Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tuốc bin khí

Dầu Bôi Trơn: Mục Đích Và Chức Năng Mục đích của hệ thống dầu bôi trơn trong tua bin khí là cung cấp dầu sạch và mát đến các bộ phận...  Nếu dầu bôi trơn có độ nhớt quá cao thì nó khô

LOGO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NGÀNH CÔNG NGHỆ NHIỆT – ĐIỆN LẠNH

BÁO CÁO: GAS TURBINE

ĐỀ TÀI:

Cấu tạo và nguyên

lý hoạt động của

tuốc-bin khí

Phần: Hệ Thống Dầu Bôi Trơn

6 Nguyễn Văn Chiến (091130 )

7 Nguyễn Hữu Khoa (09113016 )

8 Phan Phú Quý (091130 )

Dầu bôi trơn và làm mát máy phát

Dầu bôi trơn máy nén

Sự bôi trơn và dầu bôi trơn

NỘI DUNG TRÌNH BÀY :

GAS

TURBINE

1 Sự bôi trơn và dầu bôi trơn

GIỚI THIỆU:

 Phần này là lần đầu tiên trong một

loạt bài về hệ thống dầu bôi trơn của tua bin khí Nó mô tả các hệ thống như là một hệ thống hoàn chỉnh

Dầu Bôi Trơn: Mục Đích Và Chức Năng

 Mục đích của hệ thống dầu bôi trơn trong tua bin khí là cung cấp dầu sạch và mát đến các bộ phận

Chức Năng: Giảm Ma Sát

 Khi lớp dầu được liên tục thì ma sát trong động cơ là ma sát của chất lỏng thay thế cho ma sát của các bề mặt kim loại với nhau

ví dụ: thực tế áp suất dầu sẽ nâng

trục lên khi ở trạng thái nghỉ.

 Khi trục quay, một lớp dầu sẽ giúp

chống lại các tác động vật lý lên ổ trục

 Dầu bôi trơn đóng vai trò như một

lớp đệm giữa các bộ phận chuyển

động Dầu:

- Ngăn chặn sự tiếp xúc giữa các bề

mặt kim loại kim loại

- giảm sự chấn động, ví dụ như chấn

động khi các răng của bánh răng vào

khớp

 Khi dầu đi qua động cơ, nó thu nhặt các tạp chất và mang nó theo vòng tuần hoàn của dầu đến bể chứa dầu Những tạp chất được loại bỏ ở bộ lọc dầu.

Chức năng: Hình thành lớp đệm kín

Dầu bôi trơn cũng được sử dụng để tạo thành lớp đệm kín

 Các đệm trục cơ khí được đặt giữa bộ phận chuyển động và đứng yên của động cơ

 Luôn có một khoảng không gian rất nhỏ tồn tại giữa 2 phần của bộ đệm Không gian này đôi khi được điền đầy với dầu bôi trơn

 Một màng dầu mỏng giữa các bề mặt đệm trục tạo thành một lớp

đệm cơ khí chống rò rỉ tốt hơn

 Để thực hiện các chức năng bôi trơn của dầu phải đáp ứng được các yêu cầu nhất định

 Nếu dầu bôi trơn có độ nhớt quá cao

thì nó không thể đi qua không gian nhỏ tại nơi mà có yêu cầu lưu lượng dòng

chảy

 Nếu dầu bôi trơn có độ nhớt không đủ thì lớp dầu sẽ làm hư các bộ phận

chuyển động một cách nhanh chóng

Yêu Cầu: Dầu Tổng Hợp

 Các yêu cầu về độ nhớt của dầu bôi trơn cho đông cơ tua bin khí thường được yêu cầu là dầu tổng hợp chất lượng cao.

 Dầu bôi trơn tổng hợp được sử dụng trong tua bin khí, nó phải đáp ứng được các thông số kỹ thuật của nhà sản xuất.

 Sau một khoảng thời gian dầu bôi trơn (tổng hợp từ dầu mỏ) sẽ bắt đầu phân huỷ.

 Vì thế để đảm bảo chất lượng của dầu bôi trơn, nó phải

được kiểm tra tạp chất định kì.

 Các tạp chất là dấu hiệu tốt để xem xét mức hao mòn của động cơ Các mẫu dầu được lấy từ vùng lắng đọng trong

bể chứa dầu bôi trơn Các mẫu dầu được chọn ra để thử

nghiệm.

 Mẫu được thử nghiệm bằng cách phân tích quang phổ của dầu.

 Quang phổ kế đo chất bẩn và mức độ bẩn của dầu

 Kết quả phân tích được sử dụng để giám sát độ mài mòn của các bộ phận chuyển trong tua bin Nó sẽ cho phép các nhà vận hành biết cách sửa chữa để tránh tốn kém hoặc mất mát thiết bị hay được bảo trì khi

có kết quả phân tích của dầu

 Hệ thống dầu bôi trơn: các quy trình sửa chữa

Yêu cầu: phân tích quang phổ

Các biện pháp bảo dưỡng:

 Khi bảo dưỡng hệ thống dầu bôi trơn nên dùng các biện pháp sau:

 Nếu dùng bơm tay để bảo dưỡng

dầu bôi trơn,sử dụng bơm đó cho

chỉ một dầu bôi trơn riêng biệt

 Không trộn lẫn dầu bôi trơn, việc

trộn lẫn làm giảm đặc tính của dầu

 Ghi lại số lượng dầu được bảo dưỡng

Các biện pháp bảo dưỡng:

 Mặc đồ bảo hộ thích hợp

và đeo găng tay vì tất cả các loại dầu bôi trơn chứa các thành phần gây kích ứng da

và có thể gây độc.

Hệ Thống Dầu Bôi Trơn: Vận Hành

 Dầu bôi trơn được trữ trong bể

chứa dầu

 Các bơm chính, bơm bổ sung hoặc

bơm chuẩn bị trước sẽ hút dầu lên từ

bể chứa dầu bôi trơn đến hệ thống

cần bôi trơn

 Van kiểm soát nhiệt độ điều chỉnh

nhiệt độ của dầu

 Dầu sau đó chảy từ bơm dầu lên

các bộ lọc dầu để loại bỏ các tạp

chất có trong dầu

 Sau khi đi qua bộ lọc, dầu chảy

vào ống góp

 Đồng hồ áp suất dầu, chỉ thị nhiệt độ, công tắc báo động và công tắc dừng điều chỉnh áp suất và nhiệt độ của dầu trong đường ống góp phân phối dầu

 Từ ống góp phân phôi dầu, dầu bôi trơn được phân phối cho tua bin các ổ trục rotor, bơm thuỷ lực, các ổ hãm động cơ và ổ bi máy phát

 Sau khi bôi trơn ổ đỡ và bánh răng, dầu bôi trơn được đưa trở về bể chứa

 Hệ thống bôi trơn sẽ hoạt động khác nhau tuỳ vào nhà sản xuất,

nhưng thành phần cơ bản giống nhau

Hệ Thống Dầu Bôi Trơn: Vận Hành

 Một hệ thống bôi trơn tua

bin khí cơ bản bao gồm các bộ

2 Các thiết bị làm mát và lọc dầu

Các bộ lọc giữ cho dầu luôn sạch bằng cách loại bỏ các cặn bẩn có trong dầu Nhưng nhiệt độ cũng có thể làm phân hủy dầu nhanh chóng

Vì vậy, nhiệt độ dầu phải luôn được kiểm soát cẩn thận nhờ các bộ làm mát dầu

Mục đich của các bộ lọc dầu là loại bỏ các thành phần thu được từ

dầu những phần này có thể kẹt lại trong vùng không gian khép kín giữa

Các bộ lọc dầu của động cơ tuabin khí có kích thước lọc rất nhỏ

(khoảng 1micro =10-6 m = 0.000039 inch)

Các bộ lọc dầu: Nhiệm vụ

Hệ thống dầu bôi trơn: Các nguồn cặn bẩn

 Các cặn bẩn có trong dầu

nguồn sau:

• Một lượng nhỏ Carbon sinh

dầu.

• Phần kim loại rơi ra do mài

• Cặn bẩn trong không khí đi

• Bụi bẩn và các phần tử bên

Hệ thống dầu bôi trơn: Các loại

Bộ lọc dầu dùng một lần thì nhỏ hơn bộ lọc lưới có thể làm sạch

Các bộ lọc dùng một lần có thể lọc các phần tử nhỏ khoảng 5

micro

Các bộ lọc dùng một lần thì dày nếp gấp hơn

 Khi sử dụng bộ lọc dầu 2 chiều thì

dòng chảy của dầu có thể được đổi

hướng sang bộ lọc thứ 2 và động cơ

không phải dừng lại khi thay bộ

phận

•Đồng hồ đo chênh lệch áp suất

•Công tắc báo động chênh lệch áp

Công suất của khoang lọc thì thay đổi tùy theo dòng chảy

của dầu m à tuabin khí yêu cầu.

Bộ lọc dầu nhận toàn bộ lượng dầu ra khỏi bộ làm mát dầu hoặc van bypass nhiệt.

Các ống của bộ lọc có một van xả đáy ở bên dưới và một

van xả hơi lắp ở bên trên.

Van xả đáy dùng để giam bớt áp suất bên trong khoang lọc

v à xả dầu ra ngoài.

Van xả hơi phải được mở hoàn toàn khi xả đáy và làm thông khoang lọc với bên ngo ài khi khoang lọc đầy dầu.

Bộ lọc dầu: Ghép một chiều

Bộ lọc dầu: hệ thống bảo vệ

Trong suốt quá trình hoạt động của tuabin khí, bộ lọc bị kẹt bởi các cặn bẩn có trong dầu

Khi điều này xảy ra, áp suất của dầu bôi trơn giữa bơm dầu và bộ lọc bắt đầu tăng lên và áp suất giữa

Bộ lọc dầu: ghép bộ loc 2 chiều

Hoạt động của hệ thống cũng

tương tự ngoại trừ việc hoạt động

của tuabin khí không bị dừng lại khi

thay thế các thành phần bị bẩn

Dòng dầu có thể chuyển sang

khoang lọc khác sạch hơn

Bộ lọc dầu 2 chiều có 2 khoang,

mỗi khoang chứa các bộ phận lọc có

thể thay thế được

Khoang lọc nhỏ hơn có thể chỉ

chứa môt bộ phận lọc trong khi

khoang lọc lớn hơn có thể chứa 9 bộ

phận lọc với 3 cụm, mỗi cụm 3 cái

 Nhiều hệ thống dầu bôi trơn thì ghép bộ lọc 2 chiều thay thế cho bộ lộc một chiều

Bộ lọc dầu: ghép bộ loc 2 chiều

 Mỗi lần lọc chỉ sử dụng một khoang lọc, van điều chỉnh tay sẽ định vị hướng đi của dầu vào khoang đó

 Dầu bôi trơn áp suất thấp đi vào một trong hai khoang qua một van chuyển đổi

 Vị trí này đảm bảo dòng dầu lớn nhất đi qua bộ lọc được chọn, nó

cũng bẫy dầu bôi trơn có áp suất thấp tại các thành phần bộ lọc bị tách ra khỏi hệ thống

 Tất cả áp suất trong các khoang không sử dụng phải được hút sạch trước khi mở

 Dòng dầu bôi trơn đã được lọc đi đến hộp phân phối dầu bôi trơn

 Các dụng cụ đo chênh áp được nối xuyên từ bộ lọc với block và các van xả hơi

 Một đường cân bằng giúp cân bằng áp suất khi bảo dưỡng

Bộ làm mát dầu: Nhiệm vụ và phân loại

 Mục đích của bộ làm mát

là đảm bảo dầu bôi trơn luôn

ở một nhiệt độ xác định

 Nhiệt độ xác định phải đảm bảo dưới độ chênh lệch phụ tải nhiệt mà được thay thế ở các chế độ vận hành

khác nhau

 Bộ làm mát dầu là một bộ trao đổi nhiệt Có 2 loại bộ

làm mát dầu là:

 Làm mát dầu bằng nước

 Làm mát dầu bằng không

khí

Bộ làm mát dầu: làm mát dầu bằng nước

Bộ trao đổi nhiệt truyền nhiệt từ dầu sang nước và giữ dầu ở một nhiệt

độ xác định.Bộ làm mát dầu yêu cầu phải hạn chế ít nhất hoạt động kiểm tra và bảo dưỡng.Nên kiểm tra chỗ rò rỉ của dầu và nước trong mỗi lần kiểm tra bảo dưỡng

Bộ làm mát dầu: Dòng chảy

Các bộ làm mát dầu có thể bị phá hỏng

bởi shock nhiệt, quá áp hoặc va đập thủy

lực

Shock nhiệt được ngăn chặn bằng cách

cho nước làm mát đi qua bộ làm mát dầu

trước khi dòng dầu nóng hoạt động

Nếu hệ thống làm mát dầu bị ngừng lại

khi bảo dưỡng hệ thống phải dần dần

được làm đầy bằng các môi chất như

không khí được nối thông với hệ thống

 Sự dao động của dòng môi chất khi

chảy qua các bộ làm mát có thể là

nguyên nhân gây ra các rung động làm

tổn hại hoặc rút ngắn tuổi thọ của các bộ

làm mát

Bộ làm mát dầu: bộ làm mát bằng không khí

Sự sắp xếp các van nhiệt và bộ làm mát dùng không khí

cũng giống như bộ l àm mát bằng nước Khác biệt chính ở đây

l à bộ trao đổi nhiệt thực tế giống nhau ở các cánh làm mát mà được d ùng cho động cơ piston được làm mát bằng nước.

Một bộ làm mát dầu bôi trơn dùng không khí giữ cho nhiệt

độ dầu bôi trơn ở trong giới hạn vận h ành bằng cách sử dụng

bộ trao đổi nhiệt dầu với không kh í dùng một quạt điện.

Trong suốt quá trình hoạt động bình thường của quạt dòng

không kh í đi từ dưới lên qua bộ làm mát.

Dầu bôi trơn đi vào bộ làm mát và chảy qua các ống dẫn

trong c ác cuộn tản nhiệt trước khi thoát ra khỏi bộ làm mát.

A và dầu sẽ đi tắt đến bộ làm mát.

Khi dầu tăng nhiệt độ, van điều chỉnh nhiệt độ bắt đầu mở cổng

C và đóng cổng B

Điều này làm đóng van bypass lại và đẩy dòng dầu qua bộ làm

mát

Bộ làm mát dầu: Hoạt động

Dầu từ bộ làm mát chảy qua van

điều chỉnh nhiệt độ đến bộ lọc dầu

Đồng hồ đo nhiệt độ được đặt ở

ngược chiều và cùng chiều với van

điều chỉnh nhiệt độ

Dấu hiệu đầu tiên của việc trục

trặc ở bộ làm mát là sự tăng áp suất

trong dầu

Dấu hiệu thứ hai về sự cố của bộ

làm mát dầu là báo động nhiệt độ

dầu tăng lên cao

 Vấn đề cuối cùng về sự cố là

nhiệt độ dầu vọt lên cao

3.Hệ thống Làm Mát Và Thông Gió

4 Dầu bôi trơn máy nén

 Hệ thống dầu bôi trơn cung cấp

chất bôi trơn để di chuyển đến các

dầu bôi trơn

 Bản chất sự bôi trơn của máy nén

Thành Phần Hệ Thống Dầu Bôi Trơn:

Bể chứa

Bơm

Bộ làm mát

Bộ lọc

Hệ thống điều khiển

Bể Chứa:

 Mục đích của bể chứa dầu là giữ dầu và cung cấp một cách an toàn dầu bôi trơn tới bơm dầu

Bơm Chính Và Bơm Bổ Sung :

 Nhiệm vụ của các bơm là

cung cấp áp lực để đẩy dầu

phải được bôi trơn để ngăn

chặn sự hư hại và hao mòn

trong suốt quá trình khởi

Bơm Chính Và Bơm Bổ Sung :

 Bơm bổ sung cũng cung cấp dầu bôi trơn để lấy nhiệt và cung cấp sự bôi trơn trong và sau khi tắt máy

 Bơm dự phòng được chạy

bằng nguồn điện điện xoay

chiều,tách biệt với bơm chính

và bơm bổ sung

Bộ Làm Mát Dầu:

Nhiệm vụ của các bộ làm mát dầu là lấy nhiệt đi khỏi dầu bôi trơn từ máy nén

Dầu mang nhiệt đi khỏi máy nén Nhiệt được loại bỏ khỏi dầu khi dầu đi đến bộ làm mát dầu

Bởi vì nhiệt có thể gây ra sự phân hủy dầu , nhiệt độ dầu phải được điều chỉnh cẩn thận bởi các

bộ điều chỉnh nhiệt độ tự động

Thường có 2 bộ làm mát để mà duy trì 1 cái làm việc còn cái kia bão dưỡng

Bộ Lọc Dầu :

Nhiệm vụ của bộ lọc dầu là tách những phần tử lơ lững trong dầu

Khi dầu lưu thông qua máy nén, nó tích tụ tạp chất và

mang nó ra khỏi dầu về bình chứa.

Bất kì tạp chất nào trong dầu đều được tách bởi hệ thống lọc vì thế chỉ còn dầu sạch luân chuyển trong máy nén

Bộ Lọc Và Làm Mát Dầu:

Các bộ lọc và làm mát dự phòng được cung cấp như một bộ đôi

Các bộ lọc được trang bị với 1

áp kế hoặc đồng hồ đo độ chênh áp suất để xác định độ chênh áp suất qua chúng

Độ chênh áp quá cao chứng tỏ tích tụ bẩn càng nhiều.Bộ lọc bị bẩn phải không được dùng nữa và dầu bôi trơn phải đi qua bộ lọc dự phòng

Việc mở thông bộ lọc dự phòng

là yêu cầu ưu tiên để thay thế bộ lọc bị nhiễm bẩn

Hệ Thống Điều Khiển :

 Bộ phận cuối cùng của hệ

thống dầu bôi trơn là hệ thống

điều khiển

 Hệ thống điều khiển dầu bôi

trơn có các cảm biến khác nhau

nếu mà hệ thống làm việc ngoài

giá trị xác định trước thi sẽ dừng

hoặc báo chuông

 Trên hình chi ra một số cảm

biến được dùng để kiểm soát áp

lực dầu,độ chênh áp qua bộ

lọc ,nhiệt độ dầu bôi trơn và

mức dầu trong bể chứa

Hệ Thống Chèn Kín Dầu: Các Bộ Phận

 Giống như hệ thống dầu bôi trơn, hệ thống chèn kín còn chứa bơm, bộ làm mát, bộ lọc,và hệ thống điều khiển

 Hệ thống dầu chèn kín cung cấp dầu chèn kín ở áp suất cao hơn áp

suất khí mà nó đang được chèn kín

Hệ Thống Chèn Kín Dầu: Chèn Kín

Kiểu Rối

 Một bộ chèn kín kiểu rối đặc biệt được dùng ở cuối đường xả của trục ,làm kín kiểu này cho phép một số khí(được gọi là khí đệm )rò rỉ Rò rỉ của khí đệm làm giảm áp suất chèn kín

 Áp suất khí bên ngoài bộ làm kín chỉ lớn hơn áp suất đầu hút không nhiều Khí rò rỉ được dẫn đến vùng làm kín ở cuối đầu hút máy nén

 Cùng áp suất dầu được áp dụng

ở đầu hút và đầu đẩy bộ chèn kín đây được gọi là áp suất chuẩn

Hệ Thống Chèn Kín Dầu: Bình Áp Suất

 Trục máy nén được nâng lên bởi ổ

bạc ở mỗi bên Các ổ bạc này phải

có dầu bôi trơn sạch

 Khí nén không được phép xì hở

vào dầu bôi trơn ổ bạc, cho nên áp

suất dầu chèn kín phải luôn cao

hơn áp suất dầu áp suất chuẩn

 Phương pháp sử dụng để chắc

rằng áp suất chèn kín suốt quá

trình tắt khẩn cấp là bình áp suất

 bình áp suất được điều áp bằng áp

suất chuẩn trong suốt quá trình

vận hành bình thường

 Thiết bị này cung cấp áp suất lỏng

và áp suất khí chuẩn

Hệ thống dầu chèn kín cho phép trộn

dầu chèn kín và khí.Hình bên cho thấy

một số dầu chèn kín chảy về phía khí và

một số đi hướng khác

Dầu không nhiễm bẩn chảy trở lại bình

chứa dầu mà xỉ hở qua bộ chèn kín bên

trong được trộn với khí và xả đến bình

xả

Dầu nhiễm bẩn phải tách riêng từ khí

trong bình xả và bình tách khí

Một lượng nhỏ dầu rò rỉ qua các bộ chèn

kín bên trong và bên ngoài.dầu mà rò

qua bộ chèn kín phía ngoài thì quay về

bình chứa

Hệ Thống Chèn Kín Dầu:Bình Khử Khí

5 Hệ thống dầu bôi trơn máy phát

Nhiệm vụ hệ thống dầu bôi trơn:

 Nhiệm vụ của hệ thống dầu bôi trơn

máy phát là cung cấp nguồn dầu bôi trơn sạch, mát, đáng tin cậy tới ổ đệm

kín máy phát

 Những đệm kín này được đặt ở cả hai đầu của trục quay

 Một hệ thống dầu bôi trơn đáng tin cậy sẽ quyết định cho sự vận hành

máy phát Nếu dầu bôi trơn cung cấp đến các đệm kín bị ngừng trong suốt

quá trình vận hành, các đệm kín và ổ trục quay sẽ bị hư hại nghiêm trọng.dầu bôi trơn phải được cung cấp đến đệm kín máy phát trước và trong suốt

quá trình khởi động, vận hành

 Đường ống

Hệ thống dầu bôi trơn: các bộ phận

 Các thành phần chính của hệ thống bôi trơn máy phát cũng như các hệ thống dầu bôi trơn tubin khí và hộp số thông tin các bộ phận này đã

được trình bày trong phần hệ thống dầu bôi trơn tubin khí Nhắc lại

Các thiết bị đo và báo hiệu:

 Trên hình chỉ ra các loại

đèn và thiết bị đo đặc trưng

liên quan đến hệ thống dầu

bôi trơn máy phát

 Một hệ thống dầu bôi trơn

máy được bảo vệ và điều