本發(fā)明涉及一種工業(yè)用油除氣系統(tǒng)(industrialoildegassingsystem)和工業(yè)機(jī)油的除氣方法。確切地說，本發(fā)明涉及一種從渦輪發(fā)電機(jī)的密封油中移除氣體的除氣系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

工業(yè)領(lǐng)域中通常使用氣體來冷卻機(jī)器，例如使用空氣或氫氣。對(duì)所述冷卻氣體施加壓力，以將所述氣體移動(dòng)通過所述機(jī)器。為了避免氣體泄漏，可提供機(jī)油，尤其是密封油。具體來講，在產(chǎn)生用于公共電網(wǎng)的高功率的渦輪發(fā)電機(jī)領(lǐng)域中，提供圍繞所述渦輪發(fā)電機(jī)軸的油密封，以維持所述渦輪發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫壓力。圍繞所述軸的密封油或油薄膜可避免氫氣脫離所述渦輪發(fā)電機(jī)。設(shè)計(jì)特定的密封油系統(tǒng)，以保證操作中密封油的可操作性。這些密封油系統(tǒng)需要滿足幾個(gè)功能，例如保持油壓稍稍高于所述渦輪發(fā)電機(jī)的氣壓，保持油溫以及保持油質(zhì)。所述密封油系統(tǒng)的其他功能包括適當(dāng)?shù)貙怏w側(cè)回流油從空氣側(cè)回流油分離出來、移除油霧、避免空氣和氣體的混合、遵循爆炸性環(huán)境的規(guī)定。移除積存氣體或空氣的過程稱作除氣。該操作在兩個(gè)單獨(dú)罐中執(zhí)行，以避免產(chǎn)生空氣與氫氣混合的爆炸性混合物。進(jìn)一步地，防止油沿所述渦輪發(fā)電機(jī)內(nèi)的軸流動(dòng)。渦輪發(fā)電機(jī)的共用密封油系統(tǒng)或油除氣系統(tǒng)包括從所述渦輪發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)端接收油的除氣罐、從非驅(qū)動(dòng)端接收油的另一個(gè)除氣罐、存在大氣開口端的除氣罐以及從所述三個(gè)罐接收油的真空罐。該密封油系統(tǒng)進(jìn)一步包括泵、去除油中熱量的冷卻器或熱交換器以及濾器或過濾器。所述密封油系統(tǒng)提供避免氫氣從所述渦輪發(fā)電機(jī)泄漏的所需的密封。潤(rùn)滑油提供到所述渦輪發(fā)電機(jī)的軸中。保持油壓稍稍高于氣壓。所述渦輪發(fā)電機(jī)內(nèi)的典型氣壓值是5巴，并且油壓一般比其高0.3至0.5巴。油供給至所述渦輪發(fā)電機(jī)的所述驅(qū)動(dòng)端以及非驅(qū)動(dòng)端，隨后，所述油分離到密封環(huán)的兩側(cè)，即空氣側(cè)和氣體側(cè)。來自驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端的氣體側(cè)的回油收集在兩個(gè)單獨(dú)的罐中，稱作除氣罐。這些除氣罐設(shè)計(jì)成承受高油壓的壓力罐。來自驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端的空氣側(cè)的回油經(jīng)由集管收集在另一個(gè)罐中。此現(xiàn)有技術(shù)示例中的另一個(gè)罐也設(shè)計(jì)成壓力容器并且借助吸風(fēng)機(jī)或泵保持在負(fù)壓下，以移除殘留空氣。提供包括另一個(gè)罐，所述罐包含真空并且通過泵保持持續(xù)真空。來自前述三個(gè)除氣罐中的油吸入所述真空罐中。去除油中的氣體的密封油系統(tǒng)具有與罐的數(shù)量相關(guān)的材料的大量成本，尤其是用于提供真空的罐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種簡(jiǎn)化的、節(jié)省成本的油除氣系統(tǒng)和一種油的工業(yè)除氣方法。本發(fā)明通過使用根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的一種油除氣系統(tǒng)和一種油的工業(yè)除氣方法解決。

本發(fā)明的進(jìn)一步示例在隨附權(quán)利要求書中公開。

在一個(gè)示例中，所述壓力罐所接收的油由渦輪發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)端入口和所述渦輪發(fā)電機(jī)的非驅(qū)動(dòng)端入口供給。術(shù)語(yǔ)“驅(qū)動(dòng)端(driveend)”和“非驅(qū)動(dòng)端(non-driveend)”指所述渦輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，并且是技術(shù)領(lǐng)域中常見的。所述入口是與所述渦輪發(fā)電機(jī)的油系統(tǒng)連接的管道。

在進(jìn)一步示例中，所述密封油罐所接收的油由來自所述驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端的另一個(gè)入口及所述壓力罐的出口供給。所述另一個(gè)入口從可能含空氣的所述渦輪發(fā)電機(jī)供油。所述壓力罐的出口將油供給至所述密封油罐，所述密封油罐中的油基本不含氫氣。

在另一個(gè)示例中，所述壓力罐具有相連的油霧分離器，油從所述相連的油霧分離器滴入所述壓力罐中，并且所述油霧分離器包括至少風(fēng)扇，所述風(fēng)扇在所述壓力罐內(nèi)產(chǎn)生壓力。

在進(jìn)一步示例中，所述壓力罐容納穿孔壁，用于減弱壓力罐的不同入口處的壓力。

在本發(fā)明另一個(gè)示例中，至少由溫度控制閥控制的冷卻器實(shí)現(xiàn)所述密封油罐內(nèi)的熱油和冷油的混合。這樣意味著可避免所述密封油罐內(nèi)因溫度差引起的不期望效果。

在另一個(gè)示例中，用于在除氣后回送油的管道配有虹吸管(siphon)。這些管道位于流動(dòng)方向上的所述密封油罐后面。所述虹吸管支持油流向所述渦輪發(fā)電機(jī)，以回送除氣油(thedegassedoil)。此外，所述驅(qū)動(dòng)端入口可通過虹吸管與所述非驅(qū)動(dòng)端入口連接，以支持減弱這些入口之間的壓力差。

在進(jìn)一步示例中，所述分離罐包括待除氣的氫氣，并且所述密封油罐含有待除氣的空氣。在所述分離罐中，主要移除油中的氫氣，在所述密封油罐中，主要移除油中的空氣。

本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種工業(yè)用油除氣方法，所述方法包括以下步驟：向壓力罐(4)施加壓力；將油供給至所述壓力罐(4)；將所述油從所述壓力罐(4)供給至具有大氣壓力的分離罐(6)；在所述分離罐(6)中將氣體與所述油分離；以及將除氣油供給至具有大氣壓力的密封油罐(8)。

所述方法還包括：通過渦輪發(fā)電機(jī)(25)的驅(qū)動(dòng)端入口(27)和所述渦輪發(fā)電機(jī)(25)的非驅(qū)動(dòng)端入口(29)將所述油供給至所述壓力罐(4)；將油從油霧分離器(7)滴入所述壓力罐(4)中，并且通過至少所述油霧分離器(7)處的風(fēng)扇在所述壓力罐(4)中產(chǎn)生壓力；通過所包括的穿孔壁來減弱所述壓力罐(4)內(nèi)的所述壓力。

附圖說明

從對(duì)所述油除氣系統(tǒng)和油除氣方法的優(yōu)選但非唯一性實(shí)施例的描述中可明顯地了解進(jìn)一步的特征和優(yōu)勢(shì)，所述實(shí)施例通過附圖中非限制性示例進(jìn)行說明，在附圖中：

圖1展示了工業(yè)除氣系統(tǒng)的一個(gè)示例的方框圖，所述工業(yè)除氣系統(tǒng)具有從渦輪發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端接收機(jī)油的壓力罐、具有從油中移除氣體的油霧分離器的分離罐以及具有另一個(gè)油霧分離器的大氣壓力的密封油罐；

圖2展示了工業(yè)除氣系統(tǒng)的另一個(gè)示例的方框圖，所述工業(yè)除氣系統(tǒng)具有額外的冷卻器、溫度控制閥、濾器和分配給所述密封油罐的兩個(gè)控制閥。

具體實(shí)施方式

圖1示出工業(yè)油除氣系統(tǒng)1的一個(gè)示例的方框圖，所述工業(yè)油除氣系統(tǒng)用于去除機(jī)油中的氣體。油除氣系統(tǒng)1可用于冷卻氣體污染工業(yè)用油的工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用的集管。此處，油除氣系統(tǒng)1在氣冷式渦輪發(fā)電機(jī)(gas-cooledturbogenerator)25的背景下進(jìn)行描述。用于冷卻渦輪發(fā)電機(jī)25的氣體優(yōu)選為氫氣。為了防止氣體逃逸并且因此保持氫氣壓，圍繞渦輪發(fā)電機(jī)25的軸提供特定的密封油或油。圖1右處的壓力罐4從渦輪發(fā)電機(jī)25，更確切地說，從渦輪發(fā)電機(jī)25的驅(qū)動(dòng)端和相對(duì)的非驅(qū)動(dòng)端接收含氣體的密封油。壓力罐4包含的壓力高于環(huán)境中的壓力。所述密封油通過驅(qū)動(dòng)端入口27和非驅(qū)動(dòng)端入口29引入到壓力罐4。兩個(gè)入口間的可能的壓力差被抵消(nullified)。例如，這在壓力罐4中通過壓力罐4內(nèi)的穿孔壁完成?？蛇x地，壓力罐4可設(shè)計(jì)成設(shè)有虹吸管(未示出)，所述虹吸管從驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端連接回流管道或?qū)Ч?。所述密封油從壓力?經(jīng)由導(dǎo)管投入/供給至靠近壓力罐4的分離罐6或蒸餾罐(stillingtank)。分離罐6內(nèi)的壓力低于壓力罐4內(nèi)的壓力、且近似于大氣壓力。這與常規(guī)系統(tǒng)不同，在常規(guī)系統(tǒng)中，兩個(gè)罐都設(shè)計(jì)成在其中產(chǎn)生并維持壓力的壓力罐。由于壓力差的原因，所以不需要進(jìn)一步的方法即可將所述油從壓力罐4輸送至分離罐6。憑借壓力罐4與分離罐6之間的壓力差，沒有油會(huì)流回到壓力罐4。此外，可選地，壓力罐4和分離罐6可布置成具有高度差，以補(bǔ)充油的自然流動(dòng)。分離罐6具有所分配的油霧分離器7，所述油霧分離器移除溶解在油中的氣體。油霧分離器7可設(shè)計(jì)成基于已知濾器的裝置，所述裝置至少使用風(fēng)扇在油霧分離器7內(nèi)產(chǎn)生小負(fù)壓。分離罐6和油霧分離器7形成功能性整體。除氣油從分離罐6輸送至密封油罐8。密封油罐8是用于儲(chǔ)存渦輪發(fā)電機(jī)25的在特定時(shí)間未使用的油的主罐。與含有真空的常規(guī)罐相反，密封油罐8不含壓力，而是大約為大氣壓力。當(dāng)油從密封油罐8取出時(shí)，密封油罐8中隨后出現(xiàn)質(zhì)量缺失。持續(xù)從密封油罐8中取出一定質(zhì)量的油。需要該質(zhì)量的油來密封從密封油罐8泵送的渦輪發(fā)電機(jī)25的軸。從密封油罐8中取出的值一般為每分鐘360-6001。由于密封油罐8和分離罐6處于相同壓力下、并且從密封油罐8中取出了所述質(zhì)量的油，所以密封油罐8中的油位(oillevel)下降。這種下降或質(zhì)量缺失(massdeficit)又驅(qū)使油從分離罐6被夾帶(entrainment)到密封油罐8。密封油罐8與分離罐6之間的質(zhì)量平衡(massbalance)使油從分離罐6帶(entrains)至密封油罐8。分離罐6和密封油罐8保持相同的油位。只要分配給油除氣系統(tǒng)1的泵(未示出)在運(yùn)轉(zhuǎn)中并且油被泵送至渦輪發(fā)電機(jī)25，那么就不可能出現(xiàn)油反向流動(dòng)。密封油罐8中的質(zhì)量缺失避免油從分離罐6快速流至渦輪發(fā)電機(jī)25。油直接和快速地流向渦輪發(fā)電機(jī)25導(dǎo)致受到在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)25泛濫的氣體和油的污染。密封油罐8配置有另一個(gè)油霧分離器9，以進(jìn)一步將氣體與油分離。油霧分離器9可設(shè)計(jì)成基于濾器的裝置，所述裝置至少使用風(fēng)扇在油霧分離器9內(nèi)產(chǎn)生小的負(fù)壓。除氣油又從油霧分離器9供給至渦輪發(fā)電機(jī)25。

圖2展示了類似于上述示例的工業(yè)用油除氣系統(tǒng)1另一個(gè)示例的方框圖。此處，渦輪發(fā)電機(jī)25以示意方式示出，所述渦輪發(fā)電機(jī)具有軸、驅(qū)動(dòng)端入口27以及在渦輪發(fā)電機(jī)25的相對(duì)端處的非驅(qū)動(dòng)端入口29。另一個(gè)入口30將從驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端回流的油直接供給至密封油罐8。來自入口30的此回流油可能含有霧，也就是，夾帶氣泡的油。含氫氣的油通過驅(qū)動(dòng)端入口27和非驅(qū)動(dòng)入口29供給至壓力罐4。壓力罐4內(nèi)具有壓力。壓力罐4的主要功能是收集從驅(qū)動(dòng)端入口27和非驅(qū)動(dòng)端入口29回流的油，以及消除這些入口27和29之間的任何壓力差。左側(cè)的驅(qū)動(dòng)端入口27的管道分成兩條通路，以將油供給至壓力罐4。如表示輸送密封油的導(dǎo)管的帶箭頭線所示，油從壓力罐4供應(yīng)到分離罐6。壓力罐4的壓力高于分離罐6的壓力。分離罐6配置有油霧分離器7，以幫助氣體從密封油中分離。分離罐6保持油幾分鐘，保持至少自然油除氣所需的保留期。除氣油從分離罐6導(dǎo)入至油霧分離器7。氣體，尤其是氫氣，從油霧分離器7排至大氣中。除氣油(degassedoil)從油霧分離器7通過滴管(dripconduct)17回流至分離罐6。如虛線所示，所述密封油從油霧分離器7滴入分離罐6中。之后，除氣油從分離罐6流至密封油罐8，所述密封油罐是保存所述密封油的主罐。從收集所述除氣油的分離罐6的底部提取來自分離罐6的油。在不使用額外方法驅(qū)使所述密封油的情況下，密封油通過自然流動(dòng)流至密封油罐8。將分離罐6與密封油罐8連接的管道起到油互鎖(oilinterlock)的作用。該管道含有作為鎖定裝置的一定量的油，以便來自密封油罐8的空氣不會(huì)流至分離罐6。所述油在密封油罐8內(nèi)沉積幾分鐘。密封油罐8不具有壓力，但具有大氣壓力。密封油罐8配有油霧分離器9，所述油霧分離器額外地去除油中的氣體。氣體，尤其是氫氣，從油霧分離器9排至大氣中。如圖2所示，所述除氣油通過滴管18滴回密封油罐8。密封油罐8內(nèi)的所述密封油具有不同溫度。主要出于此原因，兩個(gè)冷卻器14布置在密封油罐8附近，以冷卻具有較高溫度的密封油。冷卻過程由溫度控制閥22來控制。溫度控制閥22將供給油的溫度保持在恒溫下，例如，45℃。溫度控制由溫度控制閥22通過將來自冷卻器14的冷油與來自密封油罐8的熱油混合來執(zhí)行。所述密封油從密封油罐8流至渦輪發(fā)電機(jī)25的驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端。在一個(gè)選擇中，回流油經(jīng)由濾器(strainer)19，以過濾所述密封油。所述油從濾器19傳送至驅(qū)動(dòng)端，并且在分支管中通過并行布置的兩個(gè)冗余控制閥16輸回到密封油罐8。過量的油通過閥16返回至密封油罐8。控制閥16調(diào)節(jié)油供給壓力。供給至驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端的油維持在約0.5巴(bar)的壓力。在進(jìn)一步的選擇中，將油傳送至驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端的管道或?qū)Ч芘溆泻缥?。作為油除氣系統(tǒng)1的主要部件的壓力罐4、分離罐6和密封油罐8可布置在不同高度。隨后，分離罐6位于比密封油罐8高的高度，并且壓力罐4位于比分離罐6高的高度。該措施旨在補(bǔ)充接收自然流的罐4、6、8之間的自然流動(dòng)。由于通過配置的泵進(jìn)行油的泵送引起的質(zhì)量平衡，油從壓力罐4和分離罐6帶至密封油罐8。

盡管已經(jīng)參考本發(fā)明的示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員明顯的是，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可做出各種改變并且可以用等效物。已經(jīng)出于說明和描述的目的提供以上本發(fā)明多個(gè)方面的描述。該說明并不旨在窮盡性或?qū)⒈景l(fā)明限制為所公開的精確形式，并且鑒于上述教示的情況下可能做出修改和變化或可從本發(fā)明的實(shí)踐中獲得該修改和變化。所選和所述的實(shí)施例用于解釋本發(fā)明的原理及實(shí)踐應(yīng)用，以使所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將本發(fā)明用于適于所考慮的實(shí)際使用的多個(gè)實(shí)施例。本發(fā)明的范圍旨在受隨附權(quán)利要求書和其等效物限定。

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