CN218237023U - 一种水轮发电机轴承润滑油净化监测优化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水轮发电机轴承润滑油净化监测优化系统，涉及水轮发电机技术领域，包括需要润滑的轴承；内装润滑油并将润滑油输送至轴承的油箱组件；与所述油箱组件连接、对油箱组件内的润滑油进行多级净化的多级净化装置；与所述多级净化装置连接、并对润滑油进行油质在线监测及管控的油质在线监测及管控装置。该润滑油净化监测优化系统，通过多级净化装置对轴承的润滑油进行多级净化，并通过油质在线监测及管控装置对多级净化后的润滑油进行油质在线监测及管控，改变了轴承润滑油送检期间的运行一直是监测盲区的现状，降低了运维工作量，提高了轴承及润滑油系统运行的安全性，提高了电站运行的经济性。

Description

一种水轮发电机轴承润滑油净化监测优化系统

技术领域

本实用新型涉及贯流式水轮发电机运行在线监测技术领域，也可推广至常规水轮发电机组，更具体地说涉及一种水轮发电机轴承润滑油净化监测优化系统。

背景技术

贯流式水轮发电机组轴承润滑油品质主要受机械杂质、水分及乳化的影响。润滑油循环管路因加工、安装，长期运行导致的材料性质改变、以及瓦面磨损等原因，会使润滑油混入机械杂质，机械杂质一方面会直接使油膜遭受破坏，形成颗粒磨擦和干磨擦，使瓦表面受到损坏，严重时可能发生烧瓦的事故。另一方面，对调节、保护装置的正常动作十分不利。贯流机轴承润环油路径较长，则进一步加剧了油内混入机械杂质的风险。

低位轴承油箱的轴承油冷却器损坏以及主轴密封等处的漏水等，则会使润滑油内混入水分。油内的水分一方面会降低油的润滑性，严重时会引起机组轴瓦的磨损；同时还会引起油的乳化，乳化液在轴承等处析出水时，会破坏油膜，而乳化液沉积于油循环系统中亦会妨害油的循环，降低水轮机油的润滑作用，增大各部件的摩擦，引起轴承过热，严重时甚至引起烧瓦事故。

针对水轮发电机组润滑油的品质，电站目前没有专用的实时监测、净化措施。目前运维中采用的方案是定期取样送至专业机构检测，如果油品劣化超限，需要停机进行专项处理，处理时常发现低位油箱中有沉积污染物，此种处理方法产生大量运维工作量的同时，也给电站造成较大经济损失。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种水轮发电机轴承润滑油净化监测优化系统，以解决上述现有技术中定期取样送至专业机构检测，存在的会产生大量运维工作量的同时，也给电站造成较大经济损失的问题。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：

一种水轮发电机轴承润滑油净化监测优化系统，包括：

需要润滑的轴承；

内装润滑油并将润滑油输送至轴承的油箱组件；

与所述油箱组件连接、对油箱组件内的润滑油进行多级净化的多级净化装置；

与所述多级净化装置连接、并对润滑油进行油质在线监测及管控的油质在线监测及管控装置。

进一步的是，所述油箱组件包括高位油箱和低位油箱，所述高位油箱内的润滑油通过进油管路输送至所述需要润滑的轴承内，润滑油润滑所述轴承后通过回油管路输送至所述低位油箱内，所述低位油箱与所述多级净化装置连接，并通过油泵将净化后的润滑油输送至所述高位油箱内。

进一步的是，所述多级净化装置包括净化润滑油内的金属颗粒的第一级净化装置，所述第一级净化装置位于所述轴承和所述低位油箱间的回油管路上。

进一步的是，所述多级净化装置包括清除低位油箱中的非金属类沉积物的第二级净化装置，所述第二级净化装置的进口通过滤油管路与所述低位油箱的底部连接，其净化后的润滑油通过回油管路返回至所述低位油箱中，净化后残留的污物通过排污管路排出。

进一步的是，所述多级净化装置包括净化润滑油内的水分的第三级净化装置，所述第三级净化装置的进口通过滤油管路与所述第二级净化装置连接，出口通过回油管路连接至所述低位油箱。

进一步的是，所述油质在线监测及管控装置通过取油样管路连接至所述第三级净化装置，对第三级净化装置净化后的润滑油进行取样以及油质在线监测，并将取样监测后的润滑油通过回油管路输送至所述第三级净化装置中。

进一步的是，所述低位油箱上设置有化学添加剂投料装置，所述化学添加剂投料装置与所述油质在线监测及管控装置控制连接，所述油质在线监测及管控装置根据监测的润滑油品质，控制化学添加剂投料装置向所述低位油箱中投入添加剂。

进一步的是，所述需要润滑的轴承包括发电机轴承和水轮机轴承。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的润滑油净化监测优化系统，通过多级净化装置对轴承的润滑油进行多级净化，并通过油质在线监测及管控装置对多级净化后的润滑油进行油质在线监测及管控，改变了轴承润滑油送检期间的运行一直是监测盲区的现状，降低了运维工作量，提高了轴承及润滑油系统运行的安全性，提高了电站运行的经济性。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

附图标记：

1、高位油箱；2、低位油箱；3、第一级净化装置；4、第二级净化装置；5、第三级净化装置；6、油质在线监测及管控装置；7、化学添加剂投料装置；8、发电机轴承；9、水轮机轴承；10、油泵。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。

实施例1

一种水轮发电机轴承润滑油净化监测优化系统，包括：

需要润滑的轴承，包括发电机轴承8和水轮机轴承9；

内装润滑油并将润滑油输送至轴承的油箱组件；

与油箱组件连接、对油箱组件内的润滑油进行多级净化的多级净化装置；

与多级净化装置连接、并对润滑油进行油质在线监测及管控的油质在线监测及管控装置6。

本实施例中，油箱组件用于向轴承供油，以润滑轴承；多级净化装置用于对油箱组件内的润滑油进行多级净化；油质在线监测及管控装置6用于对多级净化装置净化后的润滑油进行油质在线监测及管控。通过对润滑油进行多级净化、油质在线监测及管控，改变了轴承润滑油送检期间的运行一直是监测盲区的现状，降低了运维工作量，提高了轴承及润滑油系统运行的安全性，提高了电站运行的经济性。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上作进一步的阐述，如图1所示，油箱组件包括高位油箱1和低位油箱2，高位油箱1内的润滑油通过进油管路输送至需要润滑的轴承内，润滑油润滑轴承后通过回油管路输送至低位油箱2内，低位油箱2与多级净化装置连接，并通过油泵10将净化后的润滑油输送至高位油箱1内。

本实施例中，通过设置高位油箱1和低位油箱2，油箱有高低差，以便于润滑油的流通，润滑油通过高位油箱1直接流动到轴承中进行润滑，润滑后的润滑油再流动到低位油箱2中进行多级净化，净化后的润滑油再通过油泵10返回至高位油箱1内，依次反复循环润滑轴承。

本实施例的轴承润滑油净化监测优化系统，针对大型灯泡贯流式水轮发电机组轴承润滑油循环，可推广至常规水轮发电机。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上作进一步的阐述，如图1所示，多级净化装置包括净化润滑油内的金属颗粒的第一级净化装置3，第一级净化装置3位于轴承和低位油箱2间的回油管路上。

本实施例中，第一级净化装置3主要净化对象为润滑油内的金属颗粒，以避免金属颗粒杂质直接使油膜遭受破坏，形成颗粒磨擦和干磨擦，使瓦表面受到损坏，严重时可能发生烧瓦的事故发生。第一级净化装置3可选择常规的金属颗粒过滤器，例如可采用静电吸附过滤器，通过静电吸附的方式过滤金属颗粒。

实施例4

本实施例在实施例3的基础上作进一步的阐述，如图1所示，多级净化装置包括清除低位油箱2中的非金属类沉积物的第二级净化装置4，第二级净化装置4的进口通过滤油管路与低位油箱2的底部连接，其净化后的润滑油通过回油管路返回至低位油箱2中，净化后残留的污物通过排污管路排出。

本实施例中，第二级净化装置4主要目标为清除低位油箱中的非金属类沉积物，以提高润滑油的品质。第二级净化装置4可选择常规的非金属类沉积物过滤器，例如可采用加压过滤器，通过加压过滤的方式，清除低位油箱中的非金属类沉积物。

实施例5

本实施例在实施例4的基础上作进一步的阐述，如图1所示，多级净化装置包括净化润滑油内的水分的第三级净化装置5，第三级净化装置5的进口通过滤油管路与第二级净化装置4连接，出口通过回油管路连接至低位油箱2。

本实施例中，第三级净化装置5净化目标为油液中的水分，避免水分对润滑油造成影响。第三级净化装置5可选择常规的水分过滤器，例如离心分离、高分子材料吸附等等。

实施例6

本实施例在实施例5的基础上作进一步的阐述，如图1所示，油质在线监测及管控装置6通过取油样管路连接至第三级净化装置5，对第三级净化装置5净化后的润滑油进行取样以及油质在线监测，并将取样监测后的润滑油通过回油管路输送至第三级净化装置5中。

本实施例中，油质在线监测及管控装置6包括输送部分、检测部分和控制部分。输送部分包括提供动力的泵，泵将第三级净化装置5净化后的润滑油抽进油质在线监测及管控装置6内进行检测，润滑油检测后再返回至第三级净化装置5中。检测部分包括若干传感器，传感器对润滑油进行油质在线监测，并将监测到的数据传输至控制部分。控制部分可选择常规的PLC或单片机等，其内植入常规的控制程序，控制部分根据监测的数据，判断润滑油的品质。

本实施例中，第一级净化装置3、第二级净化装置4和第三级净化装置5可以处于一直开启的状态，利用上述三级净化装置对润滑油进行净化。

另外，为了节约净化成本，第一级净化装置3、第二级净化装置4和第三级净化装置5还可根据油质在线监测及管控装置6的检测结果，控制三级净化装置的开启，此时油质在线监测及管控装置6与第一级净化装置3、第二级净化装置4和第三级净化装置5控制连接，控制各个净化装置对润滑油进行净化。

具体的，可在各个净化装置的进油端设置一三通阀，三通阀的出油端连接有净化管路和旁路两条管路，其中净化管路直接连接至净化装置的净化机构中，旁路直接连通至净化装置的后方管路。当需要利用净化装置净化润滑油时，可通过油质在线监测及管控装置6控制三通阀的通断，使净化管路连通，利用净化装置的净化机构进行润滑油净化。当不需需要利用净化装置净化润滑油时，可通过油质在线监测及管控装置6控制三通阀的通断，使旁路连通，通过旁路将润滑油直接输送至净化装置的后方管路上。

本实施例中，油质在线监测及管控装置6的检测部分检测润滑油的运动黏度、金属颗粒数量、水分含量和污染度。其中，运动黏度采用常规的黏度传感器进行检测，金属颗粒数量采用润滑油金属屑末在线检测传感器进行检测，水分含量采用油液水分含量传感器进行检测，污染度采用油液污染在线检测传感器进行检测。上述的传感器可直接在现有的市场上进行选型购买。

各检测传感器将检测的数据传输至控制部分，控制部分根据监测的数据，判断润滑油的品质，并根据品质判断结果，控制级净化装置的运行。

例如，某一水电机组的实际监测如下：

当检测指标超过上限时，油质在线监测及管控装置6就控制相应的净化装置开启，对润滑油进行净化。

同时，低位油箱2上设置有化学添加剂投料装置7，化学添加剂投料装置7与油质在线监测及管控装置6控制连接，油质在线监测及管控装置6根据监测的润滑油品质，控制化学添加剂投料装置7向低位油箱2中投入添加剂。本实施例中，油质在线监测及管控装置6根据评判结果，控制化学添加剂投料装置7向低位油箱2中投入添加剂，调节润滑油品质。化学添加剂投料装置7可选用常规的投料装置。

为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：

如图1所示，在使用时，高位油箱1内的润滑油通过进油管路直接流动到发电机轴承8和水轮机轴承9内，对发电机轴承8和水轮机轴承9进行润滑。润滑后的润滑油通过回油管路输送至第一级净化装置3内，第一级净化装置3对润滑油内的金属颗粒进行净化，净化后润滑油输送至低位油箱2内。

低位油箱2内的润滑油通过滤油管路输送至第二级净化装置4中，第二级净化装置4清除低位油箱中的非金属类沉积物，然后润滑油通过滤油管路输送至第三级净化装置5，第三级净化装置5对油液中的水分进行净化，净化后的润滑油通过回油管路返回至低位油箱2。

与此同时，油质在线监测及管控装置6对第三级净化装置5中的润滑油进行取样，并对取样后的润滑油进行数据采集，并根据数据采集结果，判断润滑油的品质。油质在线监测及管控装置6再根据评判结果，控制化学添加剂投料装置7向低位油箱2中投入添加剂，调节润滑油品质。

低位油箱2中经多级净化后的润滑油再通过油泵10返回至高位油箱1内，依次反复循环润滑轴承。

以上对本实用新型的实施方式进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种等同变型或替换，这些等同或替换均包含在本实用新型权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种水轮发电机轴承润滑油净化监测优化系统，其特征在于，包括：

需要润滑的轴承；

内装润滑油并将润滑油输送至轴承的油箱组件；

与所述油箱组件连接、对油箱组件内的润滑油进行多级净化的多级净化装置；

与所述多级净化装置连接、并对润滑油进行油质在线监测及管控的油质在线监测及管控装置（6）。

2.如权利要求1所述的润滑油净化监测优化系统，其特征在于，所述油箱组件包括高位油箱（1）和低位油箱（2），所述高位油箱（1）内的润滑油通过进油管路输送至所述需要润滑的轴承内，润滑油润滑所述轴承后通过回油管路输送至所述低位油箱（2）内，所述低位油箱（2）与所述多级净化装置连接，并通过油泵（10）将净化后的润滑油输送至所述高位油箱（1）内。

3.如权利要求2所述的润滑油净化监测优化系统，其特征在于，所述多级净化装置包括净化润滑油内的金属颗粒的第一级净化装置（3），所述第一级净化装置（3）位于所述轴承和所述低位油箱（2）间的回油管路上。

4.如权利要求2所述的润滑油净化监测优化系统，其特征在于，所述多级净化装置包括清除低位油箱（2）中的非金属类沉积物的第二级净化装置（4），所述第二级净化装置（4）的进口通过滤油管路与所述低位油箱（2）的底部连接，其净化后的润滑油通过回油管路返回至所述低位油箱（2）中，净化后残留的污物通过排污管路排出。

5.如权利要求4所述的润滑油净化监测优化系统，其特征在于，所述多级净化装置包括净化润滑油内的水分的第三级净化装置（5），所述第三级净化装置（5）的进口通过滤油管路与所述第二级净化装置（4）连接，出口通过回油管路连接至所述低位油箱（2）。

6.如权利要求5所述的润滑油净化监测优化系统，其特征在于，所述油质在线监测及管控装置（6）通过取油样管路连接至所述第三级净化装置（5），对第三级净化装置（5）净化后的润滑油进行取样以及油质在线监测，并将取样监测后的润滑油通过回油管路输送至所述第三级净化装置（5）中。

7.如权利要求6所述的润滑油净化监测优化系统，其特征在于，所述低位油箱（2）上设置有化学添加剂投料装置（7），所述化学添加剂投料装置（7）与所述油质在线监测及管控装置（6）控制连接，所述油质在线监测及管控装置（6）根据监测的润滑油品质，控制化学添加剂投料装置（7）向所述低位油箱（2）中投入添加剂。

8.如权利要求1所述的润滑油净化监测优化系统，其特征在于，所述需要润滑的轴承包括发电机轴承（8）和水轮机轴承（9）。

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