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涡轮机和透平机的区别与透平油选用知识
2014-05-21 16:25:26    ''  浏览次数:

摘要:

涡轮机是一个统称,指的是利用流体冲击旋转叶轮转动而产生动力的机械装置,流体可以是气体,也可以是液体,外型上来看是一个带有叶片的旋转体。英文里,Turbine来源于turbo,意思是旋转物体,因此turbine从意思上来说,就是涡轮。例如风力发电机,使用风力带动发电设备,风轮机英文里就是wind tubine,风力涡轮机。

透平机是英文turbine的音译,例如Engine在意思上来说其实就是发动机,音译是引擎。因此涡轮机(turbine)从意义上来说是一个统称,而 音译“透平”一般是专门指热能动力领域的涡轮机,包括蒸汽轮机、燃气轮机、水轮机,这类涡轮机(透平机)的作用是带动发电机发电,利用蒸汽能来带动发电的 透平机就是蒸汽轮机(steam turbine),又简称汽轮机。利用燃气的叫做燃气轮机(gas turbine),利用水力的叫做水轮机(hydro/water turbine)。因此,wind turbine就不会叫做风力透平机,而只是风轮机(风力涡轮机)。

风力涡轮机

透平机:蒸汽(涡轮)轮机、燃气轮机、水轮机。

汽轮机

燃气轮机

水轮机

除了用在发电机上,涡轮机还用于压缩机和工业泵(涡轮泵)。从用油的角度来看,涡轮机只是个总称,不同的涡轮机由于机械结构的差别和使用环境、工况的差别,不能混为一谈。例如透平油(汽轮机油、燃汽轮机油、水轮机油),根据不同的工况,选油用油也有所区别,下面我们分别讨论。

1.汽轮机(Steam turbine):

汽轮机(蒸汽轮机)工作温度一般在500℃~565℃左右,某些高压系统甚至可达到600多度,给油方式根据机组大小有差别,小的机组使用恒定液位加油器和油环给油,大点的要用上集中循环给油系统,有些大型机组集中循环给油,油箱容量很大,可达几万升,油箱温度一般在55到65℃为正常。

汽轮机油常见的是抗氧防锈性(R&O),黏度(粘度)牌号主要为ISO 32、ISO 46和ISO 68号(具体的ISO黏度等级要根据机器说明书确定),一般使用API-I类或者API-II类基础油加入少量的抗氧化添加剂、防锈剂、抗泡剂,大部分汽轮机油里没有含锌抗磨剂,但是如果齿轮系统也使用同一个给油系统润滑,可能需要极压型的汽轮机油。如果在户外使用,要考虑冷启动的需要,合成油可以在更大的温度变化范围内提供保护。

汽轮机油的相关认定标准包括:

非极压型汽轮机油:国际标准:ISO 8068,ISO 6743-5,U.S. Steel 120(美钢标准),德国标准化认证DIN 51515,英国标准认证BS 489,通用电气规范通用电气认证GEK 46506、32568A,C或F。

极压型汽轮机油:GEK 101941(主要是燃汽轮机油),还有Brown-Boveri HTGD90117。

许多汽轮机装有电液调节系统(EHC),用来调节蒸汽的进汽速率,EHC系统一般使用磷酸酯抗燃油。

2.燃气轮机(Gas turbine):

燃气轮机(燃气透平机)主要由三个部分组成:压气机(压缩机)—燃烧室—涡轮(透平机),压缩机把空气从进气口吸入,压缩之后产生高压气体,然后压入燃烧室。在燃烧室里,空气和燃料混合燃烧产生高温高压气体,推动涡轮转动做功。因此,燃气轮机的工况特点是高温。

燃气轮机润滑油的主要目的是抗磨减磨、冷却、防止金属腐蚀。燃气轮机上的润滑点包括轴承、齿轮和接触式密封。燃气轮机的润滑系统大多类似于汽轮机润滑系统,采用集中循环供油系统,轴承和齿轮承担的负荷中等,轴速较高,一般使用ISO 32或者ISO 46号抗氧防锈燃气轮机油(具体的ISO黏度等级要根据机器说明书确定)。燃气轮机轴承的温度一般在70到95℃,对于矿物油来说,已经处于高温上限区域运行,如果温度再往上,应该使用PAO合成油,合成油在高温下比矿物油稳定、黏度指数高、使用时间更长,而且低温启动时能够提供足够的润滑保护,在机组运行中润滑减磨效果更佳,因此机组的运行效率可以一定程度上提高。

燃汽轮机油的相关认定标准包括:

抗氧防锈油:

ASTM D4304,GE GEK32568,28143,27070

无锌型:

GE GEK 101941

高粘度指数油(矿物型和PAO):

DIN 51515,GE GEK 107395

其它还包括西门子认证

Siemens Westinghouse 55125Z3,

ABB HTGD 90 117 V001Q

高性能燃气轮机油:

Solar ES-9224,

Siemens TLV 9013 04,

Alstom HTGD 9-0117

燃气轮机还有一种是通过航空喷气式飞机的发动机改造而来,“体型”相对较小,但是润滑油使用的工况却比常规的燃气轮机苛刻,主要是高温。航空发动机衍生型的燃气轮机轴承基本都使用滚动轴承,温度可高达260℃,由于高温,这类燃气轮机要使用合成油(多元醇酯POE)来润滑。

航空发动机衍生型燃汽轮机油的相关认定标准包括:

MIL-PRF-23699,MIL-PRF-7808(低温油、低黏度油),MIL-PRF-6081(无灰型),GEK 28136(磷酸酯抗燃油)。

3.水轮机(Hydro/water turbine):

水轮机的轴承一般是使用轴瓦或者滑动轴承,轴的转速相对于汽轮机和燃气轮机要低,油温也低(一般为40~60℃),环境较为潮湿,润滑油需要较好的抗乳化性和油水分离性,一般使用ISO 32,46或者68号的抗氧防锈油。水轮机的润滑方式有油环润滑和集中循环供油,油池非常大,大型机组的油箱可达数万升甚至更多。

日常维护主要是抽油做油液检测,要特别关注的一项是抗乳化性(破乳性能),另外,浸在水里的部件要使用环保型的润滑剂,防止对水体和鱼类的毒害。

无论是汽轮机、燃气轮机还是水轮机,油液检测是设备维护必不可少的一部分,通过油液检测对油质进行监控,不但指导换油、指导油品的维护和管理,而且还能监测机组内部的情况,发现问题,及时处理防止重大故障发生。

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