CS270781B1

CS270781B1 - Turbine system lubrication system protection circuit

Info

Publication number: CS270781B1
Application number: CS89810A
Authority: CS
Inventors: Ivan Ing Csc Petrovsky; Pavel Ing Sidlo; Jan Pacak; Josef Ing Kaplicky; Jaroslav Ing Fleischmann; Jaroslav Ing Holecek; Jaroslav Ing Sedlacek
Original assignee: Petrovsky Ivan; Sidlo Pavel; Jan Pacak; Josef Ing Kaplicky; Fleischmann Jaroslav; Holecek Jaroslav; Jaroslav Ing Sedlacek
Priority date: 1989-02-07
Filing date: 1989-02-07
Publication date: 1990-07-12
Also published as: CS81089A1

Abstract

Řešení se týká ochrany turbosoustrojí proti zpětnému točení. Mezi první zpětnou klapkou (5), umístěnou v hlavním olejovém potrubí (19) za výstupní klapkou (9) a čerpadlem (7) oleje, napojeným na hlavní olejovou nádrž (6) a druhou zpětnou klapku (8), propojenou potrubím s dalším výstupem (20) hlavní olejové nádrže (6), je zapojeno čidlo (10) tlakového oleje. Jeho signální výstup (21) je propojen s elektromotory (2) ventilů na výstupu plynového potrubí turbosoustrojí (1) a s čerpadlem (7) oleje. Na konci hlavního olejového potrubí (19), přivádějícího olej do mazaných míst turbosoustrojí (1) je umístěno další čidlo (12) tlakového oleje. Zařízení je opatřeno neprůtočnou havarijní nádrží (3).The solution relates to the protection of a turboset against reverse rotation. A pressure oil sensor (10) is connected between the first check valve (5) located in the main oil pipe (19) behind the outlet valve (9) and the oil pump (7) connected to the main oil tank (6) and the second check valve (8) connected by a pipe to another outlet (20) of the main oil tank (6). Its signal output (21) is connected to the electric motors (2) of the valves at the outlet of the gas pipe of the turboset (1) and to the oil pump (7). At the end of the main oil pipe (19) supplying oil to the lubricated points of the turboset (1), another pressure oil sensor (12) is located. The device is equipped with a non-flowing emergency tank (3).

Description

Vynález se týká ochranného zapojení mazací soustavy turbosoustrojí proti zpětnému točení, opatřeného olejovou nádrží, propojenou přes obousměrné čerpadlo poháněné hřídelem turbosoustrojí s mazací soustavou, zajištující dodávku oleje při obou směrech točení.The invention relates to a protective circuit of a lubrication system of a turboset against reversing, provided with an oil tank, connected via a bidirectional pump driven by the shaft of the turboset to a lubrication system, ensuring the supply of oil in both directions of rotation.

Při havarijním výpadku a odstavení turbosoustrojí může dojít vlivem neuzavření armatur na přisáváních, eventuálně zpětných klapek a armatur na výtlaku turbokompresoru, k jeho zpětnému roztočení. Otázka zajištění mazání zpětně se točícího stroje je zpravidla, zejména u velkých turbokompresorových soustrojí, poháněných elektromotory, kde hlavní olejové čerpadlo je naháněno přímo od soustrojí, řešena realizací takového zapojení anebo konstrukce hlavního čerpadla, aby soustrojí bylo mazáno i při opačném chodu soustrojí. Tím sice lze zabránit havárii soustrojí při opačném chodu z titulu mazání ložisek či zajištění dalšího, k provozu turbokompresoru nezbytného tlakového oleje, avšak vůbec tím nejsou ovlivněny další faktory, které v důsledku zpětného točení soustrojí mohou vést k jeho závažnému poškození, eventuálně i hava'rii. V takovém případě totiž obsluha stroje není na zpětné točení soustrojí žádným způsobem upozorněna a záleží jen na ní, jak zpětný chod zjistí a provede některé odstavení turbokompresoru a návazné odtlakování turbokompresoru. Běžně jsou tedy turbosoustrojí velkých výkonů vybavena obousměrným čerpadlem, které je zpravidla poháněno hřídelem vlastního turbosoustrojí. Na toto obousměrné čerpadlo je napojen olejový systém, který umožňuje dodávat olej do mazaných míst turbosoustrojí při obou směrech točení. Je známo, že i při bedlivém sledování soustrojí, nelze náhlé zastavení a okamžité zpětné roztočení soustrojí vůbec postřehnout. Nebezpečnost zpětného roztočení turbokompresorových agregátů je však značná. V některých případech pak může dojít až k roztočení soustrojí nad přípustné otáčky a následnému poškození, až havárii kompresoru a/nebo pohonu.In the event of an emergency failure and shutdown of the turboset, it may rotate back due to the non-closing of the valves on the suction lines, possibly the non-return valves and the valves on the discharge of the turbocharger. The issue of ensuring the lubrication of a reversing machine is usually, especially in large turbocharger sets driven by electric motors, where the main oil pump is driven directly from the set, solved by implementing such a connection or construction of the main pump so that the set is lubricated even in reverse. This can prevent the unit from crashing in the opposite direction due to bearing lubrication or providing additional pressure oil necessary for the operation of the turbocharger, but does not affect other factors that can lead to serious damage to the unit due to backflow, possibly even a crash. . In such a case, the operator of the machine is not warned in any way about the reverse rotation of the unit and it only depends on him how the reverse gear detects and performs some shutdown of the turbocharger and subsequent depressurization of the turbocharger. Thus, high-power turbosets are normally equipped with a two-way pump, which is usually driven by the shaft of the turboset itself. An oil system is connected to this two-way pump, which allows oil to be supplied to the lubricated points of the turboset in both directions of rotation. It is known that even with careful monitoring of the unit, a sudden stop and immediate backward rotation of the unit cannot be noticed at all. However, the danger of the turbocharger units spinning back is considerable. In some cases, the unit may spin above the permissible speed and result in damage, up to a compressor and / or drive failure.

Uvedené nedostatky odstraňuje ochranné zapojení mazací soustavy turbosoustrojí proti zpětnému točení, opatřené olejovou nádrží, propojenou přes obousměrné čerpadlo, poháněné hřídelem turbosoustrojí s mazací soustavou, zajištující dodávku oleje při obou směrech točení, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že na výstupu hlavní olejové nádrže za výstupní klapkou, je na hlavní olejové potrubí napojena první zpětná klapka a druhá zpětná klapka, propojená s dalším výstupem z hlavní olejové nádrže, přičemž mezi první zpětnou klapku a druhou zpětnou klapku je napojeno čidlo tlakového oleje, jehož signální výstup je propojen s ovládací částí elektromotorů ventilů na výstupu plynového potrubí turbosoustrojí, s ovládací částí čerpadla oleje a signální částí ovládacího pultu. Podle výhodného provedení může být na hlavní olejové potrubí napojen přes elektromagnetický ventil výstup neprůtočné havarijní nádrže. Konečně podle posledního význaku vynálezu, může být na konci hlavního olejového potrubí umístěno další čidlo tlakového oleje, jehož výstup je propojen s ovládací částí elektromotorů ventilů na výstupu plynového potrubí turbosoustrojí, s ovla'daci částí čerpadla oleje a s ovládací částí elektromagnetického ventilu neprůtočné havarijní nádrže.These disadvantages are eliminated by the protective connection of the lubrication system of the turboset against reversing, provided with an oil tank connected via a bidirectional pump, driven by the shaft of the turboset to the lubrication system, ensuring oil supply in both directions of rotation, according to the invention. Its essence lies in the fact that at the outlet of the main oil tank behind the outlet flap, a first non-return valve and a second non-return valve are connected to the main oil line, connected to another outlet from the main oil tank, while a first non-return valve is connected a pressure oil sensor, the signal output of which is connected to the control part of the valve electric motors at the gas line outlet of the turboset, to the control part of the oil pump and to the signal part of the control panel. According to a preferred embodiment, the outlet of a non-flow-through emergency tank can be connected to the main oil line via a solenoid valve. Finally, according to a last aspect of the invention, a further pressure oil sensor may be located at the end of the main oil line, the outlet of which is connected to the valve electric motor control part at the turbine assembly gas line, to the oil pump control part and to the non-flow emergency tank solenoid valve control part.

Základní výhoda ochranného zapojení podle vynálezu spočívá v možnosti zabránění zpětného roztočení turbosoustrojí a tím poškození nebo i havárii stroje. Na základě signalizace může obsluha nebo automatický zásah řídicího systému provést operace, potřebné k odstavení soustrojí od technologie. Další výhoda spočívá v tom, že když v době odstaveného soustrojí dojde vlivem netěsnosti armatur na sání k roztočení i v normálním smyslu točení, pak další čidlo tlakového oleje vydá signál k zapnutí čerpadla na olej, k otevření armatury na sání turbokompresoru a k otevření elektromagnetického ventilu neprůtočné havarijní nádrže.The basic advantage of the protective circuit according to the invention lies in the possibility of preventing the turboset from spinning back and thus damaging or even crashing the machine. Based on the signaling, the operator or the automatic intervention of the control system can perform the operations necessary to shut down the unit from the technology. Another advantage is that when the unit is shut down due to a leak in the suction valves, it also rotates in the normal direction of rotation, then another pressure oil sensor issues a signal to turn on the oil pump, open the turbocharger suction valve and open the non-flow solenoid valve. emergency tanks.

Ochranné zapojení podle vynálezu je blíže popsáno na příkladu zapojení a podle výkresu, na němž je znázorněno schéma.The protective circuit according to the invention is described in more detail by way of an example circuit and according to the drawing, in which a diagram is shown.

Jak je zřejmé z výkresu, je mazací soustava, tvořená hlavním olejovým potrubím 19, opatřena obousměrným čerpadlem 14, poháněným od hřídele turbosoustrojí £ a umožňujícím, že při obou směrech točení do hlavního olejového potrubí 19 dodává olej. Vlastní mazací soustava se skládá z hlavní olejové nádrže £, z níž vystupuje výstupem 18 potrubí do čerpadla 7 oleje, opatřeného ovládací částí 26 Jeho výstup je opatřen výstupní zpětnou klapkou 9, propojenou hlavním olejovým potrubím 19 s mazanými místy turbosoustrojí £, poháněného elektromotorem 11. Na to hlavní olejové potrubí 19 je napojena první zpětná klapka 5. Mezi první zpětnou klapku £ a druhou zpětnou klapku 8 je vřazeno čidlo 10 tlakového oleje, jehož signální výstup 21 je propojen s ovládací částí elektromotorů 2 ventilů na výstupu 22 plyAs can be seen from the drawing, the lubrication system formed by the main oil line 19 is provided with a bidirectional pump 14, driven from the shaft of the turboset 6 and allowing it to supply oil to the main oil line 19 in both directions of rotation. The lubrication system itself consists of a main oil tank 6, from which it exits through a pipe outlet 18 to an oil pump 7 provided with a control part 26. A first non-return valve 5 is connected to the main oil line 19. A pressure oil sensor 10 is inserted between the first non-return valve 6 and the second non-return valve 8, the signal output 21 of which is connected to the control part of the electric motors 2 of the valves at the gas outlet 22.

CS 270781 Bl nového potrubí 23 turbosoustrojí χ. Na další výstup 20 z hlavní olejové nádrže £ je napojeno potrubí, opatřené druhou zpětnou klapkou £. Na hlavní olejové potrubí 19, vedoucí do mazaných míst turbosoustrojí χ, je napojena přes elektromagnetický ventil £ s ovládací částí 27 neprůtočná havarijní nádrž 2, opatřená výstupem 24 a clonou 12, určenou pro její plnění za normálního Chodu turbosoustrojí 2 ^a dále zpětným ventilem 16. Plynové potrubí 23 turbosoustrojí χ je opatřeno ventily, poháněnými elektromotory 2· Na konci hlavního olejového potrubí 19, vedoucího do mazaných míst turbosoustrojí χ, je upraveno další čidlo 12 tlakového oleje, opatřené výstupem 25. Signalizace z čidla 10 tlakového oleje a dalšího čidla 12 tlakového oleje je propojena s elektromotory 2 ventilů plynového potrubí 23 turbosoustrojí χ, s čerpadlem 2 oleje a s elektromagnetickým ventilem 2 a zavedena do signální části ovládacího pultu 17.CS 270781 Bl of new piping 23 turboset χ. A pipe provided with a second non-return valve £ is connected to the next outlet 20 from the main oil tank 6. An impermeable emergency tank 2 is connected to the main oil line 19 leading to the lubricated points of the turboset χ via a solenoid valve 6 with a control part 27, provided with an outlet 24 and an orifice 12 intended for its filling during normal operation of the turboset 2 ^and a non-return valve 16. The gas line 23 of the turboset χ is provided with valves driven by electric motors 2. At the end of the main oil line 19 leading to the lubricated places of the turboset χ, another pressure oil sensor 12 is provided, provided with an outlet 25. Signaling from the pressure oil sensor 10 and another pressure The oil pump is connected to the electric motors 2 of the valves of the gas line 23 of the turboset χ, to the oil pump 2 and to the solenoid valve 2 and is introduced into the signal part of the control panel 17.

Zapojení podle vynálezu pracuje následujícím způsobem. Při zpětném chodu turbosoustrojí X signalizuje čidlo 10 tlakového oleje zvýšení tlaku oleje o danou, případně zvolenou hodnotu, například 0,01 MPa plus statický tlak oleje, vyplývající z hydrostatické výšky sloupce oleje nad čidlem 10 tlakového oleje a za splnění podmínky, že poháněný elektromotor XX turbosoustrojí χ je bez napětí. Současně dává povel k signalizaci zpětného chodu a k automatickému otevření ventilů na plynovém potrubí 23. Νθ základě signalizace obsluha nebo automatický zásah řídicího systému provádí operace potřebné k odstavení turbosoustrojí χ od technologie.The circuit according to the invention works as follows. When the turbine set X is reversed, the pressure oil sensor 10 signals an increase in oil pressure by a given or selected value, for example 0.01 MPa plus static oil pressure, resulting from the hydrostatic height of the oil column above the pressure oil sensor 10 and provided that the electric motor XX is driven. the turboset χ is without voltage. At the same time, it gives a command to signal the return and to the automatic opening of the valves on the gas line 23. Νθ On the basis of the signaling, the operator or the automatic intervention of the control system performs the operations necessary to shut down the turboset χ from the technology.

Při signalizaci Zpětný chod se automaticky zapíná čerpadlo 2 oleje a je zapojeno do doby dosažení tlaku oleje potřebné pro zpětný chod a snímané dalším čidlem 12 tlakového oleje. Potom čerpadlo 1_ oleje může být vypnuto a zapíná zase při poklesu hodnoty tlaku oleje, potřebné pro zpětný chod.During the Reversing signal, the oil pump 2 is automatically switched on and is connected until the oil pressure required for reversing is reached and sensed by another pressure oil sensor 12. Then the oil pump 7 can be switched off and on again when the value of the oil pressure required for reversing decreases.

Realizace uvedeného zapojení podle vynálezu bude výhodná i v těch ojedinělých případech, když v době odstaveného turbosoustrojí χ dojde vlivem netěsnosti armatur na sání, tedy v době odstavení turbosoustrojí χ, k roztočení i v normálním smyslu točení. Pak spíná další čidlo X2 tlakového oleje, opět při přetlaku oleje cca 0,01 MPa plus statický tlak, plynoucí z hydrostatické výšky olejového sloupce nad čidlem a dává analogický signál k zapnutí čerpadla 2 oleje, dále případně k otevření ventilů na sání turbosoustrojí X a k otevření elektromagnetického ventilu £ neprůtočné havarijní nádrže 2· Samonasávací schopnost čerpadla 2 oleje zaručuje zpětná klapka 15 , umístěná v hlavní olejové nádrži £, která zaručuje, že potrubí vedoucí k čerpadlu 2 oleje je zaplněno olejem.The implementation of said circuit according to the invention will be advantageous even in those rare cases when, during the shutdown of the turboset χ, due to the leakage of the suction fittings, i.e. during the shutdown of the turboset χ, the rotation also takes place in the normal direction of rotation. Then it switches another pressure oil sensor X2, again at an oil overpressure of approx. 0.01 MPa plus the static pressure resulting from the hydrostatic height of the oil column above the sensor and gives an analog signal to switch on the oil pump 2, or to open the turbine suction valves X and open The solenoid valve £ of the non-flow emergency tank 2 · The self-priming ability of the oil pump 2 is guaranteed by a non-return valve 15 located in the main oil tank £, which guarantees that the pipe leading to the oil pump 2 is filled with oil.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Protective circuit of a turboset lubrication system against reverse rotation, provided with an oil tank connected via a bidirectional pump, driven by a turboset shaft with a lubrication system, supplying oil in both directions of rotation, characterized in that at the outlet (18) of the main oil tank (6) ) behind the outlet flap (9) a first non-return valve (5) and a second non-return valve (8) are connected to the main oil line (19), connected to another outlet (20) from the main oil tank (6), (5) and a second pressure flap (8) is connected to a pressure oil sensor (10), the signal output (21) of which is connected to the control part of the electric motors (2) of the valves at the outlet (22) of the gas line (23) of the turboset (1), with the control part of the oil pump (7) and the signal part of the control panel (17).

2. Protective circuit according to claim 1, characterized in that an outlet (24) of a non-flow-through emergency tank (3) is connected to the main oil line (19) via a solenoid valve (4).

CS 270781 Bl 3

3. Protective circuit according to items 1 and 2, characterized in that another pressure oil sensor (12) is located at the end of the main oil line (19), the outlet (25) of which is connected to the control part of the electric motors (2) of the outlet valves (2). 22) the gas line (23) of the turboset (1), with the control part (26) of the oil pump (7) and with the control part (27) of the solenoid valve (4) of the non-flow-through emergency tank (3).