一种汽轮机润滑油箱低液位保护装置的制作方法

1.本发明涉及汽轮机润滑油箱技术领域，具体涉及一种汽轮机润滑油箱低液位保护装置。


背景技术：

2.汽轮机正常运行时，需要润滑油对汽轮机轴承进行润滑，并带走汽轮机转子转动摩擦产生的热量，避免汽轮机轴承超温。汽轮机润滑油箱作为汽轮机润滑油系统的关键设备，主要负责润滑油的存储，从而保证汽轮机轴承润滑油的正常供应。因此润滑油箱液位一直是保障汽轮机安全运行的重要监视参数，主要包括停机最大液位(整个润滑油系统停机时的液位)、低液位(汽轮机正常运行时的最低液位)、低低液位(汽轮机打闸停机液位)等。在润滑油泄漏事故工况下，如果润滑油供应不足，则主油泵吸空，很可能造成汽轮机烧瓦、转子动/静摩擦等恶性事故的发生，因此润滑油箱低液位的维持是保障汽轮机轴承安全的一个关键。
3.随着汽轮机技术的进步和发展，润滑油系统日益复杂，润滑油箱与外部设备接口也逐步增加。目前辅助油泵和排烟风机的接口一般布置在润滑油箱顶板上，而油净化装置、顶轴油泵等大型外部设备受制于体积、重量等因素，通常布置在润滑油箱附近的润滑油室基础上，接口通过在润滑油箱侧板开孔并焊接管道连接。为了便于吸油，润滑油室基础上的外部设备吸油口通常位于润滑油箱较低液位位置，此时，如果发生外部设备或管道故障漏油等事故，由于吸油泵或虹吸现象的存在，则极易导致油箱润滑油通过接口迅速大量泄漏，造成油箱低液位难以维持且液位急速下降，进而影响汽轮机轴承的安全。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种汽轮机润滑油箱低液位保护装置，此装置结构简单，有效避免润滑油箱侧板吸油接口润滑油的迅速泄漏，实现对润滑油箱低液位的保护。
5.实现本发明的技术方案是：包括通气管、吸油管和出油管；所述通气管、吸油管由中间管连通；所述通气管的上部开口位置高于最大停机液位，所述吸油管的下部开口低于低低液位；所述出油管通过带孔板的水平管在中间管与吸油管的结合部连通，形成低吸油管路；所述出油管水平引出油箱侧板；在通气管与中间管的结合部连接有水平管，该水平管的另一端经过下降管与出油管连通，形成高吸油管路；所述水平管平行于带孔板的水平管；所述水平管的内壁最高处与低液位齐平；所述带孔板的水平管中孔板的孔径最低点与低低液位齐平。
6.所述水平管为多根相互平行的管道，通过多根或同一根下降管分别连通出油管。
7.所述保护装置通过支架竖直安装在润滑油箱内部。
8.所述通气管的上部开口位置高于最大停机液位，避免从通气管吸入润滑油时，液面产生漩涡而进入空气。
9.所述吸油管的最低吸油点设置在离润滑油箱底部100mm附近，保证从油箱底层吸油，避免吸入油箱底部的油污。
10.所述吸油管口开斜坡口，从而增大吸油口面积，提高吸油效率。
11.所述带孔板的水平管内的孔板为单级或多级孔板。
12.本发明的有益效果是：
13.1、本发明能对油箱低液位的保护，避免润滑油大量从外部设备与润滑油箱的侧板吸油接口泄漏，从而维持润滑油箱低液位。
14.2、本发明设置高低两条并联的吸油保护管路，利用虹吸破坏效应，针对汽轮机润滑油箱低液位采用高低两级保护，当油箱液位降低到低液位后，保护装置的一级高保护可以减缓润滑油从出油管口的大量泄漏。当油箱液位降低到低低液位后，保护装置的二级低保护将及时切断外部设备吸油口吸油，从而保证润滑油箱低低液位，避免汽轮机主油泵吸空，影响汽轮机安全。
15.3、当油箱液位降低到低液位后，本发明一方面可以为外部设备吸油泵提供最小吸油流量，避免因液位突然下降后，设备吸油泵吸空产生振动、发热等故障，保护设备吸油泵安全。另一方面可以争取润滑油泄漏故障处理时间，便于快速恢复润滑油系统和外部设备工作。
16.4、本发明的高低并联的两条吸油管路共用了吸油管、吸油口三通、出油口三通和出油管，从而避免重复功能管路的多次设置，精简保护装置。
17.5、本发明的通气管口位置设置在最大停机液位上面50mm左右，因此无论汽轮机润滑油箱内液位如何变化，保护装置内部气侧小空间始终和外部润滑油箱气侧大空间相通，从而保证保护装置内部液位和外部润滑油箱液位始终保持一致。同时还能有效避免传统吸油口因为吸油时液面产生漩涡而进入空气，造成吸油外部设备振动。
附图说明
18.图1为本发明实施例的结构示意图。
19.图中标号：1—通气管，2—上支撑板，3—上三通，4—水平管，5—弯管，6—下降管，7—出油管，8—出油口三通，9—带孔板的水平管，10—下支撑板，11—吸油管，12—吸油口三通，13—中间管，14—油箱顶板，15—油箱底板，16—油箱侧板，17—润滑油箱，18—外部连接设备吸油口，19—油箱吸油口，20—最大停机液位，21—低液位，22—低低液位。
具体实施方式
20.实施例1
21.如图1所示，一种汽轮机润滑油箱低液位保护装置，包括通气管1、吸油管11和出油管7；所述通气管1、吸油管11由中间管13连通；所述通气管1的上部开口位置高于最大停机液位20，所述吸油管11的下部开口低于低低液位22；所述出油管7通过带孔板的水平管9在中间管13与吸油管11的结合部由吸油口三通12连通，形成低吸油管路；所述出油管7水平引出油箱侧板16；在通气管1与中间管13的结合部通过上三通3连接有水平管4，所述水平管4由弯管5与下降管6连接，所述下降管6经出油口三通8与出油管7连通，形成高吸油管路；所述水平管4平行于带孔板的水平管9；所述水平管4的内壁最高处与低液位21齐平；所述带孔
板的水平管9中孔板的孔径最低点与低低液位22齐平。所述保护装置通过上支撑板2和下支撑板10支撑，竖直安装在润滑油箱17内部的油箱顶板14和油箱底板15之间。所述吸油管11的最低吸油点设置在离润滑油箱底部100mm附近，保证从油箱底层吸油，避免吸入油箱底部的油污。所述吸油管11口开斜坡口，从而增大油箱吸油口19的面积，提高吸油效率。所述带孔板的水平管9内的孔板为单级或多级孔板。油箱外部连接设备通过连接出油管7的外部连接设备吸油口18吸油。
22.实施例2
23.与实施例1区别在于，所述水平管4为多根相互平行的管道，通过多根下降管6分别连通出油管7。其余相同。
24.实施例3
25.与实施例1、2区别在于，所述带孔板的水平管9内的孔板为多级孔板。其余相同。
26.本发明的运行过程及原理是：
27.以实施例1为例，本发明含高低并联的两条吸油管路。油箱外部连接设备能通过经水平管4形成的高吸油管路从吸油管11吸油，经由吸油口三通12、中间管13、上三通3、水平管4、弯管5、下降管6、出油口三通8，从出油管7的外部连接设备吸油口18吸出；同时，也通过经带孔板的水平管9形成的低吸油管路从吸油管11吸油，经由吸油口三通12、带孔板的水平管9、出油口三通8，从出油管7的外部连接设备吸油口18吸出。高低并联的两条吸油管路共用了吸油管11、吸油口三通12、出油口三通8和出油管7，从而避免重复功能管路的多次设置，精简保护装置。整个保护装置通过上支撑板2、下支撑板10组成的支架与油箱侧板6通过焊接固定。
28.本发明含一条竖直通气管路，通气部分管路随着油箱液位变化，主要包括通气管1、上三通3、中间管13、吸油口三通12。其中通气管1口位置设置在最大停机液位20上面50mm左右，因此无论汽轮机润滑油箱17内液位如何变化，保护装置内部气侧小空间始终和外部润滑油箱气侧大空间相通，从而保证保护装置内部液位和外部润滑油箱液位始终保持一致。同时还能有效避免传统吸油口因为吸油时液面产生漩涡而进入空气，造成吸油外部设备振动。
29.本发明的高吸油管路主要功能是提供外部连接设备正常运行润滑油量和汽轮机润滑油箱低液位一级高保护。汽轮机润滑油系统正常运行时，外部连接设备所需大部分润滑油量由高吸油管路提供，小部分则由低吸油管路提供。其中吸油管11的最低吸油点设置在离润滑油箱17底部100mm左右，一是保证从润滑油箱17底层吸油，二是避免吸入润滑油箱17底部的油污。同时吸油管11管口开斜坡口，从而增大吸油口面积，提高吸油效率。高吸油管路中水平管4内径最高点位置设置与外部油箱低液位齐平，从而形成对汽轮机润滑油箱7低液位的一级高保护。当外部连接设备或管道发生故障导致漏油时，润滑油将从油箱设备出油口迅速泄漏，此时润滑油箱17液位将逐步下降，由于保护装置内部液位和外部润滑油箱液位始终保持一致，当油箱液位降低到低液位21时，保护装置通气管路将与高吸油管路一起充当虹吸破坏装置，发挥润滑油箱17低液位一级高保护作用。高吸油管路中水平管4内润滑油流量将因润滑油箱液位的降低而越来越小，从而逐渐减缓油箱内部润滑油从高吸油管路的泄漏，当油箱液位降低到与水平管4内径最低点位置齐平时，保护装置将彻底切断油箱润滑油从高吸油管路流出。保护装置切断油箱润滑油从高吸油管路流出后，设备出油口
的润滑油量将仅由低吸油管路提供。保护装置低吸油管路主要功能是提供外部连接设备最小运行润滑油量和汽轮机润滑油箱17低液位二级低保护。
30.本发明的低吸油管路中带孔板的水平管9内焊接有节流孔板，鉴于润滑油吸油压力较低，一般采用单级孔板，因此图1保护装置示意单级节流孔板。单级节流孔板孔径通过下面公式计算以保证低吸油管路提供外部连接设备最小运行所需润滑油量。
[0031][0032]
式中：
[0033]
d-节流孔板孔径，m；
[0034]qmin-设备所需润滑油最小体积流量，m3/h；
[0035]
γ-工作状态下相对密度，(与4℃水的密度相比)；
[0036]
△
p-孔板前后差压，pa；
[0037]
c-孔板流量系数(根据标准hg/t 20570.15-95查图可得)；
[0038]
同时，低吸油管路带孔板的水平管9内节流孔板孔径最低点设置与外部油箱低低液位齐平，从而形成了对汽轮机润滑油箱低低液位的二级低保护。当润滑油箱液位达到低低液位后，保护装置通气管路将与低吸油管路一起充当虹吸破坏装置，发挥润滑油箱低液位二级低保护作用，切断润滑油箱的润滑油从设备出油口的流出，从而维持汽轮机安全所需润滑最少油量。
[0039]
润滑油箱17液位降低到低液位21后一般会触发低液位报警，通知操作员查找原因，排除事故。此时保护装置一级高保护切断高吸油管路润滑油供应，减缓润滑油通过外部设备出油口的快速泄漏，同时保护装置通过低吸油管路继续为外部设备提供最小流量润滑油。通过这样设置一方面可以保护外部连接设备吸油泵，避免润滑油的突然切断造成外部设备吸油泵吸空，引起气蚀、振动现象，影响设备后续的正常功能。另一方面，由于润滑油箱17低液位下降到润滑油箱17低低液位这段时间仅通过低吸油管路提供设备所需的最小流量润滑油，从而可以给操作员争取更长的处理事故时间而不需要停用外部设备和润滑油系统，同时也便于事故处理后快速恢复润滑油系统和外部连接设备的正常运行。
[0040]
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

技术特征：
1.一种汽轮机润滑油箱低液位保护装置，其特征在于：包括通气管、吸油管和出油管；所述通气管、吸油管由中间管连通；所述通气管的上部开口位置高于最大停机液位，所述吸油管的下部开口低于低低液位；所述出油管通过带孔板的水平管在中间管与吸油管的结合部连通，形成低吸油管路；所述出油管水平引出油箱侧板；在通气管与中间管的结合部连接有水平管，该水平管的另一端经过下降管与出油管连通，形成高吸油管路；所述水平管平行于带孔板的水平管；所述水平管的内壁最高处与低液位齐平；所述带孔板的水平管中孔板的孔径最低点与低低液位齐平。2.根据权利要求1所述汽轮机润滑油箱低液位保护装置，其特征在于：所述水平管为多根相互平行的管道，通过多根或同一根下降管分别连通出油管。3.根据权利要求1所述汽轮机润滑油箱低液位保护装置，其特征在于：所述保护装置通过支架竖直安装在润滑油箱内部。4.根据权利要求1所述汽轮机润滑油箱低液位保护装置，其特征在于：所述通气管的上部开口位置高于最大停机液位，避免从通气管吸入润滑油时，液面产生漩涡而进入空气。5.根据权利要求1所述汽轮机润滑油箱低液位保护装置，其特征在于：所述吸油管的最低吸油点设置在离润滑油箱底部100mm附近，保证从油箱底层吸油，避免吸入油箱底部的油污。6.根据权利要求1所述汽轮机润滑油箱低液位保护装置，其特征在于：所述吸油管口开斜坡口，从而增大吸油口面积，提高吸油效率。7.根据权利要求1所述汽轮机润滑油箱低液位保护装置，其特征在于：所述带孔板的水平管内的孔板为单级或多级孔板。

技术总结
本发明公开了一种汽轮机润滑油箱低液位保护装置，包括通气管、吸油管和出油管；所述通气管、吸油管由中间管连通；所述通气管的上部开口位置高于最大停机液位，所述吸油管的下部开口低于低低液位；所述出油管通过带孔板的水平管在中间管与吸油管的结合部连通，形成低吸油管路；所述出油管水平引出油箱侧板；在通气管与中间管的结合部连接有水平管，该水平管的另一端经过下降管与出油管连通，形成高吸油管路；所述水平管平行于带孔板的水平管；所述水平管的内壁最高处与低液位齐平；所述带孔板的水平管中孔板的孔径最低点与低低液位齐平。本发明结构简单，有效避免润滑油箱侧板吸油接口润滑油的迅速泄漏，实现对润滑油箱低液位的保护。护。护。


技术研发人员：张增明 兰述 陶泓 陈新 杨轶 徐仕海 李林 熊艳
受保护的技术使用者：东方电气集团东方汽轮机有限公司
技术研发日：2022.12.12
技术公布日：2023/5/13