潤滑油系統的設計及功能

周全 黃曉晨 啟中華 鄒忠旭

摘要：本文主要論述離心壓縮機潤滑油系統的設計方法以及系統各組部件的功能

關鍵詞：潤滑油系統設計功能

中圖分類號： U473 文獻標識碼： A 文章編號：

一、緒論

壓縮機在工業生產中有著很重要的地位，隨著國民經濟的發展，其應用范圍也越來越廣泛，現在壓縮機已經廣泛的應用在石油化工﹑冶金﹑空分、電力、礦山﹑輕紡以及隧道等各個領域，

隨著工業設備生產能力的不斷提高，壓縮機無論在流量、壓比、轉速等方面都在隨之上升，一套穩定、有效的潤滑系統在壓縮機機組中就顯得越來越重要。

二、系統的設計

潤滑油系統為壓縮機組的重要輔助部分，所以其設計的出發點就是：確保壓縮機無論是在正?；蚴鹿薁顟B下都能使其得到良好的潤滑，并保證軸承、齒輪等各個潤滑點的正常工作狀態及最大限度的延長其使用壽命。因此其設計的基本參數主要為各個潤滑點（如：壓縮機的支撐軸承、推力軸承，電機的軸承，變速箱軸承及齒輪嚙合等）的用油量及潤滑油壓力。

在知道了油量及油壓參數后，就要結合壓縮機的工作狀況：是否為連續運轉、檢修周期、環境條件、共用工程條件等；另外還要考慮要求的安全程度來決定油系統的配置、調節控制方式及材料的選擇等具體的設計原則。一般來講，以上的各項條件在用戶訂貨時就已協商確定過了。對于未確定的細節可以按照雙方協商確定的國際標準、國家標準或制造廠標準執行。在以上各個方面確定以后就可以進行具體設計了。下面以我廠為四川空分設備（集團）有限責任公司設計、制造的2MCL454+3MCL406離心氧壓縮機組配套油系統的設計為例進行說明。

首先，得到壓縮機各個潤滑點的用油量及油壓要求如下：

根據與用戶（買方）簽定的技術協議即設計準則，該油站執行由美國石油協會發布的API614標準。因此根據此標準的規定可按以下步驟進行設計計算：

經過以上的計算（該計算利用EXCEL完成），基本完成了主要的計算選型：如油箱容量確定、油泵選擇、油冷卻器熱負荷、油過濾器選擇以及高位油箱的容積確定.

計算完成后，可根據與用戶確定的P&I圖（系統流程圖）進行流程布置及圖紙繪制工作了。

三、潤滑油系統組成

潤滑油系統是用來向壓縮機、驅動機、變速機以及聯軸器提供強制潤滑油供油裝置。

潤滑油系統由潤滑油站、高位油箱、中間連接管路以及各種控制閥門和儀表所組成，其中潤滑油站由油箱、油泵、油冷卻器、油過濾器、壓力調節閥、各種檢測儀表以及油管路和閥門等組成。

潤滑油站上的所有設備均安裝在一個鋼結構底盤上，構成一集裝式供油系統，用戶只需進行外部連接。

1 油箱

油箱的容積符合 API614 標準要求，其維持容量為8分鐘的正常流量；工作容量為5分鐘的正常流量。

油箱附帶如下儀表及附件：

1.1液位計；

1.2液位開關；

1.3溫度變送器；

1.4加熱器

采用電加熱器，其電源為：380V；50HZ；3相，帶恒溫開關，設定溫度為45゜C。

1.5氮氣吹掃接頭

為了迅速排除油箱內部的煙氣，油箱上設置了氮氣吹掃接頭，在氮氣吹掃接頭進口處裝有孔板，孔板前的氮氣壓力為：200mmH2O,氮氣流量為：10Nm3/日。

1.6油箱排放閥

在油箱傾斜底板的最低端設有排放閥。

2油泵

油系統中設置了兩臺相同流量及壓力的螺桿泵，一主一備，正常工作時只需開動一臺油泵，即可滿足整個機組所需的全部油量要求。

油泵驅動機均為電動機。

主/備油泵吸油口至油箱之間裝有截止閥和泵吸入過濾器，在主/備油泵排油口設有止回閥以防止壓力油經空載泵回流；在上述止回閥的下游設有截止閥，維修油泵時應首先關閉油泵進出口的截止閥。

此外，潤滑油系統中還設置了低壓聯鎖報警裝置，當潤滑油總管的油壓或調節油壓下降到聯鎖報警整定壓力時，聯鎖報警裝置發出報警信號并自動啟動備用油泵，當系統油壓恢復正常值后，手動停止備用油泵。

注：a.潤滑油總管壓力整定值為：報警值：0.17MPaG、停機值0.11MPaG

3油冷卻器

系統中的油冷卻器為管殼式換熱器，殼程走油，管程走水,進油溫度65℃；出油溫度≤50℃。清洗或維修時可以將管束抽出。油站上設置了兩臺油冷卻器，一臺工作，一臺備用，每臺油冷卻器均能單獨滿足機組全部油量的冷卻要求。兩臺油冷卻器的進出口分別用一臺連續流轉換閥（即三通切換閥）連接在一起，且在兩臺油冷卻器之間設置了一條旁通管線，在旁通管線中設有截止閥及節流孔板，在油冷卻器殼程設有排氣管線回油箱，在排氣管線中設有截止閥、節流孔板及流量視鏡，正常工作時旁通管線中的截止閥及排氣管線中的截止閥均處于開啟狀態，使得備用油冷卻器始終充滿油，且備用油冷卻器與在用油冷卻器的油壓相同、溫度相近，始終處于待命狀態，可隨時投入使用，并保證了在兩臺油冷卻器切換過程中油壓不會降低到啟動備用油泵的壓力整定值以下。

在機組正常運轉時可對其中的一臺油冷卻器進行清洗或維修。

4 潤滑油油過濾器

油系統上設置了兩臺油過濾器，一臺工作，一臺備用，每臺油過濾器均能單獨滿足機組全部潤滑油的過濾要求。兩臺油過濾器的進出口用一臺連續流轉換閥（即六通切換閥）連接在一起，且在兩臺油過濾器之間設置了一條旁通管線，在旁通管線中設有截止閥及節流孔板，在油過濾器頂部設有排氣管線回油箱，在排氣管線中設有截止閥、節流孔板及流量視鏡，正常工作時旁通管線中的截止閥及排氣管線中的截止閥均處于開啟狀態，使得備用油過濾器始終充滿油,并使得備用油過濾器與在用油過濾器的油壓相同且溫度相近，始終處于待命狀態，這樣就保證了在兩臺油過濾器切換過程中油壓不會降低到啟動備用油泵的壓力整定值以下。

在機組正常運轉的情況下即可對其中的一臺油過濾器進行維修或更換濾芯。

在油過濾器進出口的管道上設有差壓變送器，用來顯示油過濾器進出口間的壓差，當壓差達到0.15MPa時，說明油過濾器的濾芯堵塞嚴重，此時需立即更換濾芯。

5 壓力調節閥

潤滑油供油總管的油壓由二次壓力調節閥來調節.油泵出口壓力由一次壓力調節閥調節，同時將多余油量經該閥排回油箱。

6潤滑油系統內部連接管路

潤滑系統中各設備之間由管道及閥門連接在一起，在油泵出口的管道中裝有止回閥，用來防止油泵打出來的油液經空載泵回流，一次壓力調節閥與三臺截止閥組成閥組安裝在油泵出口至油冷卻器進口的并聯管路中，一次壓力調節閥為閥前調節，用來控制泵出口的油壓，多余油液經該閥流回油箱；

在油過濾器下游裝有二次壓力調節閥，該壓力調節閥與三臺截止閥組成調節閥組，用來控制潤滑油總管的油壓，該調節閥組的出口既為潤滑油供油口。

油泵出口至油冷卻器進口的管路中裝有壓力表（用來測量泵出口的油壓）及溫度計（用來測量油冷卻器入口的油溫）。

油冷卻器出口至潤滑油油過濾器進口的管路中溫度計（用來測量油冷卻器出口的油溫）。

在油冷卻器的殼程設有排氣管線回油箱；在該排氣管線中設有截止閥、視鏡及孔板。

在油過濾器的頂部設有排氣管線回油箱；在該排氣管線中設有截止閥、視鏡及孔板。

油過濾器進出口裝有差壓變送器（用來測量油過濾器進出油口間的壓差）。

7潤滑油高位油箱

當油系統出現故障不能正常供油時，壓縮機被迫停機，此時由于壓縮機轉子的轉動慣量很大，機組需經過一段時間后才能完全停下來，這段時間機組所需的潤滑油由高位油箱來提供。

8 蓄能器

在潤滑油供油總管設置蓄能器，保證在油泵切換過程中壓力的穩定，以下為蓄能器計算方法：

API614規定備用泵從靜止狀態加速到工作轉速期間（4秒鐘），系統供給壓力應保持在停機開關設定值之上。蓄能器的數量為：

4×∑Q

n1=----------(個)—按計算值向上圓整為整數。

60×Vx'

式中：Vx'—1個蓄能器的有效使用容積 L

以上論述了潤滑油系統的設計及各組部件的主要功能，有不足之處請各位專家指正。

參考文獻：

1 《專用的潤滑、軸密封和控制油系統》 中文版 (API614標準)

2 《油站設計規范》 沈陽鼓風機廠2005年10月

3 《SNH型三螺桿泵選型手冊》天津工業泵廠1998年12月

注：文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。