СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ МАСЛЯНОГО БАКА ТУРБОУСТАНОВКИ

Полезная модель относится к области "Машины и двигатели необъемного вытеснения, например паровые турбины" и может быть применена в смазочных устройствах.
3
3
3
Известно, что в системах вентиляции масляного бака турбоустановок попутно с отсасываемым газом уносится большое количество диспергированного (капельного) масла, вследствие чего регистрируются повышенные потери масла. Измерения показали, что на действующих турбоагрегатах содержание капельного масла перед вентилятором обычно составляет 1…3 г/м, а в ряде случаев даже 5…10 г/м. Поэтому только на одной турбине мощностью 200 МВт (при фактической подаче вентилятора 210 м/ч) может безвозвратно выбрасываться в атмосферу 1…3 тонны масла в год. Диаметры наиболее представительных (по массе) капель масла лежат в пределах 20…100 мкм. Более крупные капли самостоятельно осаждаются на стенках газопроводов еще до подхода к вентилятору и дренируются.
В общем случае, система вентиляции масляного бака турбоустановки состоит из трубопроводов, маслоотделителя и эксгаустера (фиг.1).
Для сепарирования мелких капель масла из газа перед выбросом его в атмосферу традиционно используются простейшие ловушки, выполненные в виде расширительных бачков или гидрозатворных U-образных камер; реже применяются желобковые (уголковые, швеллерные), тарельчатые, сетчатые, жалюзийные сепараторы. Эффективность улавливания масла в простейших ловушках не превышает 15…20%; более высокая эффективность (70…75%) очистки достигается в громоздких жалюзийных аппаратах, однако, лишь в узком диапазоне расчетных скоростей газа (2…4 м/с).
Известны исследования, выполненные УралВТИ в (Казанский В.Н., Языков А.Е., Беликова Н.Э. Подшипники и системы смазывания паровых турбин - 3-е изд., перераб. и доп. - Челябинск: Цицеро, 2004. - 484 с.), показавшие, что наиболее перспективной является малогабаритная конструкция струнного каплемаслоуловителя (КМУ), обеспечивающая высокую эффективность сепарации масла (95…98%) в широком диапазоне расчетных скоростей газа (2…12 м/с), которая выбрана в качестве прототипа (см. рис. 5.21, стр.325).
Прототип имеет один недостаток - отсасываемая газо-воздушная смесь имеет в своем составе высокопотенциальные легкие фракции масла, которые не могут уловиться на струнах.
Задачей заявляемой полезной модели является создание средства, позволяющего улавливать легкие, нагретые в системе маслоснабжения фракций масла.
1
1
Указанная задача решается тем, что в системе вентиляции масляного бака турбоустановки, содержащей трубопроводы, маслоотделитель и эксгаустер, маслоотделитель выполнен состоящим из последовательно соединенных каплеулавливающей части и части охлаждаемого маслоуловителя, причем каплеулавливающая часть выполнена в призматическом корпусе с установленными в нем вертикальными металлическими или изготовленными из синтетических материалов нитями, расположенными в шахматном порядке с шагом s, составляющим (3…7)d, где s - расстояние между нитями, d -диаметр нитей, а часть охлаждаемого маслоуловителя, присоединенная посредством фланцев к каплеулавливающей части, выполнена в виде кожухотрубного теплообменного аппарата, состоящего также из призматического корпуса, охлаждаемых водой вертикальных трубок, верхней и нижней водяных камер, причем трубки жестко закреплены в трубных решетках, толщина S которых составляет 3h, где S - толщина трубных решеток, h - толщина стенки охлаждаемой трубки.
Технический результат, достигаемый применением предлагаемого охлаждаемого маслоохладителя, заключается в улавливании 99% масла, уносимого с воздухом по системе вентиляции масляного бака турбоустановки. В каплеулавливающей части капли за счет поверхностного натяжения объединяются в большие капли и стекают под действием силы тяжести, в охлаждаемой части за счет градиента давлений легкие фракции масла конденсируются на поверхности труб и стекают под действием силы тяжести.
На фиг.2 изображена схема предлагаемого охлаждаемого маслоуловителя в составе маслоуловителя, где
1 - струнный каплемаслоуловитель;
2 - охлаждаемый маслоуловитель;
3 - подвод паров масла;
4 - водяная камера;
5 - узел отвода газа;
6 - камера отвода газа;
7 - выходной патрубок;
8 - отвод конденсата.
Устройство работает следующим образом. Пары масла из системы вентиляции масляного бака турбины поступают через патрубок подвода, оформленного в виде полукольцевого диффузора, образованного входным патрубком и эксцентрично смещенной обечайкой, содержащей дистанционную проставку. Входной патрубок содержит два щелевых выреза, смещенных симметрично друг другу. Проходя каплеулавливающую часть, 95-98% диспергированного масла улавливается на струнах и скапливается в нижней части устройства. Струнный каплемаслоуловитель выполнен в призматическом корпусе с установленными вертикальными металлическими или изготовленными из синтетических материалов струнами, расположенными в шахматном порядке с шагом, составляющим 3…7 их диаметра. Шаг определяется размерами капель масла и технологическими возможностями изготовления. Далее поток попадает в охлаждаемый маслоуловитель и в результате охлаждения легкие фракции конденсируются на поверхности охлаждаемых трубок. Охлаждаемый маслоуловитель представляет из себя кожухотрубный теплообменник, состоящий из призматического корпуса, трубок, охлаждаемых водой, верхней и нижней водяных камер. Присоединен посредством фланцев к каплемаслоуловителю. Трубки из нержавеющей стали привариваются аргонодуговой сваркой к трубным решеткам (толщина составляет 3 толщины стенки охлаждаемой трубки, материал - нержавеющая сталь). Водяные камеры выполнены из полутруб (материал, например, нержавеющая сталь). Конденсат масла, который скапливается в нижней части устройства, удаляется с помощью патрубка отвода, для дальнейшей очистки масла и возврата в систему маслоснабжения турбоагрегата.
Узел отвода газа из охлаждаемого маслоуловителя выполнен в виде камеры, состоящей из полутрубы диаметром равным ширине охлаждаемого маслоуловителя и выходного патрубка со щелевыми вырезами, эксцентрично смещенного относительно оси камеры. К днищу камеры узла отвода газа приварен дренаж - патрубок отвода конденсата.