用于鼓风机及压缩机辅机的润滑油系统的设计方法及装置与流程

技术特征：

1.一种用于鼓风机及压缩机辅机的润滑油系统的设计方法，其特征在于，包括：

步骤10、确定润滑油系统的设计输入参数；所述设计输入参数包括项目信息、行业设计标准、鼓压风机润滑设备列表、润滑油物性、润滑油流量压力、润滑油供油压力、蓄能器的放置位置、压缩机惰转时间、润滑油系统的组成部件及工程公用条件；所述润滑油系统用于鼓风机及压缩机辅机；所述项目信息包括用户名称、项目地址、项目名称、项目编号及装置名称；

所述行业设计标准包括对于润滑油系统的API614第四版和第五版所订的标准、对于润滑油系统零部件的GB和API标准；

所述鼓压风机润滑设备列表包括压缩机推力轴承、压缩机滚动轴承、齿轮箱及增压机；

所述润滑油物性包括粘度、比热及密度；所述所需润滑油流量压力包括润滑油的流量和压力；

所述润滑油系统组成部件选取是确定润滑油系统的部件构成；所述工程公用条件指冷却水、氮气源、低压电等项目成套设计基础条件；

步骤20、根据所述设计输入参数进行鼓风机、压缩机辅机润滑油系统设计；所述鼓风机、压缩机辅机润滑油系统设计包括通过流速计算确定管径、通过压降计算确定油泵输出压力、油泵设计、管道设计压力、油过滤器设计、高位油箱设计、蓄能器设计、热力计算、油箱设计、加热器设计、安全阀计算设计。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过流速计算确定管径包括：

首先根据步骤是10所述行业设计标准规定的流速范围和润滑油量计算管径，计算公式如下：

其中，d为管径，q为润滑油量，v为润滑油流速；

然后调整与上式d规格相邻的管道通径，对流速进行迭代验算，调整至行业设计标准规定的流速范围内。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过压降计算确定油泵输出压力包括：

确定了产生压降的部件；所述产生压降的部件包括管道、阀门、油冷却器管程、油过滤器芯子及温控阀；

将确定产生压降的部件在运行过程中产生的最大设计压降进行代数和运算，即为油泵出口至润滑油供油口的总压降ΔP；

将步骤10中的润滑油供油压力和总压降ΔP求代数和得油泵最小输出压力；

确定大于所述油泵最小输出压力的压力作为油泵输出压力Pnorm。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述油泵设计包括润滑油泵和事故油泵的设计；

所述润滑油泵设计包括：

在所述油泵输出压力P_norm，65±5℃下，根据API614规定对润滑油总油量进行系数调整，从而确定油泵最小输出流量为Q₀；

确定大于且最接近Q₀的油泵型号作为所选取的润滑油泵，根据所述油泵输出压力P_norm确定65±5℃下的输出流量Q₁；

计算安全阀开启状态压力P_PSV，P_PSV＝max[(Pnorm+0.17)，1.1×Pnorm]，并根据所述P_PSV确定润滑油系统最低温度下的输出流量Q₂；

计算100％全开状态的压力P_PSV全开，P_PSV全开＝1.1×P_PSV，并根据所述P_PSV全开确定润滑油系统最低温度下的输出流量Q₃；

根据P_norm系数调整后数值和PPSV全开系数调整后数值取最大值，确定润滑油泵驱动电机的功率PM，

PM＝max[Pnorm×N，PPSV全开×N]，其中N系数的取值取决于Pnorm和PPSV全开；

所述事故油泵设计包括：

根据事故油泵的作用，确定其事故状态所需压力P’及油量；所述事故油泵的作用包括事故供油用、清洗汽轮机叶轮用及盘车冷却用；

在所述P’，65±5℃下，根据API614规定对事故油量进行系数调整，从而确定油泵最小输出流量为Q’0；

确定大于且最接近Q’0的油泵型号作为所选取的事故油泵，根据所述油泵输出压力P’确定65±5℃下的输出流量Q’1；

计算安全阀开启状态压P’_PSV＝max[(P′+0.17)，1.1×P′]，并根据所述P’_PSV确定润滑油系统最低温度下的输出流量Q’₂；

计算100％全开状态的压力P’_PSV全开＝1.1×P’_PSV，并根据所述P’_PSV全开确定润滑油系统最低温度下的输出流量Q’₃；

根据P′系数调整后数值和P′PSV系数调整后数值取最大值，确定润滑油泵驱动电机的功率PM’；

PM＝max[P′×N，P′PSV全开×N]，其中，N系数的取值取决于P′和P′PSV。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管道设计压力包括

根据步骤10中的所述润滑油系统的组成部件，确定油泵为螺杆泵、齿轮泵或者离心泵；

当为螺杆泵或齿轮泵时，管道设计压力Pd＝Pnorm+max(Pnorm×0.2，0.3)；

当为离心泵时，管道设计压力Pd＝Pnorm+0.1。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油过滤器设计包括润滑油过滤器、控制油过滤器和事故油过滤器的设计；

所述润滑油过滤器设计是确定润滑油过滤器的滤芯数量，所述润滑油过滤器的滤芯数量n_L＝(a×QL/Qf)向上圆整，所述a为负荷量，所述Q_f为滤器滤芯在最大差压状态下的流通量，所述Q_L为所述步骤10中润滑油流量压力中的润滑油总油量；

所述控制油过滤器设计包括确定控制油过滤器的滤芯数量，所述控制油过滤器的滤芯数量n_C＝(a×Q控/Qf)向上圆整，所述a为负荷量，所述Q_f为滤器滤芯在最大差压状态下的流通量，所述Q_控为所述步骤10中润滑油流量压力中的控制油总油量；

所述事故油过滤器包括确定事故油过滤器的滤芯数量，所述事故油过滤器的滤芯数量nE＝(a×QE/Qf)向上圆整，所述a为负荷量，所述Qf为滤器滤芯在最大差压状态下的流通量，所述Q_E为所述步骤10中事故油流量压力中的控制油总油量。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高位油箱设计包括:

确定事故容积V₁，所述事故容积V₁＝T₁×0.5×Q_L；所述T1为输入的压缩机惰转时间或项目信息要求的事故供油时间，所述Q_L为润滑油总油量；

确定高位油箱的容积，所述高位油箱的容积大于V1。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蓄能器设计包括：

确定蓄能器所需冷油最小容积V_min，所述Vmin＝ΔV×(P1/P0)^(1/g)/1-(P1/P2)^(1/g)；

确定蓄能器所需冷油最大容积V_max，所述Vmax＝Vmin×Tmax/Tmin；

确定油容积ΔV，所述ΔV＝4×QL；

所述P₁为润滑油系统系统最低压力，所述P₂为备用泵启动时蓄能器入口压力，所述P₀为有效充气压力，所述g为气体绝热系数，所述T_min为蓄能器预充气体最低温度，所述T_max为润滑油系统运行时介质最高温度；所述Q_L为润滑油总油量；

根据V_max数值向上圆整选择蓄能器工程容积。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热器设计包括电加热器设计或蒸汽加热器设计；设计包括确定加热油所需要的热量Qa、侧板与外界交换的热量Qb、加热温差ΔT、电加热器最小功率、对数平均温度ΔTm、单位时间换热量Qc及换热面积S1；

所述Qa＝V4×γ×Cp×ΔT，

所述Qb＝S×Ks×T×ΔT，

所述ΔT＝T2-T1，其中，Cp为润滑油比热，γ为润滑油密度，T为行业设计标准规定的加热时间，T₁为环境最低温度，T₂为最低开车温度，ΔT为加热温差，Ks为油箱侧板与外界热交换系数，S为油箱侧表面积及V4为油箱注油量；

所述电加热器最小功率N_heater＝1.15×(Qa+Qb)/T/1000×γ；

所述对数平均温度ΔTm通过以下公式计算获得：

ΔT1＝T3-T1，

ΔT2＝T3-T2，

ΔTm＝(ΔT1-ΔT2)/ln(ΔT1/ΔT2)，

所述单位时间换热量Qc＝(Qa+Qb)/T，

所述换热面积S₁＝Qc/(ΔTm×K)，

蒸汽加热器蒸汽耗量Qs＝1.25×Qc/K1，

其中，Qc为单位时间换热量，S1换热面积，T3为饱和水蒸汽温度，K1为饱和蒸汽汽化热，K为加热器换热系数。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述安全阀计算设计包括润滑油安全阀设计和事故油安全阀设计；其中，润滑油安全阀设计包括确定安全阀所需流道面积和安全阀排量；

所述安全阀所需流道面积

所述安全阀排量所述γ为润滑油密度，q为润滑油总流量，Pdr为额定排放压力，Pb为背压，所述Kd为，Kw为，Kc为，Kv为。

11.一种用于鼓风机及压缩机辅机的润滑油系统的设计装置，其特征在于，包括：

第一设计模块，确定润滑油系统的设计输入参数；所述设计输入参数包括项目信息、行业设计标准、鼓压风机润滑设备列表、润滑油物性、润滑油流量压力、润滑油供油压力、蓄能器的放置位置、压缩机惰转时间、润滑油系统的组成部件及工程公用条件；所述润滑油系统用于鼓风机及压缩机辅机；所述项目信息包括用户名称、项目地址、项目名称、项目编号及装置名称；

所述行业设计标准包括对于润滑油系统的API614第四版和第五版所订的标准、对于润滑油系统零部件的GB和API标准；所述润滑油系统零部件

所述鼓压风机润滑设备列表包括压缩机推力轴承、压缩机滚动轴承、齿轮箱及增压机；

所述润滑油物性包括粘度、比热及密度；所述所需润滑油流量压力包括润滑油的流量和压力；

所述润滑油系统组成部件选取是确定润滑油系统的部件构成；所述工程公用条件指冷却水、氮气源、低压电等项目成套设计基础条件；

第二设计模块，根据所述设计输入参数进行鼓风机、压缩机辅机润滑油系统设计；所述鼓风机、压缩机辅机润滑油系统设计包括通过流速计算确定管径、通过压降计算确定油泵输出压力、油泵设计、管道设计压力、油过滤器设计、高位油箱设计、蓄能器设计、热力计算、油箱设计、加热器设计、安全阀计算设计。