CN208153218U - 一种汽轮机油箱油位保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽轮机油箱油位保护系统，属于油位保护技术领域。本实用新型包括现场设备、DCS控制单元和汽轮机保护单元，现场设备包括3个独立的液位测量装置，液位测量装置沿汽轮机润滑油箱轴向等间隔设置，3个液位测量装置均通过电缆与DCS控制单元连接，DCS控制单元对接收信号进行处理，当3个液位测量装置发送的液位信号有2个达到液位保护停机值，DCS控制单元发送油箱油位异常保护信号至汽轮机保护单元，汽轮机保护单元实现汽轮机油箱油位异常保护跳闸。本实用新型通过在油箱外壁取样增加测量筒，减小油箱液位波动对测量油位的影响；布置3个独立的液位测量装置，也能更加真实的反映油箱液位情况。

Description

一种汽轮机油箱油位保护系统

技术领域

本实用新型涉及油位保护技术领域，更具体地说，涉及一种汽轮机油箱油位保护系统。

背景技术

汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。又称蒸汽透平。主要用作发电用的原动机，通过带动发电机旋转将机械能转化为电能送至电网，供日常生产生活。其结构主要由转子、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等组成。

汽轮机中，轴瓦是轴承的重要构件之一，是滑动轴承和轴接触的部分，非常光滑，一般用青铜、减摩合金等耐磨材料制成，也叫“轴衬”，形状为瓦状的半圆柱面。其主要作用是：承载轴颈所施加的作用力、保持油膜稳定、使轴承平稳地工作并较少轴承的摩擦损失。在循环润滑油的润滑与冷却作用下，对重载而高速运转的汽轮机转子起支承作用。滑动轴承工作时，轴瓦与转轴之间要求有一层很薄的油膜起润滑作用。如果由于润滑不良，轴瓦与转轴之间就存在直接的摩擦，摩擦会产生很高的温度，虽然轴瓦是由于特殊的耐高温合金材料制成，但发生直接摩擦产生的高温仍然足于将轴瓦烧坏，造成汽轮机烧瓦事故的发生。

汽轮机正常运行过程中易造成烧瓦事故的主要原因有：主油泵、事故油泵同时故障；注油器入口逆止挡板故障；油系统管道破裂大量漏油；润滑油箱油位异常等。其中润滑油箱油位是反映润滑油系统工作状态的重要监视参数，油位的高低直接影响油泵工作状态，也能及时反映油系统是否有泄漏点，因此汽轮机油箱油位保护是保障汽轮机安全运行的重要保护之一。

传统汽轮机油箱油位测量，多配置单只干簧管液位计，干簧管液位计测量精度不高，且单个设备参与保护发生误动作几率高。浮球式液位开关又会随油箱液位波动，保护信号误动的可能性较大。且原油箱液位只有显示、报警功能，该功能可靠性不高，当出现油箱液位异常影响汽轮机安全运行时，不具备联锁保护功能，威胁汽轮机安全运行。

经检索，中国专利201220705436.7，公开了一种汽轮机油箱液位监测装置；该申请案汽轮机油箱上设有电接点油位计，电接点油位计通过远传电接点线连接控制室内的控制器，并通过数据采集模块和控制器连接通讯，控制器连接计算机，控制器通过信号输出模块与报警器连接通讯。该申请案可实时监测油箱内的液位，方便运行人员监视油位。但该申请案仅依靠一个电接点油位计来实现油箱内液位监测，油位计发生误动作几率高，仍会威胁汽轮机安全运行。

发明内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的问题，提供了一种汽轮机油箱油位保护系统；本实用新型通过在油箱外壁取样增加测量筒，减小油箱液位波动对测量油位的影响，提高了测量稳定性、可靠性；布置3个独立的液位测量装置，也能更加真实的反映油箱液位情况。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种汽轮机油箱油位保护系统，包括现场设备、DCS控制单元和汽轮机保护单元，其中，所述的现场设备包括3个独立的液位测量装置，所述液位测量装置沿汽轮机润滑油箱轴向等间隔设置，3个液位测量装置均通过电缆与DCS控制单元连接，实现与DCS控制单元的连接通讯，DCS控制单元对接收信号进行处理，当3个液位测量装置发送的液位信号有2个达到液位保护停机值，DCS控制单元发送油箱油位异常保护信号至汽轮机保护单元，汽轮机保护单元实现汽轮机油箱油位异常保护跳闸。

更进一步地，所述的液位测量装置采用磁致伸缩液位变送器。

更进一步地，所述的磁致伸缩液位变送器包括测量筒、磁浮子，磁浮子设置于测量筒内部，测量筒底部设置有排污阀，测量筒上下两端均通过连接法兰与取样管连接，所述的取样管与油箱开设的上取样孔、下取样孔连通。

更进一步地，所述的油箱在其中心线L以下L1mm处水平开孔，作为下取样孔，下取样孔向上L2mm处水平开孔，作为上取样孔；所述测量筒与油箱平行且垂直于地面。

更进一步地，所述的L1的取值范围为300-350；L2的取值范围为1500-1700。

更进一步地，所述的汽轮机保护单元包括汽轮机ETS保护系统和跳闸执行机构，汽轮机ETS保护系统控制跳闸执行机构动作，实现汽轮机油箱油位异常保护跳闸。

更进一步地，所述的DCS控制单元连接计算机，在计算机显示屏上显示液位报警信息；DCS控制单元同时与报警器连接通讯。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种汽轮机油箱油位保护系统，其采用EDMEY-20型磁致伸缩液位变送器，测量精度能达到0.01％，提高了测量准确性；且同时采用3个独立的磁致伸缩液位变送器，并使其沿汽轮机润滑油箱轴向等间隔设置，能真实反映油箱液位情况；

(2)本实用新型的一种汽轮机油箱油位保护系统，通过在油箱外壁中心线以下300-350处开设下取样孔，下取样孔向上1500-1700mm处开设上取样孔，连接测量筒，并保证测量筒与油箱平行且垂直于地面，减小油箱液位波动对测量油位的影响，提高测量稳定性、可靠性；

(3)本实用新型的一种汽轮机油箱油位保护系统，3个独立的磁致伸缩液位变送器提供三冗余测点，实现分别监视油箱油位，并将两两偏差大于50mm作为报警信号，提示油箱有异常，并将异常信号送入汽轮机危机遮断系统ETS，实现油位异常汽轮机快速打闸，实现了油箱油位可靠、精确DCS监测功能；

(4)本实用新型的一种汽轮机油箱油位保护系统，DCS控制单元连接计算机，在计算机显示屏上显示液位报警信息；DCS控制单元同时与报警器连接通讯，方便工作人员实时监视油位。

附图说明

图1为本实用新型的油位变送器安装示意图；

图2为本实用新型的一种汽轮机油箱油位保护系统的逻辑图。

示意图中的标号说明：

1、油箱；2、测量筒；3、磁浮子；4、排污阀；5、连接法兰；6、取样阀。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

结合图1，本实施例的一种汽轮机油箱油位保护系统，包括3个独立的液位测量装置，该液位测量装置采用EDMEY-20型磁致伸缩液位变送器，所述磁致伸缩液位变送器沿汽轮机润滑油箱轴向等间隔设置，3个磁致伸缩液位变送器均通过屏蔽电缆与DCS控制单元连接，实现与DCS控制单元的连接通讯。

本实施例的磁致伸缩液位变送器包括测量筒2、磁浮子3，磁浮子3设置于测量筒2内部，测量筒2底部设置有排污阀4，测量筒2上下两端均通过连接法兰5与取样管连接，所述的取样管与油箱1开设的上取样孔、下取样孔连通。

实际实施时，汽轮机停机后排掉油箱1内润滑油，严格按照油箱液位变送器安装图1所示，确定油箱中心线L后，在中心线以下L1＝330mm处水平开孔，作为测量装置下取样孔，下取样孔向上L2＝1600mm处水平开孔，作为测量装置上取样孔。焊接固定测量筒2，保证测量筒2与油箱1平行且垂直于地面。从汽轮机电子间DCS控制柜铺设3根屏蔽电缆至油箱液位变送器处，接线调试。

本实施例的一种汽轮机油箱油位保护系统，采用EDMEY-20型磁致伸缩液位变送器，测量精度能达到0.01％，提高了测量准确性；且同时采用3个独立的磁致伸缩液位变送器，并使其沿汽轮机润滑油箱轴向等间隔设置，能真实反映油箱液位情况；通过在油箱外壁中心线以下330mm处开设下取样孔，下取样孔向上1600mm处开设上取样孔，连接测量筒，并保证测量筒与油箱平行且垂直于地面，减小油箱液位波动对测量油位的影响，提高了测量稳定性、可靠性。

实施例2

本实施例的一种汽轮机油箱油位保护系统，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例在油箱中心线以下L1＝300mm处水平开孔，作为测量装置下取样孔，下取样孔向上L2＝1500mm处水平开孔，作为测量装置上取样孔。

实施例3

本实施例的一种汽轮机油箱油位保护系统，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例在油箱中心线以下L1＝350mm处水平开孔，作为测量装置下取样孔，下取样孔向上L2＝1700mm处水平开孔，作为测量装置上取样孔。

实施例4

参看图2，本实施例的一种汽轮机油箱油位保护系统，包括现场设备I、DCS控制单元II和汽轮机保护单元III，其中，所述的现场设备I包括如实施例1所述的3个磁致伸缩液位变送器，磁致伸缩液位变送器输出4-20mA信号至DCS控制单元II，要求每一液位变送器对应DCS控制柜中独立的AI卡件，严格意义上实现液位信号冗余配置。DCS控制单元II对接收信号进行处理，当3个磁致伸缩液位变送器发送的液位信号有2个达到液位保护停机值，DCS控制单元II发送油箱油位异常保护信号至汽轮机保护单元III，汽轮机保护单元III包括汽轮机ETS保护系统和跳闸执行机构，汽轮机ETS保护系统控制跳闸执行机构动作，实现汽轮机油箱油位异常保护跳闸。所述的DCS控制单元II连接计算机，在计算机显示屏上显示液位报警信息；DCS控制单元II同时与报警器连接通讯，方便工作人员实时监视油位。

润滑油油箱进油后，根据实际油位对每个液位变送器进行标定，确保DCS控制单元II液位信号显示真实反映油箱实际液位。在DCS组态内设置液位报警值-200mm/466.7mm，液位保护停机值-300mm/700mm。3个独立的磁致伸缩液位变送器提供三冗余测点，实现分别监视油箱油位，并将两两偏差大于50mm作为报警信号，提示油箱有异常，任意液位达到报警值，DCS系统发报警信号；当3个液位信号有2个达到液位保护停机值，发油箱油位异常保护信号至汽轮机ETS系统，保护打闸汽轮机。

原油箱油位监测装置由一支磁翻板干簧管式液位计、两台浮球式液位开关组成。磁翻板干簧管式液位计存在测量精度差，稳定性差，灵敏度低等问题；浮球式液位开关随液位波动，保护误动的可能性较大，因此原有油箱油位监测装置不满足汽轮机油箱油位监测需求，油箱油位保护失效。本实施例根据润滑油箱结构和现场设备安装环境，在润滑油箱侧面开孔，装设3套磁致伸缩液位变送器输出3个模拟量液位信号至DCS系统，在DCS系统中，模拟量信号做高低限判断并把判断结果进行“3取2”逻辑判断后输出至汽轮机ETS保护系统，实现了汽轮机油箱油位异常保护跳闸，油箱油位可靠、精确DCS监测功能。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种汽轮机油箱油位保护系统，其特征在于：包括现场设备(I)、DCS控制单元(II)和汽轮机保护单元(III)，其中，所述的现场设备(I)包括3个独立的液位测量装置，所述液位测量装置沿汽轮机润滑油箱轴向等间隔设置，3个液位测量装置均通过电缆与DCS控制单元(II)连接，实现与DCS控制单元(II)的连接通讯，DCS控制单元(II)对接收信号进行处理，当3个液位测量装置发送的液位信号有2个达到液位保护停机值，DCS控制单元(II)发送油箱油位异常保护信号至汽轮机保护单元(III)，汽轮机保护单元(III)实现汽轮机油箱油位异常保护跳闸。

2.根据权利要求1所述的一种汽轮机油箱油位保护系统，其特征在于：所述的液位测量装置采用磁致伸缩液位变送器。

3.根据权利要求2所述的一种汽轮机油箱油位保护系统，其特征在于：所述的磁致伸缩液位变送器包括测量筒(2)、磁浮子(3)，磁浮子(3)设置于测量筒(2)内部，测量筒(2)底部设置有排污阀(4)，测量筒(2)上下两端均通过连接法兰(5)与取样管连接，所述的取样管与油箱(1)开设的上取样孔、下取样孔连通。

4.根据权利要求3所述的一种汽轮机油箱油位保护系统，其特征在于：所述的油箱(1)在其中心线L以下L1mm处水平开孔，作为下取样孔，下取样孔向上L2mm处水平开孔，作为上取样孔；所述测量筒(2)与油箱(1)平行且垂直于地面。

5.根据权利要求4所述的一种汽轮机油箱油位保护系统，其特征在于：所述的L1的取值范围为300-350；L2的取值范围为1500-1700。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种汽轮机油箱油位保护系统，其特征在于：所述的汽轮机保护单元(III)包括汽轮机ETS保护系统和跳闸执行机构，汽轮机ETS保护系统控制跳闸执行机构动作，实现汽轮机油箱油位异常保护跳闸。

7.根据权利要求6所述的一种汽轮机油箱油位保护系统，其特征在于：所述的DCS控制单元(II)连接计算机，在计算机显示屏上显示液位报警信息；DCS控制单元(II)同时与报警器连接通讯。