سیستم روغن توربین گاز
ویدیوی سیستم روغن توربین گاز
آنچه در این مقاله خواهید خواند :
- 1 ویدیوی سیستم روغن توربین گاز
- 2 نحوه کار سیستم
- 3 شرح اجزاء اصلی
- 3.1 پمپ روغن اصلی (11)
- 3.2 پمپ کمکی روغن (12)
- 3.3 پمپ اضطراری روغن (13)
- 3.4 پمپ جکینگ روغن (3)
- 3.5 کنترل اویل پمپ (1)
- 3.6 اکومولاتور هیدرولیک (2)
- 3.7 رلیف ولو (16)
- 3.8 فیلتر دوبل فشار پایین (8)
- 3.9 فیلتر دوبل فشار بالا (8)
- 3.10 فیلتر فشار قوی (10)
- 3.11 جداکننده بخار روغن (7)
- 3.12 مخزن (4)
- 3.13 سینی نگهداری روغن (5)
- 3.14 کولر روغن (14)
- 3.15 شیر مخلوط سه طرفه (15)
- 3.16 هیتر (6)
- 3.17 اتصالات سیستم تهویه روغن (17)
- 3.18 سیال (18)
- 3.19 برای مطالعه بیشتر در مورد توربین گاز اینجا کلیک کنید.
یک توربین گاز یا بخار از دو نوع سیستم هیدرولیک استفاده می کند:
- واحد خنک کننده و روغن کاری
- واحد روغن کنترل.
این سیستم ها با توجه به مقادیر فشار و فلو متفاوت هستند.
واحد خنک کننده و روانکاری در فشار کم کار می کند و روغن را برای کاهش اصطکاک و سایش عناصر مکانیکی چرخان توربین و ژنراتور تامین می کند.
روغن در حین روانکاری، گرمای حاصل از اصطکاک را نیز در امتداد محور توربین جذب می کند. این انرژی گرمایی توسط روغن منتقل می شود و از طریق مبدل گرما (کولر روغن) از سیستم خارج می شود.
واحد روغن کنترل فشار بالا نیروی هیدرولیک را برای اکچویتورهای ولو گاز یا بخار تامین می کند که موقعیت ولوها را کنترل می کند و سرعت توربین را تنظیم می کند. موقعیت ولوها جریان گاز یا بخاری که توربین تامین می کند را کنترل می کند. کنترلر سرعت توربین سیگنال فرمان را برای کنترل این ولوها ارسال می کند.
این مقاله نمای کلی از ساختار و عملکرد اصلی این سیستم های تامین روغن را ارائه می دهد.
سیستم روغن توربین از یک یا دو طراحی تشکیل شده است:
- دو سیستم روغن مستقل یا
- یک سیستم مرکزی واحد.
سیستم های مستقل در موارد زیر با سیستم های مرکزی تفاوت دارند:
تعداد مخزن روغن مجزا (دو مخزن)
استفاده از انواع سیالات هیدرولیک
سیستم های جریان برگشتی و حلقه فیلتراسیون در مدار روغن کنترل
مکان های مختلف قرارگیری تانک های روغن
اغلب واحدهای هیدرولیک طوری طراحی می شوند که صفحه بالایی مخزن روغن به عنوان سطح نصب برای اکثر قطعات، ( نه همه اجزا از جمله لوله)، استفاده می شود (تصویر زیر را ببینید).
در طرح های دیگر ممکن است اجزای کلیدی بر روی یک قاب جداگانه که به طور مستقل از تجهیزات دیگر نصب می شود، نصب شوند.
برای رسیدن به دسترسی بهتر، سرویس راحت تر، اجزا با پشتیبان‌های اضافی نصب می‌شوند که عموماً از پمپ‌ها و فیلتراسیون تشکیل شده‌اند.
نحوه کار سیستم
در هنگام راه اندازی یک توربین گاز یا بخار، توالی مناسب پمپ ها برای اطمینان از آمادگی و عملکرد مناسب تجهیزات کنترلی، تنظیم کننده ها و تجهیزات ایمنی مورد نیاز و همچنین جلوگیری از آسیب رسیدن به تجهیزات نصب شده، ضروری است.
سیال روغن (18) در مخزن (4) را می توان با استفاده از هیتر (6) از قبل گرم کرد. هنگامی که سیال به دمای مجاز می رسد، فرآیند راه اندازی یک توربین می تواند آغاز شود:
هنگامی که استارت می شود، پمپ روغن کنترلی (1) اکومولاتور (2) را پر می کند و فشار لازم برای حرکت اکچویتور را در صورت نیاز فراهم می کند.
عملکرد پمپ روغن اصلی (11)، که توسط یک موتور AC هدایت می شود، مایع روان کننده را برای همه مصرف کنندگان متصل تامین می کند.
یک پمپ کمکی روغن (12) در صورت خرابی پمپ اصلی روغن فعال می شود.
پمپ اضطراری روغن (13) هنگامی که فشار روغن کاری به زیر حد مشخص شده کاهش یابد، به طور خودکار استارت می شود.
پمپ جکینگ روغن (3) برای بلند کردن یاتاقان ها ، با فشار بالا استفاده می شود و باعث می شود محور توربین کمی سرعت یاتاقان را کاهش دهد. در انجام این کار، یک لایه نازک از روغن روان کننده یک لایه کاهنده اصطکاک یاتاقان و شفت ایجاد می کند.
در این مرحله، ترنینگیر هیدرولیک شروع به شتاب دادن به روتور توربین می کند. پس از ایجاد یک لایه روغن پایدار در یاتاقان ها، و رسیدن به سرعت جرقه زنی در توربین گاز، ترنینگیر از شفت توربین جدا شده و پمپ جکینگ روغن (3) از مدار خارج می شود. سپس توربین تحت نیروی گاز یا بخار خود شتاب می گیرد تا به سرعت مورد نظر برسد.
همانطور که روغن روان کننده برای مصرف کنندگان پمپ می شود، از یک شیر سه طرفه (15) عبور می کند که با عملکرد کنترلی وابسته به دمای خود، مقدار سیالی را که از طریق خنک کننده روغن جریان می یابد تعدیل می کند (14). این برای حفظ دمای روغن در محدوده مورد نظر مورد نیاز است.
از آنجایی که تمیزی روغن تأثیر زیادی بر طول عمر یاتاقان‌های محور توربین دارد، روغن از طریق یک استرینر ساکشن مش پهن (که نشان داده نشده است) در سمت ورودی پمپ کشیده می‌شود و با گذر از یک فیلتر خط ریز به یاتاقان ها می رسد (8).
هنگام استفاده از پمپ روغن روانکاری جابجایی ثابت، یک رلیف ولو (16) در خروجی فیلتر به سیستم متصل می شود تا فشار روانکاری یاتاقان مورد نیاز را حفظ کند.
تفاوت بین فلوی پمپ و فلوی روغن روانکاری از طریق یک رلیف ولو به مخزن روغن باز می گردد.
پس از عبور روغن از مسیرهای روغنکاری، از طریق نیروی جاذبه از طریق یک لوله برگشت به مخزن که در زیر محور توربین قرار دارد، باز می گردد.
شرح اجزاء اصلی
پمپ روغن اصلی (11)
در طول کارکرد عادی، پمپ اصلی روغن کل نیاز روغن روانکاری سیستم توربین را تامین می کند.
عموما از پمپ های گریز از مرکز و همچنین پمپ های جابجایی مثبت که می توانند از نوع دنده ای یا پیچی باشند بعنوان پمپ اصلی استفاده می شود.
پمپ اصلی روغن را می توان توسط یک موتور الکتریکی AC یا مستقیماً از توربین با استفاده از کوپلینگ مکانیکی راه اندازی کرد.
پمپ کمکی روغن (12)
پمپ کمکی روغن مشابه پمپ اصلی روغن است و در صورت خرابی پمپ اصلی روغن، قادر است کل نیازهای روغن روانکاری را تامین کند. این پمپ توسط یک موتور الکتریکی AC به حرکت در می‌آید و زمانی استارت می‌شود که فشار سیستم پمپ اصلی روغن کمتر از مقدار تعریف شده باشد.
هنگامی که پمپ اصلی روغن مستقیماً از محور توربین درایو می شود، سرعت پمپ به اندازه کافی بالا نیست تا جریان و فشار کافی در هنگام راه اندازی و خاموش شدن توربین ایجاد کند. در این موارد پمپ کمکی روغن برای تکمیل فشار سازی پمپ اصلی روغن استارت می شود.
پمپ اضطراری روغن (13)
پمپ اضطراری روغن معمولاً همان پمپ کمکی روغن است، اما با توان ورودی کاهش یافته.
اندازه آن به گونه‌ای است که در صورت بروز اشکال، روغن کافی به یاتاقان‌ها رسانده شود تا روتور بتواند به حالت توقف درآید.
برای اینکه در صورت قطع شبکه برق بتواند عملکرد مناسبی داشته باشد، این پمپ توسط یک موتور الکتریکی DC به حرکت در می‌آید، و برق توسط یک باتری تامین می‌شود.
پمپ اضطراری روغن برای کار مداوم در نظر گرفته نشده است.
پمپ جکینگ روغن (3)
پمپ جکینگ روغن در سیستم های توربین بزرگ برای جلوگیری از تماس فلز با فلز در یاتاقان ها در هنگام راه اندازی توربین استفاده می شود. این کار با استفاده از روغن پرفشار به یاتاقان‌های شفت توربین و بالا بردن شفت با روغن پرفشار انجام می‌شود.
اگر از سیستم ترنینگیر هیدرولیک استفاده شود، نیروی موتور ترنینگیر توسط روغن پمپ جکینگ روغن تامین می شود.
معمولاً در این سیستم از پمپ های دنده ای یا پیستونی استفاده می شود.
کنترل اویل پمپ (1)
استفاده از پمپ های پیستونی جبران فشار برای تامین روغن پرفشار اکچویتورها توصیه می شود.
این پمپ ها فلوی مورد نیاز را تامین می کنند و نیاز برق را به حداقل می رسانند.
اکومولاتور هیدرولیک (2)
یک اکومولاتور هیدرولیک برای تامین فلوی حداکثری برای حرکت سریع اکچویتور در صورت نیاز فرآیندها بکار برده می شود. اندازه اکومولاتور به گونه ای است که در صورت قطع برق می توان از “برنامه خاموشی اضطراری” بدون نیاز به منبع برق خارجی برای توقف توربین استفاده کرد.
رلیف ولو (16)
هنگامی که از پمپ های جابجایی ثابت استفاده می شود، استفاده از رلیف ولو توصیه می شود. جریان بیش از تقاضای فعلی از طریق رلیف ولو به مخزن باز می گردد که فشار ثابت را در مسیر حفظ می کند.
فیلتر دوبل فشار پایین (8)
فیلترهای فشار پایین با دبی بالا و بدون کاهش فلو برای حذف آلودگی ذرات از مدار روغن روانکاری استفاده می شود. در طول عملیات توربین، عناصر فیلتر را می توان با تغییر فلو به عنصر فیلتر دیگر، در صورت نیاز تغییر داد. نشانگر آلودگی وضعیت کثیفی فیلتر را نشان می دهد.
فیلتر دوبل فشار بالا (8)
فیلترهای دوگانه قابل تعویض برای فشار بالا طراحی شده اند و برای اکچویتورهای کنترلرهای سروو مورد نیاز هستند.
آنها آلودگی ذرات را از مدار کنترل فشار بالا حذف می کنند و به گونه ای طراحی شده اند که امکان استفاده مداوم در طول تعویض عنصر فیلتر را فراهم کنند.
فیلتر فشار قوی (10)
در مدار جکینگ روغن از یک فیلتر فشار بالا استفاده می شود. فیلترهای دوبلکس در این پروسه مورد نیاز نیستند زیرا این عملکرد فقط به صورت متناوب عمل می کند. تعویض المنت فیلتر زمانی که از این مدار استفاده نمی شود قابل انجام است.
جداکننده بخار روغن (7)
یک جداکننده (سپریتور) بخار (Mist) روی مخزن بسته قرار دارد و خلاء را در مخزن ایجاد می کند که در امتداد خط برگشت اصلی از یاتاقان ها ادامه می یابد. غبار روغنی که در اثر جریان متلاطم در یاتاقان‌ها ایجاد می‌شود، مکش می‌شود و از تشکیل بخار روغن انفجاری جلوگیری می‌کند.
مخزن (4)
ظرفیت مخزن روغن روانکاری می تواند تا هزار گالن یا بیشتر باشد و به حجم روغن در گردش بستگی دارد. سنسورهای سطح روغن و دما در مخزن نصب شده است. نصب بافل های مخزن ، زمان ماندن روغن در مخزن را افزایش می دهد و باعث کاهش هوازدگی روغن می شود. درپوش های منهول برای دسترسی به داخل مخزن برای تمیز کردن و بازرسی فراهم شده است.
سینی نگهداری روغن (5)
یک سینی محفظه روغن در زیر پاوریونیت نصب شده است تا از نشت روغن به محیط جلوگیری شود. سینی نگهدارنده برای جلوگیری از اتلاف تصادفی روغن و همچنین تلفات ناشی از تعمیر و نگهداری تعبیه شده است.
کولر روغن (14)
کولرهای آب-روغن می توانند از نوع پوسته و لوله یا صفحه ای باشند و برای حذف گرما از سیال هیدرولیک استفاده می شوند. کولرهای هوا روی روغن نیز موجود است.
شیر مخلوط سه طرفه (15)
دمای روغن توسط یک شیر اختلاط یا تعدیل سه طرفه با کنترل دما تنظیم می شود.
هیتر (6)
هیترغوطه وری مخزن، سیال هیدرولیک را در دمای پایین محیط گرم می کند. دلیل اصلی وجود هیتر این است که اجازه می دهد توربین در یک لحظه راه اندازی شود. برای جلوگیری از کک (coking) شدن روغن روی سطوح هیتر، چگالی توان هیتر باید به درستی انتخاب شود.
اتصالات سیستم تهویه روغن (17)
استفاده از سیستم تهویه روغن متحرک یا ثابت در اختیار اپراتور توربین است. این “سیستم تهویه آفلاین” را می توان از طریق نقاط اتصال ویژه ارائه شده به مخزن متصل کرد.
از آنجایی که آلودگی ذرات توسط فیلترهای اصلی سیستم حذف می شود، یک سیستم تهویه روغن عمدتاً برای حذف ناخالصی های محلول از روغن استفاده می شود.
این ناخالصی عمدتاً آبی است که توسط تراکم هوای مرطوب یا ورود آب از طریق سیل معیوب در مبدل حرارتی روغن-آب وارد می شود. یک سیستم تهویه روغن همچنین می تواند ترکیبات آلی و همچنین روغنی را که اکسید شده و با عناصر فلزی داخل سیستم واکنش داده است حذف کند.
اکثر سیستم های تهویه روغن مجهز به سانتریفیوژ هستند یا ممکن است از تقطیر خلاء برای حالت دادن روغن استفاده کنند.
سیال (18)
سیالاتی که در مدارهای روانکاری استفاده می شوند، روغن های توربین نامیده می شوند که حاوی روی نیستند. آنها با مقاومت بالا در برابر پیری، توانایی جداسازی هوا و آب و سرعت کف زدایی سریع مشخص می شوند. علاوه بر خواص سیال که قبلاً ذکر شد. ضد سایش بودن، روان کنندگی خوب و همچنین حذف حرارت از خواص مطلوب این سیال ها هستند. سیال همچنین وظیفه انتقال ذرات سایش به فیلترها و محافظت از سطوح در برابر خوردگی شیمیایی را بر عهده دارد.
در مدار روغن کنترل، روغن باید دارای ویژگی های فشار بالا مناسب برای استفاده در مدارهای کنترل و رگولیشن باشد.
اگر از یک سیستم هیدرولیک مرکزی استفاده می شود، باید به عملکرد مدار کنترل فشار بالا توجه شود. عملکرد این مدار با روغن توربین به عنوان سیال باید ارزیابی شود تا اطمینان حاصل شود که قطعات به دلیل خواص سیال به درستی و بدون آسیب کار می کنند.
برای مطالعه بیشتر در مورد توربین گاز اینجا کلیک کنید.
سلام و ارادت
ممنون
عالی بود
امکانش هست یکمقدار در خصوص استانداردها و نحوه تامین این تجهیزات و روش طراحی اسن تجهیزات هم صحبت کنید ؟
سلام دوست من… حتما این کارو می کنم
عالی بود.مچکر
ممنونم از لطف و همراهی شما