王軍

（哈爾濱汽輪機有限責任公司，哈爾濱150046）

0 引言

汽輪機主油箱的主要作用是儲存一定的油量以保證一定時間內(nèi)潤滑油系統(tǒng)的供油量，對汽輪機各處的潤滑油及回油進行匯集和分配，同時將油中的水汽和回油中攜帶的氣體通過油箱排煙風機排出廠房外。主油箱接有油凈化裝置，進一步處理油中的雜質(zhì)以保證油的質(zhì)量。啟動油泵、交流潤滑油泵、直流油泵都接在主油箱上，通過主油箱提供可靠地進油，保證系統(tǒng)有連續(xù)不斷的供油，維持機組的安全運行；此外，通過主油箱便于添加補充系統(tǒng)需要的潤滑油。主油箱內(nèi)部正常運行時的液位、低報警液位、設(shè)備吸油口高度、電加熱器的安裝高度都要考慮液位—容積的關(guān)系。因為在機組運行期間主油箱的油量會有損耗，如果油量不足，不能保證潤滑油系統(tǒng)的用油量，會使軸承達不到潤滑效果，造成磨瓦、燒瓦、轉(zhuǎn)子軸頸損壞，轉(zhuǎn)子彎曲等嚴重后果。為了保證主油箱可靠運行，在一定時間內(nèi)有一定的安全油量，在設(shè)計過程中繪制液位—容積曲線是非常必要的。

1 曲線的繪制

主油箱有筒形和方形，屬壓力容器，一般取筒形結(jié)構(gòu)較好。方形的結(jié)構(gòu)也比較簡單，運用較少，所以我們此處僅分析圓筒形油箱的液位—容積曲線。筒形結(jié)構(gòu)的主油箱主要由一個筒體和兩端各一個橢球形的封頭構(gòu)成。為了繪制主油箱液位—容積曲線，我們首先必須推導出一個液位高度和油箱內(nèi)液體體積之間關(guān)系的公式。

2 計算公式的推導

假設(shè)某主油箱圓筒體或橢圓形封頭內(nèi)半徑為R，圓筒體長度（包括封頭直邊高度）為L；橢圓短軸長為J，X、Y分別為圓任意一點的坐標，V為油箱內(nèi)液面的體積，H為油箱內(nèi)液面的高度。

1）筒體內(nèi)液體體積計算（圖1）。

圖1 主油箱筒體示意圖

筒體截面：X2+Y2=R2，故 ：X=（R2-Y2）1/2。

因此液面高度為H時筒體內(nèi)液體的體積：

2）橢球封頭內(nèi)液體體積計算（圖2）。

嚴格來說，主油箱的封頭結(jié)構(gòu)為碟形結(jié)構(gòu)。經(jīng)過作圖模擬，把此封頭近似看成橢球形封頭，誤差是很小的。

圖2 橢球封頭示意圖

因此當容器內(nèi)的液面高度為H時，封頭內(nèi)液體的體積：

以上推導出了H、V之間關(guān)系的公式，當液位高度H取不同高度時，這樣就會得到對應(yīng)的容積V，利用EXCEL就能繪制主油箱液位—容積曲線。例如取R=1.8m，L=9.577 m，J=0.698 m，得到如圖3所示的曲線。

圖3 主油箱液位—容積曲線

3 結(jié)語

主油箱是機組油循環(huán)系統(tǒng)的重要設(shè)備，油位是油循環(huán)系統(tǒng)的重要參數(shù)。油箱油位狀況直接關(guān)聯(lián)著油循環(huán)系統(tǒng)的正常運行，異常的油循環(huán)系統(tǒng)運行直接關(guān)系到機組的正常運行，就會出現(xiàn)事故。進行汽輪機主油箱液位—容積曲線的繪制是非常必要的，通過研究分析并繪制曲線能更好的監(jiān)測油箱的儲油量，以便及時補充潤滑油，降低事故的發(fā)生率。