DE102020003689B3 - Ship with an oil mist separator - Google Patents

Abstract

Ein Schiff mit einer Gasturbine mit einer Schmieröleinrichtung soll so ausgebildet sein, dass keine Ölnebelgase beim Betrieb der Gasturbine ins Freie gelangen.Hierzu weist das Schiff folgende Merkmale auf:• von der Schmieröleinrichtung (10) ist eine Anfangsentlüftungsleitung (41) in einen Schmutzöltank (20) geführt, um im Betrieb der Gasturbine (1) einen Entlüftungsgasstrom der Schmieröleinrichtung (10) abzuführen,• die Anfangsentlüftungsleitung (41) oder alternativ der hieran angeschossene Schmutzöltank (20) ist an eine Anschlussentlüftungsleitung (42) angeschlossen,• die Anschlussentlüftungsleitung (42) führt der Entlüftungsgasstrom zu einer Örnebelabscheideanlage (50),• die Ölnebelabscheideanlage (50) ist eine örtlich zusammenhängende Baugruppe,• die Ölnebelabscheideanlage (50) umfasst einen Verdichter (51) und einen Coalescerfilter (52), wobei der Verdichter (51) den Druck des Entlüftungsgasstromes (30) auf einen Betriebsdruck des Coalescerfilters (52) erhöht und der Coalescerfilter (52) Ölnebelteilchen sammelt, die über eine Rückölleitung (52a) in den Schmutzöltank (20) geführt werden, und wobei der von Ölnebelteilchen befreite Entlüftungsgasstrom (30) über eine Endentlüftungsleitung (43) ins Freie geleitet wird,• in Richtung des Entlüftungsgasstromes (30) ist vor dem Verdichter (51) zum einen eine Drosselöffnung (53) angeordnet und zum anderen ein erstes Manometer (54) zur Anzeige des Unterdruckes,• in Richtung des Entlüftungsgasstromes ist hinter dem Verdichter (51) und vor dem Coalescerfilter (52) zum einen ein zweiter Manometer (55) zur Anzeige des Verdichtungsdruckes angeordnet und zum andern ein Druckschalter (56), der spätestens bei einem Überdruck von mehr als 0,175 Bar den Verdichter (51) abschaltet.A ship with a gas turbine with a lubricating oil device should be designed in such a way that no oil mist gases escape during operation of the gas turbine. The ship has the following features for this purpose: • There is an initial ventilation line (41) from the lubricating oil device (10) into a dirty oil tank (20 ) to discharge a venting gas flow from the lubricating oil device (10) when the gas turbine (1) is in operation, • the initial venting line (41) or, alternatively, the dirty oil tank (20) attached to it is connected to a connecting venting line (42), • the connecting venting line (42) leads the vent gas flow to an oil mist separator system (50), • the oil mist separator system (50) is a locally coherent assembly, • the oil mist separator system (50) comprises a compressor (51) and a coalescer filter (52), the compressor (51) the pressure of the Vent gas stream (30) increased to an operating pressure of the coalescer filter (52) and the coalescer filter r (52) collects oil mist particles, which are guided into the dirty oil tank (20) via a return oil line (52a), and the vent gas stream (30) freed from oil mist particles is passed into the open via an end vent line (43), • in the direction of the vent gas stream ( 30) is arranged in front of the compressor (51) on the one hand a throttle opening (53) and on the other hand a first manometer (54) to display the negative pressure, • in the direction of the venting gas flow is behind the compressor (51) and in front of the coalescer filter (52) on the one hand a second manometer (55) is arranged to display the compression pressure and on the other hand a pressure switch (56) which switches off the compressor (51) at the latest at an overpressure of more than 0.175 bar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schiff mit einer Gasturbine mit einer Schmieröleinrichtung. Der Begriff „Schiff“ ist weit auszulegen und soll auch Boote, die eine Gasturbine aufweisen, umfassen.The invention relates to a ship with a gas turbine with a lubricating oil device. The term “ship” is to be interpreted broadly and is also intended to include boats that have a gas turbine.

Aus der DE 431 840 A ist eine Dampfturbine mit einer Schmieröleinrichtung bekannt. Von der Schmieröleinrichtung ist eine Anfangsentlüftungsleitung in einen Schmutzöltank geführt, um im Betrieb der Dampfturbine einen Entlüftungsgasstrom der Schmieröleinrichtung abzuführen. Eine Kreiselpumpe, in deren Saugleitung eine Ölnebelabscheideanlage eingeschaltet ist, dient der Öldunstabsaugung aus dem Schmutzöltank. Das von der Ölnebelabscheideanlage abgeschiedene Öl wird in den Schmutzöltank zurückgeführt.From the DE 431 840 A a steam turbine with a lubricating oil device is known. An initial vent line is led from the lubricating oil device into a dirty oil tank in order to discharge a venting gas flow from the lubricating oil device when the steam turbine is in operation. A centrifugal pump, in whose suction line an oil mist separator is switched on, is used to extract oil from the dirty oil tank. The oil separated by the oil mist separator is returned to the dirty oil tank.

Aus der DE 11 2006 003 707 T5 ist ein Coalescerfilter bekannt.From the DE 11 2006 003 707 T5 a coalescer filter is known.

Einige Schiffe der Bundeswehr, darunter beispielsweise Schiffe der Baureihe Fregatte 123 und Fregatte 124, verfügen über einen Hybridantrieb, der einen Dieselmotor für niedrige und mittlere Geschwindigkeiten und eine Gasturbine für hohe Geschwindigkeiten umfasst.Some ships of the Bundeswehr, including for example ships of the series frigate 123 and frigate 124, have a hybrid drive, which includes a diesel engine for low and medium speeds and a gas turbine for high speeds.

Die Gasturbine weist eine Schmieröleinrichtung zur Schmierung der Lagerstellen auf. Von der Schmieröleinrichtung ist eine Anfangsentlüftungsleitung in einen Schmutzöltank geführt, um im Betrieb der Gasturbine einen Entlüftungsgasstrom der Schmieröleinrichtung abzuführen. Die Anfangsentlüftungsleitung oder alternativ der hieran angeschossene Schmutzöltank ist an eine Anschlussentlüftungsleitung angeschlossen, die den Entlüftungsgasstrom an Oberdeck ins Freie leitet. Wird das Schiff über die Gasturbine angetrieben, kommt es insbesondere bei höheren Turbinenleistungen und bei höherem Verschleiß von Dichtungen der Schmieröleinrichtung zu mäßigem bis starkem Ölnebelaustritt am Entlüftungsaustritt an Oberdeck. Dies führt zu einer Rutschgefahr in der ölverschmierten Umgebung. Ferner kommt es zu einer Luft- und Gewässerverunreinigung.The gas turbine has a lubricating oil device for lubricating the bearing points. An initial vent line is led from the lubricating oil device into a dirty oil tank in order to discharge a vent gas flow from the lubricating oil device when the gas turbine is in operation. The initial vent line or, alternatively, the dirty oil tank attached to it is connected to a connection vent line that directs the vent gas flow to the outside on the upper deck. If the ship is driven by the gas turbine, moderate to severe oil mist emerges at the vent outlet on the upper deck, especially with higher turbine outputs and greater wear on the seals of the lubricating oil device. This leads to a risk of slipping in the oil-smeared environment. There is also air and water pollution.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Schiff mit einer Gasturbine mit einer Schmieröleinrichtung so auszubilden, dass bei hoher Funktionssicherheit keine Ölnebelgase beim Betrieb der Gasturbine ins Freie gelangen.The object of the invention is to design a ship with a gas turbine with a lubricating oil device in such a way that, with high functional reliability, no oil mist gases get into the open when the gas turbine is in operation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1.

Die Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Ölnebelabscheideanlage, die dafür sorgt, dass kein Ölnebel ins Freie gelangt. Die Ölnebelabscheideanlage ist eine örtlich zusammenhängende Baugruppe und kann daher insbesondere als Einschubmodul platzsparend im Schiff eingebaut werden. Die Ölnebelabscheideanlage umfasst einen Verdichter und einen Coalescerfilter. Der Verdichter erhöht den Druck des Entlüftungsgasstromes auf einen Betriebsdruck des Coalescerfilters. Der Coalescerfilter sammelt Ölnebelteilchen, die über eine Rückölleitung in den Schmutzöltank geführt werden. Der von Ölnebelteilchen befreite Gasstrom wird über eine Endentlüftungsleitung, insbesondere oberhalb des Decks, ins Freie geleitet. In Richtung des Entlüftungsgasstromes ist vor dem Verdichter zum einen eine Drosselöffnung angeordnet, die einen Unterdruck begrenzt. Über die Drosselöffnung wird Außenluft dem Entlüftungsgasstrom zugeführt. Dies verhindert, dass ein zu niedriger Unterdruck die Funktion der Schmieröleinrichtung beeinträchtigt. Ferner sorgt dies dafür, dass der Coalescerfilter in einem zulässigen Druckbereich betrieben wird. Vor dem Verdichter ist zum anderen ein erster Manometer zur Anzeige des Unterdruckes angeordnet. In Richtung des Entlüftungsgasstromes ist hinter dem Verdichter und vor dem Coalescerfilter zum einen ein zweiter Manometer zur Anzeige des Verdichtungsdruckes angeordnet, mit dem die Funktion des Verdichters und des Coalescerfilter überprüft werden können. Hinter dem Verdichter ist zum andern ein Druckschalter angeordnet, der spätestens bei einem Überdruck von mehr als 0,175 Bar den Verdichter abschaltet. Zusammengefasst liegen folgende Vorteile vor:

• • Verhinderung des Austretens eines Ölnebels aufgrund des Coalescerfilters.
• • Sicherer Betrieb der Ölnebelabscheideanlage aufgrund der Drosselöffnung, des ersten Manometers, des zweiten Manometers und des Druckschalters.

The advantages of the invention result from the oil mist separation system, which ensures that no oil mist escapes into the open. The oil mist separation system is a locally coherent assembly and can therefore be installed in the ship in a space-saving manner, in particular as a plug-in module. The oil mist separation system comprises a compressor and a coalescer filter. The compressor increases the pressure of the vent gas flow to an operating pressure of the coalescer filter. The coalescer filter collects oil mist particles that are fed into the dirty oil tank via a return oil line. The gas stream, freed from oil mist particles, is led outside via an end vent line, in particular above the deck. In the direction of the venting gas flow, on the one hand, a throttle opening is arranged upstream of the compressor, which restricts a negative pressure. Outside air is fed to the venting gas flow via the throttle opening. This prevents too low a negative pressure from impairing the function of the lubricating oil device. This also ensures that the coalescer filter is operated in a permissible pressure range. On the other hand, a first manometer for displaying the negative pressure is arranged in front of the compressor. In the direction of the venting gas flow, a second manometer is arranged behind the compressor and in front of the coalescer filter to display the compression pressure, with which the function of the compressor and the coalescer filter can be checked. On the other hand, a pressure switch is arranged behind the compressor, which switches off the compressor at the latest when the overpressure exceeds 0.175 bar. In summary, there are the following advantages:

• • Prevention of the escape of an oil mist due to the coalescer filter.
• • Safe operation of the oil mist separation system due to the throttle opening, the first manometer, the second manometer and the pressure switch.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Ölnebelabscheideanlage über eine Steuerungseinrichtung einschaltbar, die Signale von einer Inbetriebnahme der Gasturbine erhält und die, wenn die Gasturbine den Antrieb des Schiffes übernimmt, die Ölnebelabscheideanlage einschaltet. Dies ermöglicht einen automatisierten Betrieb der Ölnebelabscheideanlage.According to an advantageous embodiment of the invention, the oil mist separation system can be switched on via a control device which receives signals from the start-up of the gas turbine and which switches on the oil mist separation system when the gas turbine takes over the propulsion of the ship. This enables automated operation of the oil mist separation system.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Hierbei zeigt

• 1 eine in einem Schiff eingebaute Ölnebelabscheideanlage, als Prinzipskizze.

An exemplary embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the drawing. Here shows

• 1 an oil mist separation system installed in a ship, as a schematic diagram.

Die 1 zeigt zunächst eine Gasturbine 1 eines Schiffes. Die Gasturbine 1 weist eine Schmieröleinrichtung 10 für die Lager der Gasturbine 1 auf. Von der Schmieröleinrichtung 10 ist eine Anfangsentlüftungsleitung 41 in einen Schmutzöltank 20 geführt, um im Betrieb der Gasturbine 1 einen Entlüftungsgasstrom der Schmieröleinrichtung 10 abzuführen. Die Anfangsentlüftungsleitung 41 ist an eine Anschlussentlüftungsleitung 42 angeschlossen. In Abweichung zum dargestellten Ausführungsbeispiel kann alternativ der Schmutzöltank 20 an die Anschlussentlüftungsleitung 42 angeschlossen sein. Die Anschlussentlüftungsleitung 42 führt den Entlüftungsgasstrom zu einer Ölnebelabscheideanlage 50. Die Ölnebelabscheideanlage 50 ist eine örtlich zusammenhängende Baugruppe, die in einem Montagerahmen der beispielhaften Abmessungen von 400 mal 250 mal 550 mm sicher untergebracht und sicher unter Deck des Schiffes eingebaut ist. Die Ölnebelabscheideanlage 50 umfasst einen Verdichter 51 und einen Coalescerfilter 52. Der Verdichter 51 erhöht den Druck des Entlüftungsgasstromes 30 auf einen Betriebsdruck des Coalescerfilters 52, der im Überdruckbereich zwischen 0,05 bis 0,1 Bar liegt. Der Coalescerfilter 52 sammelt Ölnebelteilchen, die über eine Rückölleitung 52a in den Schmutzöltank 20 geführt werden. Der von Ölnebelteilchen befreite Entlüftungsgasstrom 30 wird über eine Endentlüftungsleitung 43 oberhalb des Decks ins Freie geleitet. In Richtung des Entlüftungsgasstromes 30 ist vor dem Verdichter 51 zum einen eine Drosselöffnung 53 angeordnet. Die Drosselöffnung 53 sorgt dafür, dass der Unterdruck nicht unter 0,05 Bar liegt. Der Drosselöffnung 53 ist ein Eintrittsfilter 53a zur Reinigung der zugeführten Außenluft vorgeschaltet. Die Drosselöffnung 53 verhindert, dass ein zu niedriger Unterdruck die Funktion der Schmieröleinrichtung 10 beeinträchtigt. Dadurch wird auch ermöglicht, dass der Coalescerfilter 52 in einem vorgegebenen Druckbereich betrieben wird. Zum anderen ist vor dem Verdichter ein erster Manometer 54 zur Anzeige des Unterdruckes angeordnet. Die Drosselöffnung 53 kann ein einstellbares Öffnungsventil sein, mit dem mit Hilfe des ersten Manometers 54 der Unterdruck auf einen Wert von beispielsweise 0,03 Bar eingestellt wird.The 1 first shows a gas turbine 1 of a ship. The gas turbine 1 has a lubricating oil device 10 for the bearings of the gas turbine 1 on. From the lubricating oil facility 10 is an initial vent line 41 into a dirty oil tank 20th led to in operation of the gas turbine 1 a vent gas stream of the lubricating oil device 10 to dissipate. The initial vent line 41 is to a connection vent line 42 connected. In a departure from the illustrated embodiment, the dirty oil tank can alternatively 20th to the connection vent line 42 be connected. The connection vent line 42 leads the vent gas flow to an oil mist separation system 50 . The oil mist separator 50 is a locally coherent assembly that is safely housed in a mounting frame with the exemplary dimensions of 400 by 250 by 550 mm and safely installed below the deck of the ship. The oil mist separator 50 includes a compressor 51 and a coalescer filter 52 . The compressor 51 increases the pressure of the vent gas stream 30 to an operating pressure of the coalescer filter 52 , which is in the overpressure range between 0.05 and 0.1 bar. The coalescer filter 52 collects oil mist particles via a return oil line 52a in the dirty oil tank 20th be guided. The vent gas stream 30 freed from oil mist particles is discharged via an end vent line 43 headed outside above the deck. In the direction of the vent gas stream 30 is upstream of the compressor 51 on the one hand, a throttle opening 53 arranged. The throttle opening 53 ensures that the negative pressure is not below 0.05 bar. The throttle opening 53 is an entry filter 53a upstream for cleaning the supplied outside air. The throttle opening 53 If the negative pressure is too low, the function of the lubricating oil system is prevented 10 impaired. This also enables the coalescer filter 52 is operated in a predetermined pressure range. On the other hand, there is a first pressure gauge in front of the compressor 54 arranged to display the negative pressure. The throttle opening 53 can be an adjustable opening valve, with which with the help of the first pressure gauge 54 the negative pressure is set to a value of, for example, 0.03 bar.

In Richtung des Entlüftungsgasstromes 30 ist hinter dem Verdichter 51 und vor dem Coalescerfilter 52 zum einen ein zweiter Manometer 55 zur Anzeige des Verdichtungsdruckes angeordnet, der die Funktion des Verdichters 51 und des Coalescerfilter 52 anzeigt. Hinter dem Verdichter ist zum andern ein Druckschalter 56 angeordnet, der spätestens bei einem Überdruck von mehr als 0,175 Bar den Verdichter 51 abschaltet. Der Sollbereich liegt bei 0,07 bis 0,08 Bar Überdruck. Ein zu niedriger Überdruck zeigt einen defekten Verdichter 51 an. Ein zu hoher Überdruck deutet auf einen Coalescerfilter 52 hin, der sich zugesetzt hat.In the direction of the vent gas stream 30 is behind the compressor 51 and before the coalescer filter 52 on the one hand a second manometer 55 arranged to display the compression pressure, the function of the compressor 51 and the coalescer filter 52 indicates. On the other hand, there is a pressure switch behind the compressor 56 arranged, the compressor no later than an overpressure of more than 0.175 bar 51 turns off. The target range is 0.07 to 0.08 bar overpressure. Too low an overpressure indicates a defective compressor 51 at. Too high an overpressure indicates a coalescer filter 52 down who has worked.

Die Ölnebelabscheideanlage 50 ist über eine Steuerungseinrichtung 60 einschaltbar, die über eine Signalleitung 61 Signale von einer Inbetriebnahme der Gasturbine 1 erhält und die, wenn die Gasturbine 1 den Antrieb des Schiffes übernimmt, die Ölnebelabscheideanlage 50 über eine Signalleitung 62 einschaltet.The oil mist separator 50 is via a control device 60 can be switched on via a signal line 61 Signals from commissioning of the gas turbine 1 receives and which when the gas turbine 1 the propulsion of the ship takes over, the oil mist separation system 50 via a signal line 62 turns on.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11

GasturbineGas turbine

1010

SchmieröleinrichtungLubricating oil device

2020th

Schmutzöltank Dirty oil tank

4141

AnfangsentlüftungsleitungInitial vent line

4242

AnschlussentlüftungsleitungConnection vent line

4343

Endentlüftungsleitung End vent line

5050

ÖlnebelabscheideananlageOil mist separator

5151

Verdichtercompressor

5252

CoalescerfilterCoalescer filter

52a52a

RückölleitungReturn line

5353

DrosselöffnungThrottle opening

53a53a

EintrittsfilterEntry filter

5454

erster Manometerfirst manometer

5555

zweiter Manometersecond manometer

5656

DruckschalterPressure switch

56a56a

Signalleitung Signal line

6060

SteuereinrichtungControl device

6161

Signalleitung von der GasturbineSignal line from the gas turbine

6262

Signalleitung zum VerdichterSignal line to the compressor

Claims (2)

Schiff, mit folgenden Merkmalen: a) das Schiff weist eine Gasturbine (1) mit einer Schmieröleinrichtung (10) auf, b) von der Schmieröleinrichtung (10) ist eine Anfangsentlüftungsleitung (41) in einen Schmutzöltank (20) geführt, um im Betrieb der Gasturbine (1) einen Entlüftungsgasstrom der Schmieröleinrichtung (10) abzuführen, c) die Anfangsentlüftungsleitung (41) oder alternativ der hieran angeschossene Schmutzöltank (20) ist an eine Anschlussentlüftungsleitung (42)angeschlossen, d) die Anschlussentlüftungsleitung (42) führt den Entlüftungsgasstrom zu einer Ölnebelabscheideanlage (50), e) die Ölnebelabscheideanlage (50) ist eine örtlich zusammenhängende Baugruppe, f) die Ölnebelabscheideanlage (50) umfasst einen Verdichter (51) und einen Coalescerfilter (52), wobei der Verdichter (51) den Druck des Entlüftungsgasstromes (30) auf einen Betriebsdruck des Coalescerfilters (52) erhöht und der Coalescerfilter (52) Ölnebelteilchen sammelt, die über eine Rückölleitung (52a) in den Schmutzöltank (20) geführt werden, und wobei der von Ölnebelteilchen befreite Entlüftungsgasstrom (30) über eine Endentlüftungsleitung (43) ins Freie geleitet wird, g) in Richtung des Entlüftungsgasstromes (30) ist vor dem Verdichter (51) zum einen eine Drosselöffnung (53) angeordnet, die einen Unterdruck begrenzt, und zum anderen ein erstes Manometer (54) zur Anzeige des Unterdruckes, h) in Richtung des Entlüftungsgasstromes ist hinter dem Verdichter (51) und vor dem Coalescerfilter (52) zum einen ein zweiter Manometer (55) zur Anzeige des Verdichtungsdruckes angeordnet, der die Funktion des Verdichters (51) und des Coalescerfilter (52) anzeigt, und zum andern ein Druckschalter (56), der spätestens bei einem Überdruck von mehr als 0,175 Bar den Verdichter (51) abschaltet.Ship, with the following features: a) the ship has a gas turbine (1) with a lubricating oil device (10), b) from the lubricating oil device (10) an initial vent line (41) is led into a dirty oil tank (20) in order to keep the Gas turbine (1) to discharge a venting gas stream of the lubricating oil device (10), c) the initial venting line (41) or, alternatively, the dirty oil tank (20) attached to it is connected to a connection venting line (42), d) the connection venting line (42) leads the venting gas stream to a Oil mist separation system (50), e) the oil mist separation system (50) is a locally coherent assembly, f) the oil mist separation system (50) comprises a compressor (51) and a coalescer filter (52), the compressor (51) measuring the pressure of the vent gas flow (30 ) is increased to an operating pressure of the coalescer filter (52) and the coalescer filter (52) collects oil mist particles which enter the dirty oil via a return oil line (52a) ank (20), and wherein the vent gas stream (30) freed from oil mist particles is passed into the open via an end vent line (43), g) in the direction of the vent gas stream (30), on the one hand, a throttle opening (53) is arranged in front of the compressor (51), which limits a negative pressure, and on the other hand, a first manometer (54) to display the negative pressure, h) in the direction of the venting gas flow is arranged behind the compressor (51) and in front of the coalescer filter (52) on the one hand a second manometer (55) to display the compression pressure, which the Function of the compressor (51) and the coalescer filter (52), and on the other hand a pressure switch (56), which switches off the compressor (51) at the latest at an overpressure of more than 0.175 bar. Schiff nach Anspruch 1, bei dem die Ölnebelabscheideanlage (50) über eine Steuerungseinrichtung (60) einschaltbar ist, die über eine Signalleitung (61) Signale von einer Inbetriebnahme der Gasturbine (1) erhält und die, wenn die Gasturbine (1) den Antrieb des Schiffes übernimmt, die Ölnebelabscheideanlage (50) über eine weitere Signalleitung (62) einschaltet.Ship to Claim 1 , in which the oil mist separator system (50) can be switched on via a control device (60) which receives signals via a signal line (61) that the gas turbine (1) is starting up and which, when the gas turbine (1) takes over the propulsion of the ship, the Turns on the oil mist separator system (50) via a further signal line (62).

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