上端连接有与其内腔相连通的出气管125，壳体126内设置有由上下相间设置的过滤网121围成的脱水吸附腔，脱水吸附腔内填充有吸附剂122，脱水吸附腔下方的壳体126内设置有用于对吸附剂进行烘干再生的加热器123，壳体126上端还设置有与其内腔相连通的排气管路127，排气管路127上设置有排气阀13。
所述过滤网121的作用是防止吸附剂随气流进入吸附器；
所述吸附剂122为变色硅胶、改性分子筛等；
对吸附剂进行烘干再生时，打开排气阀13，关闭进气阀14，打开加热器123和进气泵11，外界空气经进气泵11进入吸附器12，失效吸附剂中水分随烘干气体排空，烘干气体温度100～110℃，再生时长20～40min，再生周期2～7d，再生时长和周期可根据进气泵运行时长和出力、吸附器内中吸附剂装填量和单位重量吸水量确定。
所述固定过滤器2用于去除油液中的固体颗粒，固定过滤器2采用纤维滤芯，滤芯过滤精度3～5μm；过滤器进出口设置压力变送器，根据进出口压差更换过滤滤芯，运行压差控制在0.2～0.4MPa；
所述除油器7的出气口与进气泵11的进气口之间依次设置有第一三通阀9和第二三通阀10，第一三通阀9的三个管路分别为管路A、管路B和管路C，第二三通阀10的三个管路分别为管路D、管路E和管路F，除油器7的出气口与管路A相连，管路B与管路D相连，管路E与进气泵11的进气口相连。
所述脱水器6上部连接有与脱水室62相连通的排空管路69，排空管路69上设置有排空阀16。
一种基于上述油液在线净化装置的风电机组油系统油液在线净化方法，包括油液循环部分和净化气循环部分，其中：
油液循环部分：
打开进油阀1、回油阀17，关闭排油阀4、排空阀16，运行循环油泵3，油箱1下部油液经固定过滤器2过滤固体杂质，由循环油泵3送入脱水器6的脱水室62进行脱水，油液沿油水分离滤芯外部流动最终从脱水器6上部的出油管口68送出，在这个流动的过程中，油液中水分通过超亲水/超疏油无机膜进入油水分离滤芯内部；脱水后油液经回油阀17返回油箱1，形成油液循环；
净化气循环部分包括以下3种工况：
A、停机状态下、启动期间或运行状态
a、油箱油温不高于60℃
打开第一三通阀9的管路A、管路C、关闭管路B，打开第二三通阀10的管路E、管路F、关闭管路D，打开进气阀14，关闭排污阀8、排气阀13，运行进气泵11，外界空气经进气泵11进入吸附器12脱水，脱水净化后空气经进气阀14进入空气加热箱15加热至50～70℃，加热后的干燥空气进入脱水器的进气室进行分配，沿油水分离滤芯内部流动，流动过程中通过具有导热性能的超亲水/超疏油无机膜与脱水室内的油液进行热交换，保持油液温度，从而防止油液因低温造成的黏度过大导致的停机状态下或启机过程中的启动困难；同时带走油水分离滤芯内从油液中分离出的水分，从脱水器下部的出气室63送出，经除油器7分离空气中油滴，当进气泵11出口压力压力达到0.4MPa后，打开第一三通阀9的管路A、管路B、关闭管路C，打开第二三通阀10的管路D、管路E、关闭管路F，空气加热箱温度控制在60℃，空气在净化装置内循环利用，实现对油水分离滤芯的实时净化并通过加热后的空气对油液的均匀换热；
b、油箱油温高于60℃
打开第一三通阀9的管路A、管路C、关闭管路B，打开第二三通阀10的管路E、管路F、关闭管路D，打开进气阀14，关闭排污阀8、排气阀13，运行进气泵11，外界空气经进气泵11后压力升高至0.4MPa，进入吸附器12脱水，脱水净化后空气经进气阀14进入空气加热箱15，空气加热箱不启动加热，干燥空气直接进入脱水器的进气室进行分配，沿油水分离滤芯内部流动，流动过程中通过具有导热性能的超亲水/超疏油无机膜与脱水室内的油液进行热交换，降低油液温度，防止油液老化；同时带走油水分离滤芯内从油液中分离出的水分，从脱水器下部的出气室63送出，经除油器7分离空气中油滴后排空，实现对油水分离滤芯的实时净化并通过常温空气对油液的均匀换热；
B、在线净化装置停运
在线净化装置长期停运或更换油水分离滤芯时，净化气循环部分的停运所有装置，关闭所有阀门；油液循环部分，关闭进油阀1、回油阀17，打开排油阀4、排空阀16，停运循环油泵3，脱水器的脱水室62中油液经排油阀4进入集油桶5；
C、吸附剂再生
打开第二三通阀10的管路E、管路F、关闭管路D，打开排气阀13，关闭进气阀14，运行进气泵11，打开吸附器12中的加热器123，外界空气经进气泵11进入吸附器12，吸附器12中烘干气体温度100～110℃，再生时长20～40min，再生周期2～7d，失效吸附剂中水分随烘干气体排空，吸附剂再生恢复吸水能力。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)采用超亲水/超疏油无机膜作为脱水器的脱水滤芯，以干燥压缩空气为吸水载体沿油水分离滤芯内部流动，持续带走油水分离滤芯内从油液中分离出的水分，有效防止超亲水/超疏油无机膜的饱和失效，大大延长脱水滤芯的使用周期；
(2)采用具有导热性能的超亲水/超疏油无机膜作为脱水器的脱水滤芯，油液沿油水分离滤芯外部流动，加热后或常温的干燥空气沿油水分离滤芯内部流动，流动过程中通过具有导热性能的超亲水/超疏油无机膜与脱水室内的油液进行热交换，保持油液最佳温度，从而防止油液因低温造成的黏度过大导致的停机状态下或启机过程中的启动困难或油液老化，脱水净化的同时进行均匀的热交换，保证了风电机组油系统油液在各个工况下的正常运行；
(3)在脱水器的脱水室内增设一侧留有过油通道的导流隔板，同时进油管口和出油管口分别设置在导流隔板的上下两侧，使油液在脱水滤芯表面错流流动，降低了油水分离滤芯的膜污染，同时由于导流隔板的存在，使油液在脱水室中沿过油通道流动，增加流程，从而延长油液分离的时间，提高分离效率；
(4)在脱水室下部设置超声波发生器，采用超声波对脱水滤芯进行在线净化，防止油液中油泥和固体杂质粘附沉积在脱水滤芯表面，进一步延长脱水滤芯的使用周期；
(5)通过各个阀门和加热部件的启闭，实现对油水分离滤芯的实时净化，并通过常温空气对油液的均匀换热，在风电机组油系统高、低温状态下切换不同的在线净化装置运行方式，维持油系统全周期空气带水能力一致，保证风电机组油系统的正常运行；
(6)吸附器具有吸附剂再生功能，通过在吸附器上增设加热器和排气管路，将失效吸附剂中水分随烘干气体排空，吸附剂再生恢复吸水能力，保持净化装置的长期稳定运行。
(7)本发明结构新颖独特，简单合理，易生产，易操作，在现有润滑油循环系统上进行改造即可，尤其适用于风电机组油系统等小容量润滑油的油水分离，有效避免了油中水分超标造成的油质劣化以及油质劣化后可能发生的齿轮软化、变形、甚至停机事故，其使用方便，效果好，是油液在线净化装置和方法上的创新，有良好的社会和经济效益。

Claims (8)

1.一种油液在线净化装置，包括油循环系统和净化气循环系统，其特征在于，所述油循环系统包括油箱(18)、固定过滤器(2)、循环油泵(3)和脱水器(6)，脱水器(6)为柱状中空结构，其内腔被水平且上下相间设置的上滤芯支撑板(64a)和上滤芯支撑板(64b)自上而下隔置成互不导通的进气室(61)、脱水室(62)和出气室(63)，上滤芯支撑板(64a)和上滤芯支撑板(64b)之间固定有多个竖直布置的油水分离滤芯(19)，油水分离滤芯(19)的上下两端分别位于进气室(61)和出气室(63)内，脱水器(6)壳体上部和下部分别设置有与脱水室相连通的出油管口(68)和进油管口(67)，油箱(18)下部的出油口经进油阀(1)与固定过滤器(2)的进口相连，固定过滤器(2)的出口与循环油泵(3)的进口相连，循环油泵(3)的出口与进油管口(67)相连，出油管口(68)经回油阀(17)与油箱(18)上部的回油口相连；油箱下部油液经固定过滤器(2)过滤固体杂质，再经循环油泵(3)增压送入脱水器(6)的脱水室(62)内进行脱水，再返回油箱内；
所述净化气循环系统包括除油器(7)、进气泵(11)、吸附器(12)和空气加热箱(15)，出气室(63)下端设置有与其内腔相连通的出气管口(66)，出气管口(66)与除油器(7)的进口相连，进气泵(11)的出气口与吸附器(12)的进气口相连，吸附器(12)的出气口经进气阀(14)与空气加热箱(15)的进气口相连，进气室(61)上端设置有与其内腔相连通的进气管口(65)，空气加热箱(15)的出气口与进气管口(65)相连；
所述油水分离滤芯采用具有导热性能的超亲水/超疏油无机膜制成；
油液从脱水器(6)下部的进油管口(67)进入脱水室内，油水分离滤芯(19)隔绝油液和空气，油液沿油水分离滤芯外部流动最终从脱水器(6)上部的出油管口(68)送出，在这个流动的过程中，油液中水分通过超亲水/超疏油无机膜进入油水分离滤芯内部；
空气经进气泵进入吸附器，脱水净化后的空气进入空气加热箱加热，加热后空气进入脱水器的进气室进行分配，沿油水分离滤芯内部流动，流动过程中与脱水室内的油液进行热交换，同时带走油水分离滤芯从油液中分离出的水分，从脱水器下部的出气室(63)送出，送出后的含水、油空气通过除油器(7)除油后排空或循环利用。
2.根据权利要求1所述的油液在线净化装置，其特征在于，所述脱水室(62)中部装有水平设置的导流隔板(611)，导流隔板(611)与脱水器内壁之间留有过油通道(611a)，导流隔板(611)位于出油管口(68)和进油管口(67)之间，出油管口(68)和进油管口(67)均位于远离过油通道(611a)一侧的脱水器壳体上，且出油管口(68)和进油管口(67)的轴线方向与油水分离滤芯(19)的轴线方向垂直。
3.根据权利要求1所述的油液在线净化装置，其特征在于，所述进油管口(67)下方的脱水室(62)壳体上设置有与脱水室相连通的排油管口(610)，排油管口(610)经排油阀(4)与集油桶(5)的进油口相连，除油器(7)的油液出口经排污阀(8)与集油桶(5)的进油口相连。
4.根据权利要求1所述的油液在线净化装置，其特征在于，所述脱水室下部设置有超声波发生器(20)。
5.根据权利要求1所述的油液在线净化装置，其特征在于，所述吸附器(12)包括壳体(126)，壳体(126)下端连接有与其内腔相连通的进气管(124)，壳体(126)上端连接有与其内腔相连通的出气管(125)，壳体(126)内设置有由上下相间设置的过滤网(121)围成的脱水吸附腔，脱水吸附腔内填充有吸附剂(122)，脱水吸附腔下方的壳体(126)内设置有用于对吸附剂进行烘干再生的加热器(123)，壳体(126)上端还设置有与其内腔相连通的排气管路(127)，排气管路(127)上设置有排气阀(13)。
6.根据权利要求5所述的油液在线净化装置，其特征在于，所述除油器(7)的出气口与进气泵(11)的进气口之间依次设置有第一三通阀(9)和第二三通阀(10)，第一三通阀(9)的三个管路分别为管路A、管路B和管路C，第二三通阀(10)的三个管路分别为管路D、管路E和管路F，除油器(7)的出气口与管路A相连，管路B与管路D相连，管路E与进气泵(11)的进气口相连。
7.根据权利要求6所述的油液在线净化装置，其特征在于，所述脱水器(6)上部连接有与脱水室(62)相连通的排空管路(69)，排空管路(69)上设置有排空阀(16)。
8.一种基于权利要求7所述油液在线净化装置的风电机组油系统油液在线净化方法，其特征在于，包括油液循环部分和净化气循环部分，其中：
油液循环部分：
打开进油阀(1)、回油阀(17)，关闭排油阀(4)、排空阀(16)，运行循环油泵(3)，油箱(1)下部油液经固定过滤器(2)过滤固体杂质，由循环油泵(3)送入脱水器(6)的脱水室(62)进行脱水，油液沿油水分离滤芯外部流动最终从脱水器(6)上部的出油管口(68)送出，在这个流动的过程中，油液中水分通过超亲水/超疏油无机膜进入油水分离滤芯内部；脱水后油液经回油阀(17)返回油箱(1)，形成油液循环；
净化气循环部分包括以下3种工况：
A、停机状态下、启动期间或运行状态
a、油箱油温不高于60℃
打开第一三通阀(9)的管路A、管路C、关闭管路B，打开第二三通阀(10)的管路E、管路F、关闭管路D，打开进气阀(14)，关闭排污阀(8)、排气阀(13)，运行进气泵(11)，外界空气经进气泵(11)进入吸附器(12)脱水，脱水净化后空气经进气阀(14)进入空气加热箱(15)加热至50～70℃，加热后的干燥空气进入脱水器的进气室进行分配，沿油水分离滤芯内部流动，流动过程中通过具有导热性能的超亲水/超疏油无机膜与脱水室内的油液进行热交换，保持油液温度，从而防止油液因低温造成的黏度过大导致的停机状态下或启机过程中的启动困难；同时带走油水分离滤芯内从油液中分离出的水分，从脱水器下部的出气室(63)送出，经除油器(7)分离空气中油滴，当进气泵(11)出口压力压力达到0.4MPa后，打开第一三通阀(9)的管路A、管路B、关闭管路C，打开第二三通阀(10)的管路D、管路E、关闭管路F，空气加热箱温度控制在60℃，空气在净化装置内循环利用，实现对油水分离滤芯的实时净化并通过加热后的空气对油液的均匀换热；
b、油箱油温高于60℃
打开第一三通阀(9)的管路A、管路C、关闭管路B，打开第二三通阀(10)的管路E、管路F、关闭管路D，打开进气阀(14)，关闭排污阀(8)、排气阀(13)，运行进气泵(11)，外界空气经进气泵(11)后压力升高至0.4MPa，进入吸附器(12)脱水，脱水净化后空气经进气阀(14)进入空气加热箱(15)，空气加热箱不启动加热，干燥空气直接进入脱水器的进气室进行分配，沿油水分离滤芯内部流动，流动过程中通过具有导热性能的超亲水/超疏油无机膜与脱水室内的油液进行热交换，降低油液温度，防止油液老化；同时带走油水分离滤芯内从油液中分离出的水分，从脱水器下部的出气室(63)送出，经除油器(7)分离空气中油滴后排空，实现对油水分离滤芯的实时净化并通过常温空气对油液的均匀换热；
B、在线净化装置停运
在线净化装置长期停运或更换油水分离滤芯时，净化气循环部分的停运所有装置，关闭所有阀门；油液循环部分，关闭进油阀(1)、回油阀(17)，打开排油阀(4)、排空阀(16)，停运循环油泵(3)，脱水器的脱水室(62)中油液经排油阀(4)进入集油桶5；
C、吸附剂再生
打开第二三通阀(10)的管路E、管路F、关闭管路D，打开排气阀(13)，关闭进气阀(14)，运行进气泵(11)，打开吸附器(12)中的加热器(123)，外界空气经进气泵(11)进入吸附器(12)，吸附器12中烘干气体温度100～110℃，再生时长20～40min，再生周期2～7d，失效吸附剂中水分随烘干气体排空，吸附剂再生恢复吸水能力。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117072865A (zh) * 2023-10-17 2023-11-17 太原科技大学 一种煤层气开采用的气体存储装置

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB570644A (en) * 1944-01-11 1945-07-16 George Stanley Campbell Improvements in devices for removing and utilising unvapourised fuel in the oil in the sumps of internal combustion engines
US4898599A (en) * 1989-05-12 1990-02-06 Pneumatic Products Corporation Desiccant gas drying system
US6042722A (en) * 1999-01-14 2000-03-28 Lenz; Ronald L. Apparatus for de-watering and purifying fuel oils and other liquids
US20090071913A1 (en) * 2007-09-18 2009-03-19 Man Diesel Se Device and method for the cleaning of lubricant and a lubricant circuit
CN101642648A (zh) * 2009-08-18 2010-02-10 王庆生 油净化系统
CN202724862U (zh) * 2012-08-03 2013-02-13 自贡东方过滤设备制造有限公司 一种油净化装置
CN204841029U (zh) * 2015-04-02 2015-12-09 周建伟 润滑油真空微波脱水装置
CN205965259U (zh) * 2016-08-24 2017-02-22 四川省德阳昌盛至轩石油化工厂 一种润滑油过滤装置
CN106753745A (zh) * 2016-12-25 2017-05-31 重庆海国科技有限公司 高黏度润滑油专用真空滤油系统
CN107261622A (zh) * 2017-07-28 2017-10-20 紫荆三益过滤技术有限责任公司 润滑油深度过滤脱水方法和装置
CN210009710U (zh) * 2019-04-23 2020-02-04 青岛海纳能源环保科技开发有限公司 一种液压油快速脱水净化装置
CN110935230A (zh) * 2019-11-29 2020-03-31 中山市天乙能源有限公司 一种新型滤渣、脱水二级滤油装置及方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB570644A (en) * 1944-01-11 1945-07-16 George Stanley Campbell Improvements in devices for removing and utilising unvapourised fuel in the oil in the sumps of internal combustion engines
US4898599A (en) * 1989-05-12 1990-02-06 Pneumatic Products Corporation Desiccant gas drying system
US6042722A (en) * 1999-01-14 2000-03-28 Lenz; Ronald L. Apparatus for de-watering and purifying fuel oils and other liquids
US20090071913A1 (en) * 2007-09-18 2009-03-19 Man Diesel Se Device and method for the cleaning of lubricant and a lubricant circuit
CN101642648A (zh) * 2009-08-18 2010-02-10 王庆生 油净化系统
CN202724862U (zh) * 2012-08-03 2013-02-13 自贡东方过滤设备制造有限公司 一种油净化装置
CN204841029U (zh) * 2015-04-02 2015-12-09 周建伟 润滑油真空微波脱水装置
CN205965259U (zh) * 2016-08-24 2017-02-22 四川省德阳昌盛至轩石油化工厂 一种润滑油过滤装置
CN106753745A (zh) * 2016-12-25 2017-05-31 重庆海国科技有限公司 高黏度润滑油专用真空滤油系统
CN107261622A (zh) * 2017-07-28 2017-10-20 紫荆三益过滤技术有限责任公司 润滑油深度过滤脱水方法和装置
CN210009710U (zh) * 2019-04-23 2020-02-04 青岛海纳能源环保科技开发有限公司 一种液压油快速脱水净化装置
CN110935230A (zh) * 2019-11-29 2020-03-31 中山市天乙能源有限公司 一种新型滤渣、脱水二级滤油装置及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117072865A (zh) * 2023-10-17 2023-11-17 太原科技大学 一种煤层气开采用的气体存储装置
CN117072865B (zh) * 2023-10-17 2023-12-19 太原科技大学 一种煤层气开采用的气体存储装置

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