本文格式為Word版，下載可任意編輯——論燃氣輪機發(fā)電機組滑油系統(tǒng)的設(shè)計與仿真摘要隨著燃氣輪機產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展、分布式能源不斷推廣，其使用場合對其穩(wěn)定性也越來越高。于是，對燃氣輪機的輔助系統(tǒng)要求也越來越高，其中滑油系統(tǒng)就是保障燃氣輪機、齒輪箱、發(fā)電機軸承冷卻的關(guān)鍵系統(tǒng)之一。所以，本文根據(jù)燃氣輪機發(fā)電機組設(shè)計、運行、維護要求，并根據(jù)其相關(guān)技術(shù)參數(shù)，通過流體力學(xué)、工程熱力學(xué)的相關(guān)理論對滑油系統(tǒng)進行CFD仿真。

關(guān)鍵詞燃氣輪機；滑油系統(tǒng)；仿真

引言

滑油系統(tǒng)是燃氣輪機發(fā)電機組的一個重要組成部分，對燃氣輪機軸承、齒輪箱軸瓦及傳動齒輪齒面、發(fā)電機軸承等進行潤滑[1]?；拖到y(tǒng)的作用就是對燃氣輪機、齒輪箱、發(fā)電機提供足夠流量的、溫度要求的滑油。假使不能提供合格的滑油量，那么燃氣輪機軸承、發(fā)電機軸承將積聚磨損以致金屬表面發(fā)熱、燒熔，使軸承遭到損壞?；谝陨纤?，提出燃氣輪機發(fā)電機組滑油系統(tǒng)仿真的研究，研究適合燃氣輪機發(fā)電機組需要的穩(wěn)態(tài)模型，并根據(jù)各個項目的實際狀況，設(shè)計出一套經(jīng)濟、安全、符合要求的滑油系統(tǒng)，為今后燃氣輪機發(fā)電機組滑油系統(tǒng)的優(yōu)化具有一定的推動作用。

CFD（ComputationalFluidDynamics）仿真即通過計算流體動力學(xué)，是流體力學(xué)的一個分支。CFD是近代流體力學(xué)，數(shù)值數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物。它以電子計算機為工具，對流體力學(xué)的各類問題進行數(shù)值試驗、計算機模擬和分析研究，以解決各種實際問題。本文通過滑油系統(tǒng)的設(shè)計要求通過C#編程語言開發(fā)CFD仿真工具。實現(xiàn)對滑油系統(tǒng)在計算機上完成模擬及驗算。

1滑油系統(tǒng)概述

滑油既能使轉(zhuǎn)動部件的軸與軸瓦的摩擦減小，又能帶走摩擦中產(chǎn)生的熱量及雜質(zhì)。燃氣輪機發(fā)電機組的滑油系統(tǒng)是開式自循環(huán)的滑油系統(tǒng)，該系統(tǒng)能連續(xù)不斷地為轉(zhuǎn)動部件提供滿足一定壓力、流量、溫度及過濾精度要求的滑油，確保機組連續(xù)運行的潤滑及散熱需求。該系統(tǒng)的組成有：滑油箱、滑油泵、油冷器、雙油濾、油霧分開器及各種元器件。滑油系統(tǒng)主要是在燃機啟動、正常運行以及停機過程中為燃氣輪機發(fā)電機組提供數(shù)量足夠、壓力和溫度適當(dāng)、清潔的滑油，吸收燃氣輪機、齒輪箱、發(fā)電機運行時軸瓦及各潤滑部件產(chǎn)生的熱量，從而防止軸承燒毀、軸頸過熱彎曲而引起的振動；滑油系統(tǒng)還為啟動用液力變扭器提供工作油及冷卻潤滑用油；另外，發(fā)電機滑油母管上還有一分支流向發(fā)電機頂起油系統(tǒng)[2]?；拖到y(tǒng)的工作流程是：燃機啟動前，先啟動輔泵打循環(huán)，時間不少于規(guī)定時間。規(guī)定時間后，如系統(tǒng)壓力不低于相關(guān)要求，即可起動主機，此時主泵開始工作。如系統(tǒng)壓力不斷上升，當(dāng)主泵轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速時，停輔泵。母管壓力達到規(guī)定要求。主泵工作時，將滑油由油箱中抽出，經(jīng)由旁路的節(jié)流孔板經(jīng)冷卻器冷卻，后通過溫控閥調(diào)理，然后經(jīng)過油濾過濾后進入母管。后經(jīng)壓力調(diào)理閥分別送往發(fā)動機、齒輪箱、主機等潤滑點。

滑油系統(tǒng)的主要作用：

2滑油系統(tǒng)的設(shè)計

滑油系統(tǒng)是保障燃氣輪機發(fā)電機組可靠的運行的關(guān)鍵。通過探尋把握相關(guān)的滑油設(shè)計相關(guān)的資料后，根據(jù)API614等相關(guān)規(guī)范，總結(jié)出了一種適應(yīng)機組的滑油系統(tǒng)設(shè)計方法，最終根據(jù)相關(guān)標準和實際項目需求，為項目方案設(shè)計相匹配的滑油系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)的泵閥儀表進行了計算和選型。

例如：滑油管路應(yīng)與其他管系隔開。為保證質(zhì)量純凈的滑油連續(xù)不斷地進入潤滑點，滑油系統(tǒng)中必需設(shè)置過濾設(shè)備。濾器前后應(yīng)設(shè)有壓力表。在計算細濾器的空隙時，滑油流量應(yīng)大于壓力泵流量的8%～10%，以防濾器的部分空隙堵塞而影響供油。滑油泵的進油管應(yīng)延伸至最低工作液面以下適當(dāng)高度，并應(yīng)與出油口盡量遠離[3]。

3滑油系統(tǒng)的仿真

計算機仿真是在計算機上建立研究對象的模型并進行試驗的過程。在建模中，首先要了解研究對象中存在的物理現(xiàn)象，建立數(shù)學(xué)模型，并轉(zhuǎn)換為計算機可以理解的形式，成為仿真模型[4]。建立數(shù)學(xué)模型是仿真的重要環(huán)節(jié)，數(shù)學(xué)模型的確鑿與否直接關(guān)系到仿真模型的仿真精度。主機滑油系統(tǒng)仿真模型包括滑油泵模型、滑油箱模型、滑油冷卻器模型、滑油濾模型、油氣分開模型、滑油熱力學(xué)模型、三通閥溫度控制模型。通過C#平臺編程、調(diào)試、設(shè)計出仿真程序。通過本程序?qū)崿F(xiàn)滑油系統(tǒng)供給狀況、壓力流量狀態(tài)、潤滑點狀態(tài)的仿真。通過曲線表示滑油系統(tǒng)的運行狀況，可模擬現(xiàn)場實際狀況的工況；實現(xiàn)了滑油系統(tǒng)的仿真操作。這將更直觀地、仿真出燃氣輪機發(fā)電機組滑油系統(tǒng)的真實運行狀況；隨著項目的實際要求，可便利擴展和修正仿真程序；可實現(xiàn)不同工況下的設(shè)備選型分析。

滑油系統(tǒng)的仿真可將計算器變成完全交互式的仿真試驗臺。實現(xiàn)系統(tǒng)裝配的零成本模型，透露出無法從屋里測試中得到的相關(guān)工程信息。通過在仿真中輸入相關(guān)設(shè)置，可將模型設(shè)計與分析設(shè)計進行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)過程的自動化。仿真的主要優(yōu)點在于驗算和比較結(jié)果。仿真包含的條件可以不同，每個部件也可蠶蛹不同的材料和工作條件。每種不同的設(shè)置組合稱為“工況〞。模型的仿真有助于分析這些工況。

4終止語