超声波在汽轮机油净化器中的应用

　　引言

　　发电厂的发电主设备汽轮机由于其转子庞大,所以主轴的支撑和润滑只能采用动压支撑。而油净化器恰恰是提供动压介质—油液的设备,它负责汽轮机油的除水、除杂质和降温等。对于动压支撑来讲,油液中杂质的危害是非常致命的,因为动压支撑的动压油膜一般都在十几个微米,很小的杂质都会破坏油膜,致使汽轮机转子轴承和轴套因摩擦而烧毁,造成重大事故。所以发电厂对汽轮机油的清洁度一惯重视,对杂质的颗粒度有严格要求,粗滤不超过25μm,精滤不超过5μm。由于我国科技人员的不断努力,过滤精度问题早已解决,用精细的滤网挡住杂质即可实现,但同时又带来了堵塞问题,以前解决的办法是用差压报警,即当网眼堵塞到一定程度引起滤网两边的压力升高时,及时换掉滤网。对于精滤也采用过反冲洗的方法,但都不能解决实时在线清除堵塞和排渣的难题。反冲洗的复杂性又增加了其故障率,特别是用了几天后,故障频繁,难以实用。

　　1 油净化器的工作原理

　　如图1所示,首先油液从油箱7经过流量控制阀6流入油净化器,由于油箱的位置通常是在二层,比油净化器的位置高近3m,所以油液可自行流入油净化器。为了防止流入过量的油液使油净化器外溢,所以在油净化器的进油口加装了浮球阀组8,用以控制液面高度。然后,油液流入粗滤网1,进行第一次过滤,它可以滤除90%以上的杂质和铁锈(25μm)。也是油净化的最重要、最有效杂质过滤部件。由粗滤网下来的油液,象下雨一样滴在倾斜板上,这样可以把油中的气泡和水析出。由于油液的静压作用,使油液通过滤水网2,滤水网是特殊化纤材料组成的,它使油液通过,阻隔油液中的水分,即过油不过水。因为油中水的危害也是致命的。经过滤水网出来的油既不含水分也不含25μm杂质。由于精过滤器可以滤除剩下的10%的5μm的杂质,导致了阻力的增加,所以需用低压输油泵3来增压,精滤过后的油液经止回阀5回油箱,依次循环。

　　在新油净化器刚开始投入运行时,由于滤网都是新的,尚能满足实际要求,但随着时间的推移,滤渣越积越多,又没有除渣措施,粗滤网的网眼开始堵塞,致使供油不足、油液漫出腔外,以及液压泵吸空,造成整个油液管路进入空气,致使汽轮机轴产生气蚀、气穴等危害。在线清洗粗滤网为其提供很好的解决办法。

　　2 超声波除垢的工作原理

　　超声波除垢的基本工作原理是将工频交流电通过场效应管的开关作用转换成达到超声波频率的高频交流信号(如图2所示),即产生高于20 kHz频率的震荡信号,并进行电功率放大后,经超声波换能器(震头)的逆压电效应转换成高频机械振动能量,通过清洗油液中的声辐射,使超声波在油液中疏密相间地向前辐射,使液体振动而产生无数微小气泡。这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长,并在正压区迅速闭合,这种现象称为“空化效应”。在气泡的闭合过程中可形成超过1000个标准大气压的瞬间高压,连续不断的瞬间高压就象一连串的小爆炸不断地冲击物件表面,使物件表面及缝隙中的污垢迅速剥落,从而达到物件表面净化的目的。