dot
Product by Brand
dot
dot
การใช้งาน
dot
bulletภาพตัวอย่างการใช้งาน
dot
สาระน่ารู้
dot
dot
รวมลิงค์วิดีโอคลิป
dot
dot
รวมลิงค์เว็บเพื่อนบ้าน
dot
bulletFocus Lab




ระบบหล่อลื่นเทอร์ไบน์

การหล่อลื่นระบบเทอร์ไบน์ผลิตไฟฟ้า

 ก่อนที่จะกล่าวถึงระบบหล่อลื่นในกังหันผลิตไฟฟ้า จะขอกล่าวถึงหลักการพื้นฐานของการหล่อลื่นเสียก่อน เพื่อจะได้เข้าใจการทำงานของน้ำมันหล่อลื่นได้ดีขึ้น 

หน้าที่ของน้ำมันหล่อลื่น 

วัสดุทุกชนิดไม่ว่าจะดูว่ามีผิวเรียบแค่ไหน หากขยายภาพผิวให้ใหญ่ขึ้นจะพบว่ามีผิวมีลักษณะคล้ายยอดเขาและหุบเหวทั้งสิ้น  เมื่อผิวโลหะชิ้นหนึ่งถูกกดเข้ากับอีกชิ้นหนึ่ง หรือดันให้เคลื่อนที่ไปบนชิ้นอื่น ผิวสัมผัสจะทำให้เกิดแรงเสียดทานและทำให้เกิดความร้อนตามมา ทำให้เกิดการสึกหรอของผิวสัมผัส แม้ว่าจะมีแรงกดที่ผิวสัมผัสไม่มากนัก แต่ความเค้นบนผิวส่วนที่เป็นยอดเขาอาจจะสูงมากถึงขนาดทำให้โลหะบางชนิดเสียรูปได้ และถ้าวัสดุที่มีความแข็งต่างกันสองชนิดถูกกดและดันให้เคลื่อนที่  พื้นผิวส่วนที่เป็นยอดเขาของวัสดุที่อ่อนกว่าจะสึกหรอมากกว่ายอดเขาของวัสดุที่แข็งกว่าเสมอ

Metal surface
 
                                      รูปที่ 1 ภาพขยายผิวของโลหะ

การหล่อลื่นจะช่วยลดแรงเสียดทานระหว่างผิวสัมผัสที่เคลื่อนที่ หรือชิ้นส่วนที่หมุนกับส่วนที่อยู่กับที่   นอกจากนี้ น้ำมันหล่อลื่นยังช่วยระบายความร้อนออกจากผิวสัมผัสด้วย 
 
การหล่อลื่นด้วยฟิล์มน้ำมัน 
 
การหล่อลื่นด้วยฟิล์มน้ำมันช่วยลดแรงเสียดทานระหว่างชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว โดยทำให้ผิวสัมผัสเป็นแรงเสียดทานระหว่างน้ำมันแทนที่จะเป็นแรงเสียดทานทางกลของผิวสัมผัสโดยตรง การหล่อลื่นด้วยฟิล์มน้ำมันแสดงให้เห็นในรูปที่ 1  พื้นผิว 1 เคลื่อนที่บนพื้นผิว 2 ด้วยความเร็ว V และถูกคั่นด้วยฟิล์มน้ำมันที่มีความหนา h  ฟิล์มน้ำมันสามารถมีได้หลายชั้น  ชั้นที่สัมผัสกับพื้นผิวเคลื่อนที่ 1 ยึดติดไปตามพื้นผิว และเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เท่ากัน ซึ่งชั้นน้ำมันที่ยึดติดกับผิวสัมผัส 2 ยึดติดที่พื้นผิวเช่นเดียวกัน เพียงแต่ไม่ได้เคลื่อนที่ 
 
ชั้นของน้ำมันที่อยู่ตรงกลางก็จะเคลื่อนที่เป็นอัตราส่วนโดยตรงกับระยะทางจากพื้นผิวที่เคลื่อนที่ เช่น ที่ความหนา ½  h จากพื้นผิว 1, ความเร็วก็จะเป็น 1/2V , แรง F ที่จะใช้เพื่อให้พื้นผิว1 เคลื่อนที่ไปบนพื้นผิว 2 คือแรงที่จะเอาชนะแรงเสียดทานระหว่างชั้นของน้ำมันหล่อลื่น, แรงเสียดทานภายใน หรือ แรงต้านการไหล คือความหนืดของน้ำมันหล่อลื่นนั่นเอง 
ชั้นของฟิล์มน้ำมัน
 
                                              รูปที่ 2 ชั้นของฟิล์มน้ำมันระหว่างผิวโลหะ 

ชนิดของการหล่อลื่น (Types of Lubrication) 
 
เมื่อพิจารณาการเคลื่อนที่ระหว่างผิวสัมผัส หรือการไถลของโลหะสองชิ้น  เราจะพบว่ามีกลไกในการหล่อลื่นหลายแบบ ได้แก่ 
 
  • Hydrodynamic lubrication or thick film lubrication  
  • Hydrostatic lubrication 
  • Boundary lubrication or thin film lubrication 
  • Extreme pressure lubrication  
Hydrodynamic lubrication or thick film Lubrication 
 
การหล่อลื่นแบบ Hydrodynamic หมายถึงการหล่อลื่นที่มีปริมาณสารหล่อลื่น ระหว่างผิวของแบริ่งกับเพลา (Bearing & Journal) หนามากเพียงพอที่จะทำให้ผิวโลหะไม่สัมผัสกัน 
หลักการของ Hydrodynamic lubrication คือ เมื่อเพลา (Journal) หมุนอยู่ในแบริ่งด้วยความเร็วสูง และมีน้ำมันหล่อลื่นภายในแบริ่งอย่างเพียงพอ  แรงหมุนของเพลาจะสร้างลิ่มน้ำมันขึ้นมาระหว่างผิวสัมผัสที่หมุนกับชิ้นส่วนที่อยู่กับที่  เมื่อความเร็วสูงขึ้นแรงดันของลิ่มน้ำมันจะเพิ่มขึ้น จนทำให้มีฟิล์มน้ำมันแข็งแรงพอที่จะรองรับภาระได้ โดยที่ผิวของโลหะไม่ได้สัมผัสกันโดยตรง 
 
            ๋Journal bearing
 
 
                 รูปที่ 3 ส่วนประกอบของ Journal Bearing 
 
        ลิ่มน้ำมันใน Journal bearing
 
                  รูปที่ 4 ลิ่มน้ำมันที่เกิดขึ้นระหว่างเพลาและแบริ่ง 

Hydrodynamic lubrication ขึ้นอยู่กับความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างสองพื้นผิว ความหนืดของน้ำมันหล่อลื่น ภาระ และช่องว่างภายใน (Clearance) ระหว่างผิวสัมผัสที่เคลื่อนที่ 
 
การใช้งานของ Hydrodynamic lubrication เช่น 
 
  • เครื่องจักรที่ละเอียดอ่อน
  • เครื่องจักรที่ไม่หนักมาก 
  • เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์
  • แบริ่งกาบ (Plain bearing) ขนาดใหญ่  


Hydrostatic lubrication 
 
Hydrostatic lubrication เป็นรูปแบบหนึ่งของ Hydrodynamic lubrication ที่ผิวสัมผัสของโลหะถูกแยกออกจากกันด้วยฟิล์มน้ำมัน แต่แทนที่จะแยกด้วยแรงดันที่เกิดขึ้นภายในน้ำมันเอง แรงดันใน Hydrostatic lubrication จะมาจากปั๊มอัดน้ำมัน การหล่อลื่นแบบนี้ขึ้นกับแรงดันน้ำมันที่ส่งมาจากปั๊ม และช่องว่างภายใน (Clearance) ระหว่างผิวสัมผัส
Hydrostatic lubrication
 
                       รูปที่ 5 ปั๊มน้ำมันสร้างชั้นของน้ำมันระหว่างเพลากับแบริ่ง 

Boundary Lubrication     
 
การหล่อลื่นแบบ Boundary เป็นการหล่อลื่นที่ผิวหน้าของผิวสัมผัสมีฟิล์มน้ำมันบาง ๆ เคลือบอยู่ ผิวสัมผัสอาจมีการสัมผัสกันโดยตรงบ้างเป็นครั้งคราว เช่น เมื่อความเร็วของเพลาลดลง เมื่อมีน้ำมันหล่อลื่นไม่เพียงพอ หรืออุณหภูมิของน้ำมันหล่อลื่นเพิ่มขึ้นทำให้ความหนืดลดลง 
 
โดยทั่วไปการหล่อลื่นแบบนี้จะเกิดขึ้นเมื่อ 
      • เพลาที่เพิ่งเริ่มหมุน
      • ความเร็วในการหมุนช้า
      • ภาระของเพลาสูงมาก 
      • ความหนืดของน้ำมันน้อยเกินไป 
ตัวอย่างของ Boundary lubrication 
      • ในตลับลูกปืนกาบ (Journal bearing) โดยเฉพาะเมื่อเริ่มหมุน 
      • แหวนลูกสูบของเครื่องยนต์ เมื่อเคลื่อนที่ถึงจุดศูนย์ตายบน หรือ ศูนย์ตายล่าง เนื่องจากความเร็วในการเคลื่อนที่ของแหวนลูกสูบช้าลง 
 
 
 
                                     รูปที่ 6  Boundary lubrication 
 
 
Extreme Pressure Lubrication 
เมื่อผิวสัมผัสเคลื่อนที่ หรือหมุนภายใต้ภาระ และความเร็วที่สูงมาก จะเกิดความร้อนที่ผิวสัมผัสอย่างรวดเร็ว ในสภาวะเช่นนี้ น้ำมันหล่อลื่นจะไม่สามารถเกาะติดที่ผิวโลหะได้ หรืออาจเสียสภาพ หรือแม้แต่ระเหยเป็นไอได้ 
เพื่อแก้ปัญหานี้ สารเพิ่มคุณภาพชนิดพิเศษจะถูกเติมเข้าไปในน้ำมันหล่อลื่น สารนี้เรียกว่า Extreme pressure lubrication  สารเพิ่มคุณภาพนี้จะทำให้ฟิล์มน้ำมันเกาะติดผิวโลหะได้ดีขึ้น ทนภาระและอุณหภูมิที่สูงขึ้นได้ สารเพิ่มคุณภาพเหล่านี้ได้แก่ คลอรีน ซัลเฟอร์ และฟอสฟอรัส 


ระบบหล่อลื่นเทอร์ไบน์  (Turbine oiling system )
 
Steam Turbine
 
                                      รูปที่ 7 Steam turbine 
 
Steam turbine
 
                         รูปที่ 8: ภาพตัวอย่างด้านในของ Steam turbine 
 
ีระบบหล่อลื่นเทอร์ไบน์
                            รูปที่ 9: ระบบหล่อลื่นในกังหันผลิตไฟฟ้า (Steam turbine) 
 
1.   การจ่ายน้ำมัน (Oil supply)  จะมีท่อน้ำมันหลักอยู่ท่อเดียว ซึ่งจะส่งน้ำมันไปหล่อลื่นและระบายความร้อนแบริ่ง ส่งเข้าระบบควบคุมการทำงานของเครื่องเทอร์ไบน์ ขับเคลื่อนระบบไฮดรอลิค และอุปกรณ์ป้องกันเพื่อความปลอดภัยต่าง ๆ 
ระหว่างการเริ่มต้นทำงาน และหยุดทำงาน (Start-up & Shut-down) ปั๊มผู้ช่วย (Auxiliary oil pump :AOP) จะจ่ายน้ำมันให้ทั้งระบบ จนกว่าความเร็วของกังหันจะเกิน 2850 รอบต่อนาที ปั๊มหลัก (Main oil pump: MOP) จะเริ่มทำงานแทน ปั๊มหลักจะดูดน้ำมันจากถังน้ำมัน  น้ำมันหล่อลื่นจะไหลผ่านตัวระบายความร้อน (Oil cooler)  ก่อนที่จะจ่ายไปที่แบริ่ง ในกรณีฉุกเฉิน น้ำมันหล่อลื่นจะถูกจ่ายไปจากปั๊มน้ำมันฉุกเฉินตัวที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง  (Emergency Oil pump:EOP) 
และก่อนที่เพลากังหันจะเริ่มหมุน Jacking oil pump (JOP) จำนวน 2 ตัว จะส่งน้ำมันแรงดันสูงขึ้นไปเพื่อยกเพลาให้ลอยขึ้น ไม่ให้ตัวเพลาสัมผัสกับแบริ่งโดยตรง (เพื่อป้องกันการเกิด Boundary Lubrication)   ปั๊มนี้จะส่งน้ำมันแรงดันสูงไปขับมอเตอร์ไฮดรอลิคด้วย (turning gear) 
 
2. ระบบหล่อลื่นกังหัน (Turbine lubricating oil system) 
หน้าที่
 
  • เพื่อจ่ายน้ำมันไปยังลูกปืนกาบ ( Journal bearing) เพื่อให้เกิดลิ่มน้ำมันเมื่อเพลาหมุน 
  • รักษาอุณหภูมิของลูกปืนกาบไว้ให้อยู่ในระดับที่ต้องการ
  • ใช้ในการขับเคลื่อนระบบไฮดรอลิก ระบบควบคุมกังหัน และควบคุมวาล์วไอน้ำ 
  • ใช้เป็นซีลในระบบที่หล่อเย็นด้วยไนโตรเจน เพื่อไม่ให้ไฮดรอเจนรั่วไหลออกมาทางเพลาของกังหัน 
3. อุปกรณ์หลัก (Main components) 
  • ปั๊มน้ำมันหลัก (Main oil pump : MOP) 
  • ปั๊มน้ำมันผู้ช่วย (Auxiliary oil pump :AOP) 
  • ปั๊มน้ำมันฉุกเฉิน (Emergency oil pump: EOP) 
  • ปั๊มน้ำมันยกเพลา (Jacking oil pump : JOP)
  • ถังน้ำมันหลัก (Main oil tank : MOT) 
      3.1 ปั๊มน้ำมันหลัก (Main Oil Pump) 
  • ปั๊มนี้จะตั้งอยู่ที่ด้านหน้าของแท่นวางแบริ่งของกังหัน 
  • มีคัปปลิ้งต่อเข้ากับเพลาของกังหัน 
  • เมื่อกังหันหมุนที่ความเร็ว 2850 รอบต่อนาที ปั๊มนี้จะเป็นตัวส่งน้ำมันไปที่ระบบควบคุม และหล่อลื่นเพลากับแบริ่ง 
    3.2 ปั๊มน้ำมันผู้ช่วย (Auxiliary pump) 
 
  • ปั๊มน้ำมันผู้ช่วย สามารถส่งน้ำมันไปยังระบบหล่อลื่นได้อย่างเพียงพอ หากเกิดเหตุฉุกเฉินขึ้น 
  • เป็นปั๊มน้ำมันแบบหอยโข่งชั้นเดียว ขับด้วยมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 
  • มีใบพัดและตัวเรือนปั๊มเป็นก้นหอย 
  • ปั๊มนี้จะทำงานอัตโนมัติ และทำงานแทนปั๊มหลัก เมื่อแรงดันน้ำมันในระบบหล่อลื่นตกลงต่ำกว่าค่าที่ได้กำหนดไว้ 
      3.3 ปั๊มน้ำมันฉุกเฉิน 
 
  • ปั๊มฉุกเฉินเป็นตัวสำรอง ของปั๊มกลุ่มที่ขับด้วยมอเตอร์กระแสสลับ 
  • ปั๊มฉุกเฉินเป็นปั๊มหอยโข่ง ที่ขับด้วยมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง 
  • จะทำงานโดยอัตโนมัติเมื่อมีปัญหาการจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับที่โรงไฟฟ้า
      3.4 ปั๊มน้ำมันยกเพลา (Jacking oil pump : JOP) 
  • JOP เป็นตัวป้องกันไม่ให้มีการสัมผัสกันของโลหะโดยตรงระหว่างตัวเพลากับแบริ่ง ( Journal & Bearing) 
  • เป็น Positive displacement pump ที่สร้างแรงดันน้ำมันสูง ไปยังด้านล่างของแบริ่ง และน้ำมันจะยกเพลาขึ้นเล็กน้อย 
  • วิธีการนี้จะช่วยลดแรงเสียดทานสถิตย์ และลดการสึกหรอของแบริ่ง ในขณะที่เริ่มทำงาน
  • JOP จะหยุดทำงานเมื่อมีฟิล์มน้ำมันถูกสร้างขึ้นระหว่างเพลาและแบริ่ง อย่างเพียงพอ
  • แรงดันที่ JOP สร้างคือ 120 บาร์

    3.5 ถังน้ำมันหลัก (Main oil tank) 

  • น้ำมันที่ใช้ในระบบหล่อลื่นจะถูกเก็บไว้ในถังน้ำมันหลัก 
  • ปริมาตรประมาณ 20-32 ลูกบาศก์เมตร (**ปริมาตรโดยทั่วไปขึ้นกับขนาดของโรงไฟฟ้า) 
  • ถังน้ำมันจะต้องเก็บน้ำมันไว้นานพอที่จะทำให้ฟองอากาศที่ปะปนในน้ำมันลอยออกไปทันก่อนที่จะส่งน้ำมันออกไปหล่อลื่นรอบใหม่ 
  • ต้องมีฟิลเตอร์เพื่อกรองน้ำมันจากภาวะการทำงานตามปกติ
  • ถังน้ำมันจะวางอยู่บนโครงสร้างที่แข็งแรง และต่ำกว่าพื้นของตัวกังหัน (Turbine) 

 

               รูปที่ 10: ภาพรวม ตำแหน่งของส่วนประกอบต่าง ๆ ของ Steam Turbine 

 

กรองน้ำมันเทอร์ไบน์

โรงไฟฟ้าขนาดเล็ก SPP

 กรองน้ำมันเทอร์ไบน์

 โรงไฟฟ้าขนาดเล็ก SPP 




สาระน่ารู้

ระบบไฮดรอลิค
ส่วนประกอบของน้ำมันหล่อลื่น
น้ำมันต้องสะอาดแค่ไหน ? article
ผลต่อเครื่องจักร article
การกรองแบบ In-line และ By-pass article
ทำไมต้องกรองละเอียด
น้ำมันสะอาดช่วยประหยัดเงิน
NAS 1638 และ ISO 4406
ตารางเปรียบเทียบ ISO และ NAS
การบำรุงรักษาน้ำมันไฮดรอลิค
6 ข้อผิดพลาดในการใช้งานระบบไฮดรอลิค
การควบคุมการปนเปื้อนใน Gearbox
การกรองน้ำมันเกียร์
เกียร์บ็อกร้อนเกินไป
การคำนวณเวลาในการกรอง
Filtroil กับอายุของน้ำมัน
การจัดการน้ำมันหล่อลื่น
การแยกน้ำออกจากน้ำมัน
Water Glycol
งานดึงลวด
การอบชุบโลหะด้วยความร้อน
น้ำมันชุบแข็ง
Coolant Oil Skimmer
น้ำมันถ่ายเทความร้อน
การบำรุงรักษาน้ำมันหล่อเย็น
การแยกตะกอนออกจากน้ำมันหล่อเย็น
เรื่องน่ารู้น้ำมันหล่อเย็น
งานฉีดพลาสติก
อันตรายจากหมอกละอองน้ำมัน (Oil mist)
การจัดการเศษโลหะจากงานขึ้นรูปโลหะ (chip management)
โคลนหรือตะกอนในน้ำมันคูลแลนท์
หลักการทำงานของเครื่องแยกละอองน้ำมันด้วยไฟฟ้าสถิต
ผลของคุณภาพน้ำมันเชื้อเพลิงต่อเครื่องยนต์
Dust and Mist Collector
น้ำมันเทอร์ไบน์ และการบำรุงรักษา
ประเภทของงานบำรุงรักษา
กรองแบบบายพาสสำหรับเครื่องยนต์
Beta Ratio
Mesh to Micron