一种大轴旋转状态下的水导油槽油位间接测量结构及方法

技术领域

本发明涉及水轮发电机机组油位监测技术领域，具体涉及一种大轴旋转状态下的水导油槽油位间接测量结构及方法。

背景技术

在水轮发电机组中水导油槽油位是一个非常重要的量，水导油槽油位极低可能会造成水轮发电机组烧瓦，因此，水轮发电机组监控系统通常会设置水导油槽油位极低触发机组停机逻辑。在水轮发电机组正常运行过程中，大轴处于旋转状态，大轴旋转带动水导油槽中的油同步处于旋转状态，此时油态始终变换状态。现有的油位测量采用直接测量法，参见图1和2，测量过程中无论大轴处于静止还是旋转，均通过连杆浮球式油位测量传感器直接进行水导油槽油位的测量，此种测量方法存在测量值波动的问题，甚至可能造成水导油槽油位极低触发机组停机逻辑误动。

发明内容

基于现有技术中存在问题，本发明目的是提供一种大轴旋转状态下的水导油槽油位间接测量结构及方法，能够实现大轴旋转状态下的水导油槽油位间接测量，解决了大轴旋转状态下的油位测量值存在波动的问题，并且避免了因水导油槽油位测量值波动导致机组非计划停运的情况发生。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种大轴旋转状态下的水导油槽油位间接测量结构，它包括用于盛放润滑油的油槽，油槽的内部设置有大轴；油槽的内部设置有用于测量油位高度的第一油位传感器；油槽的上部溢流孔通过进油管与油箱下部相连，进油管上安装有用于泵油的油泵；油槽的下部通过回油管与油箱上部相连；油箱内部设置有第二油位传感器。

所述油箱的布置高程要低于油槽的布置高程，使得回油管为倾斜布置状态，以保证油槽内部的油液能够自动回流到油箱。

一种大轴旋转状态下的水导油槽油位间接测量方法：

1)设大轴的半径为Re；

油槽的半径为Ra、体积为Va；

油箱的半径为Rc、体积为Vc；

进油管的体积为Vb；

回油管的体积为Vd；

大轴静止状态下，油槽中油位稳定时的油位测量值为La1，同时油箱中的油位稳定时的油位测量值为Lc1；

大轴旋转状态下，油槽中等效油位记为La2，油箱中油位测量值为Lc2；

总油量记为V：

V＝Va+Vb+Vc+Vd＝π×(Ra

式中，La为油槽中实际油位高度；Lc为油箱中实际油位高度；

2)大轴静止状态下油的体积记为V1：

V1＝Va1+Vb1+Vc1+Vd1＝π×(Ra

式中，Vb1为大轴静止状态下进油管内部油量，此时Vb1＝Vb；Vd1为大轴静止状态下回油管内部油量，此时Vd1＝Vd；

3)大轴(1)旋转状态下油的体积记为V2：

V2＝Va2+Vb2+Vc2+Vd2＝π×(Ra

式中，Vb2为大轴旋转状态下进油管内部油量，此时Vb2＝Vb；Vd2为大轴旋转状态下回油管内部油量，此时Vd2＝Vd；

4)根据大轴旋转状态下与大轴静止状态下油的总量不变的原则，即V1＝V2，可得：油槽中等效油位La2：

式中，La1、Ra、Rc、Re、Lc1均为已知量，Lc2为油箱中油位测量值，故测量油槽中的油位可等价于测量油箱中的油位；

而油箱的油液无论是大轴处于静止状态或者旋转状态，其液位高度始终处于相对平稳状态，能够通过第二油位传感器准确测量得到，再根据公式就能够得出油槽中等效油位La2。

本发明有益效效果：

本发明通过一种大轴旋转状态下的水导油槽油位间接测量方法，通过将油槽中大轴旋转而造成的油位波动无法直接测量的问题，转化为测量油箱(5)中相对平稳的液位，有效解决了大轴旋转状态下的油位测量值存在波动的问题，并且避免了因水导油槽油位测量值波动导致机组非计划停运的情况发生。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为现有大轴静止状态下油槽油位直接测量示意图。

图2为现有大轴旋转状态下油槽油位直接测量示意图。

图3为本发明所采用的大轴静止状态下油槽油位间接测量示意图。

图4为本发明所采用的大轴旋转状态下油槽油位间接测量示意图。

图中：大轴1、油槽2、进油管3、油泵4、油箱5、回油管6、第一油位传感器7、第二油位传感器8。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

一种大轴旋转状态下的水导油槽油位间接测量结构，它包括用于盛放润滑油的油槽2，油槽2的内部设置有大轴1；油槽2的内部设置有用于测量油位高度的第一油位传感器7；油槽2的上部溢流孔通过进油管3与油箱5下部相连，进油管3上安装有用于泵油的油泵4；油槽2的下部通过回油管6与油箱5上部相连；油箱5内部设置有第二油位传感器8。通过将油槽中大轴旋转而造成的油位波动无法直接测量的问题，转化为测量油箱5中相对平稳的液位，有效解决了大轴旋转状态下的油位测量值存在波动的问题，并且避免了因水导油槽油位测量值波动导致机组非计划停运的情况发生。

进一步的，所述油箱5的布置高程要低于油槽2的布置高程，使得回油管6为倾斜布置状态，以保证油槽2内部的油液能够自动回流到油箱5。通过上述的位置布置关系，保证了油液的自动回流。

实施例2：

为防止大轴旋转过程中造成烧瓦，大轴1旋转时需要油槽2中的油进行润滑，油箱5中的油通过油泵和进油管对油槽2进行供油，当油槽2油位高于溢流孔后，油槽2中的油便通过回油管6流回油箱5，大轴旋转状态下油槽2中的油位存在波动，油箱5中的油位不存在波动。而油槽2和油箱5中总油量始终处于不变的状态，因此，通过将直接测量油槽2中油位不便的问题，转化为测量油箱5中油位，进而达到间接测量的目的。

实施例3：

一种大轴旋转状态下的水导油槽油位间接测量方法：

1设大轴1的半径为Re；

油槽2的半径为Ra、体积为Va；

油箱5的半径为Rc、体积为Vc；

进油管3的体积为Vb；

回油管6的体积为Vd；

大轴1静止状态下，油槽2中油位稳定时的油位测量值为La1，同时油箱5中的油位稳定时的油位测量值为Lc1；

大轴1旋转状态下，油槽2中等效油位记为La2，油箱5中油位测量值为Lc2；

总油量记为V：

V＝Va+Vb+Vc+Vd＝π×(Ra

式中，La为油槽2中实际油位高度；Lc为油箱5中实际油位高度；

2)大轴1静止状态下油的体积记为V1：

V1＝Va1+Vb1+Vc1+Vd1＝π×(Ra

式中，Vb1为大轴1静止状态下进油管3内部油量，此时Vb1＝Vb；Vd1为大轴1静止状态下回油管6内部油量，此时Vd1＝Vd；

3)大轴1旋转状态下油的体积记为V2：

V2＝Va2+Vb2+Vc2+Vd2＝π×(Ra

式中，Vb2为大轴1旋转状态下进油管3内部油量，此时Vb2＝Vb；Vd2为大轴1旋转状态下回油管6内部油量，此时Vd2＝Vd；

4根据大轴1旋转状态下与大轴1静止状态下油的总量不变的原则，即V1＝V2，可得：油槽2中等效油位La2：

式中，La1、Ra、Rc、Re、Lc1均为已知量，Lc2为油箱5中油位测量值，故测量油槽2中的油位可等价于测量油箱5中的油位；

而油箱5的油液无论是大轴1处于静止状态或者旋转状态，其液位高度始终处于相对平稳状态，能够通过第二油位传感器8准确测量得到，再根据公式4就能够得出油槽2中等效油位La2。