汽轮机油系统蓄能器的研究与应用论文_鄢传武

(华电电力科学研究院有限公司 310030)

摘要:汽轮机油系统担负着向调节保安系统供油的任务,而蓄能器作为油系统上的重要设备,其运行状态的好坏,直接影响到机组的安全与稳定。为了避免调节油路中出现较大油压波动,导致油压迅速下降迫使汽轮机进汽门关闭,造成机组停机的发生。可采用在油系统上安装蓄能器(分高低压蓄能器),其将保持调节油压稳定直至全负荷辅助油泵投入运行。只要坚持日常维护校压及充氮,杜绝隐患的发生,做好防范措施,汽轮机油系统上的蓄能器设备是能够体现简单实用作用的。

关键词:汽轮机;油系统蓄能器;研究;应用

一、汽轮机组油系统蓄能署的工作原理、功能及作用

1.蓄能器的工作原理

油是不可压缩液体,因此利用液压油是无法蓄积压力能的,必须依靠其他介质来转换、蓄积压力能。例如,利用气体(氮气)的可压缩性质研制的皮囊式充气蓄能器就是一种蓄积液压油的装置。皮囊式蓄能器由油液部分和带有气密封件的气体部分组成(皮囊内侧是气,外侧是油液),位于皮囊外侧的油液与系统油路接通。当压力升高时油液进入蓄能器,气体被压缩,之后系统管路压力不再上升;当管路压力下降时压缩气体膨胀,将油液压入回路系统,从而减缓管路压力的下降。

2.蓄能器的功能

蓄能器是一种能把液压储存在耐压容器里,待需要时又将其释放出来的能量储存装置。蓄能器是液压系统中的重要辅件,对保证系统正常运行、改善其动态品质、保持工作稳定性、延长工作寿命、降低噪声等起着重要的作用。蓄能器给系统带来的经济、节能、安全、可靠、环保等效果非常明显。

2.1液压系统利用蓄能器在某段时间将油泵输出的液压能储存起来,短期地或周期性地给执行机构输送压力油液,或用作应急的动源。这样可以提高液压系统液压能利用率。

2.2补偿压力和流量损失,以及补充系统内的漏油消耗。

2.3减少因液压突然关闭和或换向等产生的系统冲击力。

2.4吸收系统压力的脉动。

3.蓄能器的作用

汽轮机油系统上的蓄能器设备,是安装单位根据厂家要求安装在油系统指定的位置上,其中高压蓄能器安装在油泵出13母管及压力油管上,低压蓄能器安装在有压回油管上。当油泵启动后,油泵向系统供油,同时也给高压蓄能器充油。

3.1油泵出口母管蓄能器用来吸收油泵出口的高频脉动分量,稳定系统油压。

3.2压力油母管相连的高压蓄能器其作用是当油泵突然失电,或系统瞬间大量用油时,它们可向系统供油,以维持系统在短时间内可以正常工作。

3.3低压蓄能器连接在有压回油管道上,当机构打闸及甩负荷时,所有执行机构排油,排油量增加,一部分油冲入低压蓄能器,油压降低后再将油释放,以保证油动机快速关闭。

3.4总体作用体现:存储能量/存储流体/紧急运行,力的平衡/机械冲击的减震功能,压力冲击的减震功能/泄漏流体的补偿/冲击和振动的减震/对脉动的缓解,产生制动能量/保持恒定压力/流量补偿(相当于是对油箱的扩充)。

二、皮囊式蓄能器的结构组成

皮囊式蓄能器由蓄能罐不锈钢外壳、丁基橡胶制成的球胆、充气阀、固定支架、单向阀、截止阀以及不锈钢油管道组成。具体来说,蓄能器是球胆式的,由合成橡胶制成的球胆装在不锈钢壳体内,通过壳体上的充气阀可以向球胆内充入干燥的氮气。壳体下端接压力油管,球胆将气室与油室分开,起隔离油气的作用。由于合成橡胶球胆可以随氮气的膨胀任意变形,因此,使蓄能器在系统管路上起调压室的缓冲作用,减小系统油管中的压力波动。当球胆中氮气压力降低时,必须再充气到规定值。见图1.

图1皮囊式蓄能器结构简图

三、油系统蓄能器的现状、常见问题与分析

1常见问题

2.1在机组的大、小修中,检修人员由于检修工艺、技术水平、人员素质的参差不齐,会使一些由于切割、打磨、焊接金属时产生的金属碎削,机械杂质以及由于环境等因素产生的杂质掉落在蓄能器和管件中,由于环境和条件所限、责任心不强等因素无法彻底清出残留杂质。若这些杂质一旦随油一起进入蓄能器,在管路内容易积存污物堵塞回油口,如不及时清理,后果不堪设想。

2.2油系统蓄能器由于长期运行,在管路端部静流段的截门容易积存油泥、顶部的充气阀保护罩缺失造成充气阀损坏或失灵,无法充气。

2.3油系统蓄能器由于长期运行,内部橡胶皮囊在抗燃油中浸泡,容易老化或破损。长期受到压力波动的影响,皮囊本身的疲劳程度降低甚至出现裂痕,蓄能器失效。

2.4油系统蓄能器的基座、安全围带、支吊架不牢或松动。

2.5蓄能器的皮囊作为备品存放时间太长,其耐压程度受到限制。

4.常见问题分析处理

3.1加强日常维护人员的岗位培训,通过学习新的理论知识,不断提高检修、运行、点检人员的检修工艺、技术水平、以及综合素质,改善劳动环境、切实加强滤油人员的责任心,提高油系统用油的品质。防止油质不合格造成堵塞回油管路事故的发生,大小修期间视睛况将壳体内部余油放掉。

3.2加强油系统蓄能器顶部的充气阀及保护罩的巡检,严格按照规程办事认真贯彻执行,防止蓄能器充气不足或压力不符合规定的事情。

3.3要定期检测蓄能器内部皮囊压力大小,一旦发现皮囊压力异动或消失,必须采取安全措施,尽快更换皮囊,使之恢复正常工作状态。

3.4经常检查油系统蓄能器的支吊架、安全围带、基座是否牢靠或松动,保证其稳固。

3.5蓄能器的皮囊作为备品存放时间不能太长,否则其耐压程度受到限制。使其寿命降低。

3.6蓄能器日常运行时,运行人员应加强监护避免长期受到压力波动的影响,检修和点检人员应加强监测其压力是否合乎要求。

四、蓄能器校压、充氮及质量标准

1对系统所用蓄能器进行测压检查,测压时需关闭蓄能器进油门,必须用专用工具,由专业人员操作,压力达不到要求水平必须进行充氮,使其达到正常工作时的压力需求,。正常情况高压蓄能器每1—3个月检测一次,正常情况低压蓄能器每3个月检测一次。

2.充氮

充氮使用专用工具,关闭蓄能器进油门,打开卸油门,蓄能器充氮要求:高压蓄能器预充氮气压力为10MPa;低压蓄能器预充氮气压力为0.2MPa。

五、结束语

通过对汽轮机主机油系统蓄能器常见问题的分析、油质是否优劣、定期检查是否到位、运行操作是否得当、日常维护检修是否及时等讨论,我们在开机前必须做到充气检测其压力,各个蓄能器压力是否合乎要求的作用不可小视,只要点检、运行巡检人员、检修维护到位,及时发现问题,做到应修必修,修必修好,做好各种安全防范措施,充分保证油系统蓄能器的安全可靠运行,那么它的作用将得到最大限度的发挥。

参考文献:

[1]新型的恒压蓄能器[J].张国贤.流体传动与控制.2015(02)

[2]球形蒸汽蓄能器在钢铁厂饱和蒸汽发电技术中的应用[J].杨学友,祝百东,周春丽.冶金动力.2014(06)

[3]试析皮囊式蓄能器的热力学状态及其对工作参数选择的影响[J].唐玉蓉.电子机械工程.1999(06)

论文作者:鄢传武

论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期

论文发表时间:2018/10/22

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