电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统及过滤方法与流程

1.本技术属于火力发电设备供热节能技术领域，尤其涉及一种电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统及过滤方法。


背景技术：

2.目前我国在运行的火力发电汽轮机机组，包括燃油、燃气和燃煤等汽轮机组电厂用矿物涡轮机油，包括：#32、#34润滑机油；作为汽轮机轴瓦的专用润滑油，完全与汽轮机组的运行稳定性和可靠性挂钩，一直是机组安全稳定运行的重要保障。
3.电厂用矿物涡轮机油作为润滑油中的一种专用品种，其化学组成极其复杂，其主要污染介质成分主要有颗粒物，包括金属粉末、碳化颗粒等机械杂质；水分包括乳状水和流离水分子等，还有多种化学成分复杂的添加剂消耗后产生的化合物胶化油，还有汽轮机的滑动轴承部位运行温度高，润滑油出现高温碳化成分。其中，油中的水与抗磨剂、抗氧化剂等发生化学反应，产生氧化产物和油泥，形成胶状油团，导致润滑油黏度降低，使基础油在高温环境劣化过程加速；另外，油中的水与油会形成稳定的混合包融状态即乳化，且不会沉淀到油箱底部，油品长时间的乳化很容易引起润滑油的氧化变质和失效。
4.目前运行的在线滤油机设备，均采用更换滤芯清除颗粒物和水份的工艺装备。该装备的运行流程包括：原油粗滤、精滤、加热破乳、聚结膜分离水分子、加热后负压真空脱水、分离膜出油、冷却降温、保安滤网隔离输送润滑油这一工艺流程，能够达到的技术指标为：滤油精度≤sae as4059f，累计计数，8级标准、抗乳化性≤30(54℃)/min，酸值≤0.3mgkoh/g，水分含量≤100mg/l。正常运行情况，设备前置精滤网精度≤5μm，后置聚结脱水膜≤3μm精度滤网，使用寿命最长5000小时，但是在汽轮机计划检修或周期大修时，润滑油会出现大量参杂颗粒物、水份和油泥沉淀物等，滤网使用寿命加急剧下降到1小时。随着滤芯更换频次大幅上升，额外增加了人力、物力和时间成本。而且更换下来的滤芯是不可再生危废物资，需要特别保存、特别处理，日常运行成本非常高且危害环保。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本技术实施例提供了一种电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统及过滤方法，打破原子膜滤芯不能持续滤油的技术瓶颈，所述技术方案如下：
6.本技术第一方面提供一种电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统，包括热油泵、浓缩油分离舱、过滤总成及滤后净油储存舱：所述热油泵与油站原油输出管道连接，用于向所述系统内输送原油；所述浓缩油分离舱与所述热油泵连接，用于将所述原油分离并输出轻质原油；所述过滤总成包括依次连接且联通的浓缩油上循环舱、原子分离膜滤芯舱和浓缩油下循环舱，所述浓缩油上循环舱与所述浓缩油分离舱连接，所述轻质原油进入所述浓缩油上循环舱后经由所述原子分离膜滤芯舱错流过滤后进入所述浓缩油下循环舱，所述浓缩油下循环舱与所述油站原油输出管道连接，以将滤后净油输送至所述系统内实现循环过滤；所述滤后净油储存舱的两端均与所述原子分离膜滤芯舱连接形成闭环回路，以
对所述原子分离膜滤芯舱进行反冲洗。
7.例如，在一个实施例提供的所述电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统中，所述浓缩油分离舱包括上层轻质原油聚集空间和下层浓缩残夜聚集空间，在所述上层轻质原油聚集空间的外壁设有原油进油口，用于与所述热油泵连接，在所述上层轻质原油聚集空间的顶部设有轻质原油出油口，用于与所述浓缩油上循环舱连接。
8.例如，在一个实施例提供的所述电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统中，在所述下层浓缩残夜聚集空间内设有数个折板碟片，以将进入所述浓缩油分离舱的原油进行分离，在所述下层浓缩残夜聚集空间底部设有浓缩原油输出残液排放口，用于排放囤积在所述浓缩油分离舱底部的浓缩杂质和水分。
9.例如，在一个实施例提供的所述电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统中，在所述滤后净油储存舱的两端分别设有滤后净油入口和滤后净油出口，所述滤后净油入口与所述原子分离膜滤芯舱连接，经所述原子分离膜滤芯舱过滤后的滤后净油通过所述滤后净油入口进入所述滤后净油储存舱后从所述滤后净油出口流出。
10.例如，在一个实施例提供的所述电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统中，滤后净油从所述滤后净油出口流出后分流为三路，分别为第一管路、第二管路和第三管路，所述第一管路与所述原子分离膜滤芯舱连接，以对所述原子分离膜滤芯舱进行反冲洗，所述第二管路与油站油箱连接，用于收集及存储滤后净油，所述第三管路用于滤后净油取样。
11.例如，在一个实施例提供的所述电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统中，所述滤后净油入口还与反冲洗仪用气源输入装置和反冲洗气体排放装置连接。
12.例如，在一个实施例提供的所述电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统中，所述原子分离膜滤芯舱由一个或多个精密原子分离膜滤芯组成。
13.例如，在一个实施例提供的所述电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统中，所述原子分离膜滤芯为超滤等级多孔错流滤芯。
14.本技术第二方面提供一种电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤方法，包括如下步骤：
15.s1开启所述油站原油输出管道上的阀门，油站原油储油箱的原油输出，进入所述热油泵，所述热油泵将原油泵入所述浓缩油分离舱并注满，直至所述浓缩油分离舱压力达到0.4mpa；
16.s2开启所述浓缩油分离舱的轻质原油出油口处阀门，轻质原油进入所述过滤总成并注满，直至所述浓缩油上循环舱、所述原子分离膜滤芯舱和所述浓缩油下循环舱内压力均达到0.4mpa；
17.s3部分滤后净油从所述浓缩油下循环舱流出并流入所述油站原油输出管道，再进入所述热油泵，实现循环过滤；部分滤后净油从所述原子分离膜滤芯舱流出并流入所述滤后净油储存舱；
18.s4开启所述第二管路上的阀门，存储在所述滤后净油储存舱的滤后净油通过管路流入所述油站油箱。
19.例如，在一个实施例提供的所述电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤方法中，还包括反冲洗工艺，所述反冲洗工艺包括如下步骤：
20.步骤一：关闭所述原子分离膜滤芯舱与所述滤后净油储存舱端部的滤后净油入口相连接的阀门，关闭所述第二管路和所述第三管路上的阀门；
21.步骤二：开启所述第一管路上的阀门，以使所述滤后净油储存舱的滤后净油流入所述原子分离膜滤芯舱；
22.步骤三：关闭所述滤后净油入口与所述反冲洗气体排放装置连接的阀门，开启所述滤后净油入口与所述反冲洗仪用气源输入装置连接的阀门；
23.步骤四：0.4mpa反冲洗仪用压缩空气进入所述滤后净油储存舱并将所述滤后净油储存舱内的滤后净油通过所述第一管路压入所述原子分离膜滤芯舱，并在压力作用下将所述滤后净油反向压入所述系统的循环管路中，完成饱和压差反冲洗；
24.步骤五：关闭所述滤后净油入口与所述反冲洗仪用气源输入装置连接的阀门，开启所述滤后净油入口与所述反冲洗气体排放装置连接的阀门，排空所述滤后净油储存舱中的气体；直至所述滤后净油储存舱中再次注满滤后净油；
25.步骤六：关闭所述第一管路上的阀门，开启所述原子分离膜滤芯舱与所述滤后净油储存舱端部的滤后净油入口相连接的阀门和所述第二管路上的阀门继续运行。
26.本技术的电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统及过滤方法所带来的有益效果为：本技术的过滤系统为基于电厂用矿物涡轮机油在0.4mpa密封容器内，通过原子分离膜滤芯进行高效错流过滤，在一个密封的滤油系统中，通过各个罐体的空气排放阀，将内部空间完全注满介质使之在0.4mpa状态，以热油泵额定流量循环流动错流过滤的工艺流程，可以进行错流过滤润滑油，滤芯连续工作时间≥25000小时，滤油精度≤sae as4059f(累计计数)5级，抗乳化性≤3(54℃)/min，酸值≤0.3mgkoh/g，水分含量≤40mg/l，打破原子膜滤芯不能持续滤油的技术瓶颈。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本技术的电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统流程图；
29.图2是本技术的电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统立体图。
30.附图标记：100-热油泵，110-第一控制阀，200-浓缩油分离舱，210-上层轻质原油聚集空间，220-下层浓缩残夜聚集空间，221-折板碟片，230-原油进油口，240-轻质原油出油口，241-轻质原油输出控制阀，250-浓缩原油输出残液排放口，251-浓缩原油输出残液排放阀，300-过滤总成，310-浓缩油上循环舱，320-原子分离膜滤芯舱，321-原子分离膜滤芯舱滤后净油输出阀，322-反冲洗输入阀，330-浓缩油下循环舱，331-浓缩油下循环舱滤后净油输出阀，400-滤后净油储存舱，410-滤后净油入口，420-滤后净油出口，430-第一管路，440-第二管路，441-滤后净油输出油站控制阀，450-第三管路，451-滤后净油取样阀，500-油站原油储油箱，510-油站原油输出管道，520-油站原油输出阀，600-油站油箱，710-反冲洗仪用气源输入装置，711-反冲洗仪用气源输入阀，720-反冲洗气体排放装置，721-反冲洗气体排放阀。
具体实施方式
31.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
33.本技术第一方面提供一种电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统，如图1-2所示，包括热油泵100、浓缩油分离舱200、过滤总成300及滤后净油储存舱400：所述热油泵100与油站原油输出管道510连接，用于向所述系统内输送原油；所述浓缩油分离舱200与所述热油泵100连接，用于将所述原油分离并输出轻质原油；所述过滤总成300包括依次连接且联通的浓缩油上循环舱310、原子分离膜滤芯舱320和浓缩油下循环舱330，所述浓缩油上循环舱310与所述浓缩油分离舱200连接，所述轻质原油进入所述浓缩油上循环舱310后经由所述原子分离膜滤芯舱320错流过滤后进入所述浓缩油下循环舱330，所述浓缩油下循环舱330与所述油站原油输出管道510连接，以将滤后净油输送至所述系统内实现循环过滤；所述滤后净油储存舱400的两端均与所述原子分离膜滤芯舱320连接形成闭环回路，以对所述原子分离膜滤芯舱320进行反冲洗。
34.其中，所述油站原油输出管道510与油站原油储油箱500连接，在所述油站原油输出管道510上设有油站原油输出阀511，所述油站原油输出阀511用于控制原油向本系统输出，在所述浓缩油下循环舱330与所述油站原油输出管道510连接的管路上设有浓缩油下循环舱滤后净油输出阀331，用于控制所述浓缩油下循环舱330内的滤后净油向本系统输出；所述热油泵100为≥600l/min≥0.4mpa热油泵；所述浓缩油上循环舱310与所述浓缩油下循环舱330是所述原子膜滤芯单元结构的一部分，浓缩油上循环舱310与浓缩油下循环舱330通过原子膜滤芯舱320的滤芯通道联通在一起，主要功能是减缓原子膜滤芯通道中浓缩油流速波动；所述原子膜滤芯舱320是装载原子膜滤芯结构的滤后净油过度储存舱体，主要功能是原油通过滤芯错流过滤时产生的净油首先在这个仓体内储存，直至仓体内注满后经原子分离膜滤芯舱滤后净油输出阀321进入滤后净油储存仓400中，直至注满；所述原子膜滤芯舱320内装载的原子膜滤芯数量与滤后净油输出效率相关，一般可按照≤122根配置。
35.根据上述实施例，本技术的电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统，为基于电厂用矿物涡轮机油在0.4mpa密封容器内，通过原子分离膜滤芯进行高效错流过滤，在一个密封的滤油系统中，通过各个罐体的空气排放阀，将内部空间完全注满介质使之在0.4mpa状态，以热油泵额定流量循环流动错流过滤的工艺流程，可以进行错流过滤润滑油，滤芯连续工作时间≥25000小时，滤油精度≤sae as4059f(累计计数)5级，抗乳化性≤3(54
℃)/min，酸值≤0.3mgkoh/g，水分含量≤40mg/l，打破原子膜滤芯不能持续滤油的技术瓶颈。
36.例如，在一个实施例提供的所述电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统中，如图1-2所示，所述浓缩油分离舱200包括上层轻质原油聚集空间210和下层浓缩残夜聚集空间220，在所述上层轻质原油聚集空间210的外壁设有原油进油口230，用于与所述热油泵100连接，在所述上层轻质原油聚集空210间的顶部设有轻质原油出油口240，用于与所述浓缩油上循环舱310连接。其中，浓缩油分离舱400的舱内部结构分为无隔板的上下两层空间，上层是轻质原油聚集空间，下层是浓缩残夜聚集空间。
37.其中，在所述原油进油口230与所述热油泵100连接的管路上设有热油泵原油控制阀110，用于控制所述热油泵100向所述浓缩油分离舱200内泵入原油；在所述轻质原油出油口240与所述浓缩油上循环舱310连接的管路上设有轻质原油输出控制阀241，用于控制分离出的轻质原油输入所述浓缩油上循环舱310内。
38.例如，在一个实施例提供的所述电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统中，如图1-2所示，在所述下层浓缩残夜聚集空间220内设有数个折板碟片221，以将进入所述浓缩油分离舱200的原油进行分离，在所述下层浓缩残夜聚集空间230底部设有浓缩原油输出残液排放口250，用于排放囤积在所述浓缩油分离舱200底部的浓缩杂质和水分。其中，在循环错流过滤过程中，热油泵100将油站的原油在上层轻质原油聚集空210的舱体侧壁偏离中心点注入，原油在注入时形成旋流进入浓缩油分离舱200内，旋流中间部位的原油是密度相对较小的介质，通过下层浓缩残夜聚集空间220内的折板碟片221外径间隙下行至舱体下层空间，轻质原油会通过折板碟片221中间的通道上行至舱体上层空间，直至浓缩油分离舱200舱内空间注满；上层轻质原油聚集空间210的原油通过轻质原油出油口240排出的原油是相对密度较小的介质，从轻质原油出油口240排出的原油输入浓缩原油上循环舱310，经过原子分离膜滤芯舱320进入浓缩油下循环舱330，通过浓缩油下循环舱滤后净油输出阀331进入油站原油输出管道510形成原油循环过滤工作流程。
39.其中，在所述浓缩原油输出残液排放口250设有浓缩原油输出残液排放阀251，用于控制排放囤积在所述浓缩油分离舱200底部的浓缩杂质和水分。
40.例如，在一个实施例提供的所述电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统中，如图1-2所示，在所述滤后净油储存舱400的两端分别设有滤后净油入口410和滤后净油出口420，所述滤后净油入口410与所述原子分离膜滤芯舱320连接，经所述原子分离膜滤芯舱320过滤后的滤后净油通过所述滤后净油入口410进入所述滤后净油储存舱400后从所述滤后净油出口420流出。
41.其中，在所述滤后净油入口410与所述原子分离膜滤芯舱320连接的管路上设有原子分离膜滤芯舱滤后净油输出阀321，用于控制所述原子分离膜滤芯舱320内的滤后净油输入到所述滤后净油储存舱400内。
42.例如，在一个实施例提供的所述电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统中，如图1-2所示，滤后净油从所述滤后净油出口420流出后分流为三路，分别为第一管路430、第二管路440和第三管路4500，所述第一管路430与所述原子分离膜滤芯舱320连接，以对所述原子分离膜滤芯舱320进行反冲洗，所述第二管路440与油站油箱600连接，用于收集及存储滤后净油，所述第三管路450用于滤后净油取样。
43.其中，在所述第一管路430上设有反冲洗输入阀431，用于控制所述滤后净油储存舱400内的滤后净油输入所述原子分离膜滤芯舱320内进行反冲洗作业，在所述第二管路440与所述油站油箱600连接的管路上设有滤后净油输出油站控制阀441，用于控制所述滤后净油储存舱400内的滤后净油输入所述油站油箱600内，在所述第三管路450上设有滤后净油取样阀451，用于滤后净油取样。
44.其中，在轻质原油经过浓缩油上循环舱310进入原子膜滤芯舱320的通道时，滤芯开始滤出净油进入原子膜滤芯舱320，轻质原油中的杂质和水分会被隔离在循环回流的浓缩原油中，介质密度会出现明显区别，浓缩介质中颗粒物和水份含量加大，会在浓缩油分离舱200底部逐渐沉积。促使颗粒物和水分沉积的另一个因素是原子膜滤芯舱320进行滤油运行时，滤出的净油进入滤后净油舱400，产生的等体积真空度，将瞬时传导至浓缩油分离舱200内进行等量补油，浓缩油分离舱200就会形成瞬时压差，即真空度，从而实现在浓缩残夜聚集舱的舱体压差沉降效果。所以，浓缩油分离舱200的下层浓缩残夜聚集空间220将逐渐囤积循环过滤中产生的颗粒物和水份，之后由人工定时通过开启浓缩原油输出残液排放阀排出囤积的颗粒物和水份。
45.其中，所述滤后净油储存舱400是一个完整的罐体结构，主要功能有两个方面：其一是通过储存滤后净油再向油站油箱600输入净油时，减缓原子膜滤芯单元的滤后净油舱400压力波动幅度；其二是注入0.8mpa压缩空气动能后，对陶瓷膜滤芯单元组中的陶瓷膜进行饱和压差反冲洗。
46.例如，在一个实施例提供的所述电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统中，如图1-2所示，所述滤后净油入口410还与反冲洗仪用气源输入装置710和反冲洗气体排放装置720连接。
47.其中，在所述滤后净油入口410与反冲洗仪用气源输入装置710连接的管路上设有反冲洗仪用气源输入阀711，用于控制所述反冲洗仪用气源输入装置710向所述滤后净油储存舱400输入压缩空气，在所述滤后净油入口410与所述反冲洗气体排放装置720连接的管路上设有反冲洗气体排放阀721，用于排放所述滤后净油储存舱400内的高压气体。
48.例如，在一个实施例提供的所述电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统中，所述原子分离膜滤芯舱320由一个或多个精密原子分离膜滤芯组成。
49.例如，在一个实施例提供的所述电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤系统中，所述原子分离膜滤芯为超滤等级多孔错流滤芯。
50.本技术第二方面提供一种电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤方法，包括如下步骤：
51.s1开启所述油站原油输出管道510上的油站原油输出阀511，油站原油储油箱500的原油输出，进入所述热油泵100，开启所述热油泵原油控制阀110，所述热油泵100将原油泵入所述浓缩油分离舱200并注满，直至所述浓缩油分离舱200压力达到0.4mpa；
52.s2开启所述浓缩油分离舱200的轻质原油出油口240处的轻质原油输出控制阀241，轻质原油进入所述过滤总成300并注满，直至所述浓缩油上循环舱310、所述原子分离膜滤芯舱320和所述浓缩油下循环舱330内压力均达到0.4mpa；
53.s3开启所述浓缩油下循环舱滤后净油输出阀331，部分滤后净油从所述浓缩油下循环舱330流出并流入所述油站原油输出管道510，再进入所述热油泵100，实现循环过滤；
开启所述原子分离膜滤芯舱滤后净油输出阀321，部分滤后净油从所述原子分离膜滤芯舱320流出并流入所述滤后净油储存舱400；
54.s4开启所述第二管路上440的滤后净油输出油站控制阀441，存储在所述滤后净油储存舱400的滤后净油通过管路流入所述油站油箱600。
55.例如，在一个实施例提供的所述电厂用矿物涡轮机油原子分离膜滤芯过滤方法中，还包括反冲洗工艺，所述反冲洗工艺包括如下步骤：
56.步骤一：关闭所述原子分离膜滤芯舱320与所述滤后净油储存舱400端部的滤后净油入口410相连接的原子分离膜滤芯舱滤后净油输出阀321，关闭所述第二管路440上的滤后净油输出油站控制阀441和所述第三管路450上的滤后净油取样阀451；
57.步骤二：开启所述第一管路430上的反冲洗输入阀431，以使所述滤后净油储存舱400的滤后净油流入所述原子分离膜滤芯舱320；
58.步骤三：关闭所述滤后净油入口410与所述反冲洗气体排放装置720连接的反冲洗气体排放阀721，开启所述滤后净油入口410与所述反冲洗仪用气源输入装置710连接的反冲洗仪用气源输入阀711；
59.步骤四：0.4mpa反冲洗仪用压缩空气进入所述滤后净油储存舱400并将所述滤后净油储存舱400内的滤后净油通过所述第一管路430压入所述原子分离膜滤芯舱320，并在压力作用下将所述滤后净油反向压入所述系统的循环管路中，完成饱和压差反冲洗；
60.步骤五：关闭所述滤后净油入口410与所述反冲洗仪用气源输入装置710连接的反冲洗仪用气源输入阀711，开启所述滤后净油入口410与所述反冲洗气体排放装置720连接的反冲洗气体排放阀721，排空所述滤后净油储存舱400中的气体；
61.步骤六：关闭所述第一管路430上的反冲洗输入阀431，开启所述原子分离膜滤芯舱320与所述滤后净油储存舱400端部的滤后净油入口410相连接的原子分离膜滤芯舱滤后净油输出阀321和所述第二管路440上的滤后净油输出油站控制阀441，直至所述滤后净油储存舱400中再次注满，滤后净油继续运行。
62.尽管已经出于说明性目的对本技术的实施例进行了公开，但是本领域技术人员将认识的是：在不偏离如所附权利要求公开的本发明的范围和精神的情况下，能够进行各种修改、添加和替换。