阅读说明：本技术 一种离心油泵快速切换的模拟测试系统及其测试方法 (Simulation test system for rapid switching of centrifugal oil pump and test method thereof ) 是由 王秋宝 田国林 郭艳妮 张红日 陈才明 秦俭 薛光耀 于 2019-11-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种离心油泵快速切换的模拟测试系统及其测试方法,涉及润滑系统技术领域,旨在解决润滑系统的压力值试验是破坏性的,容易导致机组轴承烧坏的技术问题,其技术方案要点是包括供油模块,供油模块包括交流油泵、备用交流泵、直流危机油泵、冷油器、过滤器和主油箱；交流油泵和备用交流泵连接有出油管道,过滤器连接有出油管路；出油管路连接有负载模拟单元,其包括模拟平台、负载调节阀TH1、回油调节阀TH2和辅油箱；出油管路连接有供油管路,回油调节阀TH2连接有回油管路,回油管路连接于主油箱；供油模块和负载模拟单元上设置有检测单元。达到了模拟机组的工作环境进行模拟得出最低压力值并不会对机组轴承产生破坏的效果。(The invention discloses a simulation test system for fast switching of centrifugal oil pumps and a test method thereof, relates to the technical field of lubricating systems, and aims to solve the technical problem that a pressure value test of a lubricating system is destructive and easily causes unit bearings to burn out; the alternating-current oil pump and the standby alternating-current pump are connected with an oil outlet pipeline, and the filter is connected with an oil outlet pipeline; the oil outlet pipeline is connected with a load simulation unit which comprises a simulation platform, a load regulating valve TH1, an oil return regulating valve TH2 and an auxiliary oil tank; the oil outlet pipeline is connected with an oil supply pipeline, the oil return regulating valve TH2 is connected with an oil return pipeline, and the oil return pipeline is connected with a main oil tank; and the oil supply module and the load simulation unit are provided with detection units. The effect that the lowest pressure value obtained by simulating the working environment of the simulation unit can not damage the unit bearing is achieved.)

一种离心油泵快速切换的模拟测试系统及其测试方法

技术领域

本发明涉及润滑系统技术领域，更具体地说，它涉及一种离心油泵快速切换的模拟测试系统及其测试方法。

背景技术

发电机组汽轮机中设有润滑油系统，其主要任务是向汽轮发电机组的各轴承(包括支撑轴承和推力轴承)、联轴器及盘车装置提供合格的润滑油。目前，大型转轴类主机润滑油系统普遍采用“一用一备的交流电容润滑油泵+直流应急油泵”的供油模式。这种供油模式简化了润滑油系统的设计，缩短了机组轴向总长，但对电动油泵的启动性能及故障切换特性提出了较高的要求。

现有公开号为CN105545382A的中国专利，公开了一种火力发电机组汽轮机润滑系统，包括主泵润滑单元，主泵润滑单元包括：用油管顺次连接的主泵、注油器、主泵单向阀、冷油器，冷油器的一端与主泵单向阀相连，冷油器的另一端通过油管通向待润滑件；火力发电机组汽轮机润滑系统还包括交流泵润滑单元和直流泵润滑单元，与相关技术相比，增加了交流泵润滑单元，在机组启动和停机过程中，当主轴转速小于2700-2800r/min时主泵润滑单元不能提供足够的油压和油流，此时启动交流泵润滑单元，以满足系统供油需要。当主泵润滑系统和交流泵润滑单元出现故障时，直流润滑单元启动，直流泵出口绕开冷油器，防止冷油器故障轴承断油烧瓦，提高机组运行安全性和可靠性。

为了保证机组的正常运转防止停机，要求油泵投入使用时万一出现事故工况能够快速启动备用油泵。然而在油泵切换的过程中，由于油泵停机会存在机组轴承处压力降低、流量减小的情况，此时机组的轴承容易发生损坏。故而，需要对油泵切换过程中的压力最低值进行试验以得出压力最低值作为警戒值，但是，现有技术中的试验是破坏性的，容易在测试的过程中使得在位的机组轴承烧坏，故有待改善。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一在于提供一种离心油泵快速切换的模拟测试系统，其具有能够模拟机组的工作环境以对备用油泵切换时及各种工作状态进行模拟并不会对机组轴承产生破坏的优势。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种离心油泵快速切换的模拟测试系统，包括供油模块，所述供油模块包括交流油泵、备用交流泵、直流危机油泵、冷油器、过滤器和主油箱，所述主油箱放置在基准平面上，所述交流油泵、备用交流泵和直流危机油泵分别固定在主油箱上；所述交流油泵和备用交流泵共同连接有出油管道，所述出油管道通过管道连接于冷油器，所述冷油器连接于过滤器，所述过滤器连接有出油管路，所述直流危机油泵连接于出油管路；所述出油管路连接有负载模拟单元，所述负载模拟单元包括模拟平台、负载调节阀TH1、回油调节阀TH2和辅油箱；所述出油管路连接有供油管路，所述供油管路连接于负载调节阀TH1，所述负载调节阀TH1设置在模拟平台上，所述负载调节阀TH1另一端连接于辅油箱，所述辅油箱连接于回油调节阀TH2，所述回油调节阀TH2连接有回油管路，所述回油管路连接于主油箱；所述供油模块和负载模拟单元上设置有检测供油压力和负载压力的检测单元。

通过采用上述技术方案，负载模拟单元中的负载调节阀TH1对供油管路的负载压力进行调节并经回油管路将润滑油回流至主油箱，从而模拟机组轴承处的压力环境。由于同一类型的离心泵运转曲线相同，因而可以建立起一套与轴承工作环境相同的模拟系统，并能够在模拟系统中模拟出轴承工作环境的最低压力值。所以能够在不影响机组轴承在位工作和安全性能的前提下，对轴承的各种工作状态进行模拟，并且能够提出有针对性的解决方案。

进一步地，所述检测单元包括分别设置在交流油泵、备用交流泵和直流危机油泵上的测速装置RS；

分别设置在出油管道上、出油管路靠近供油管路一端以及供油管路靠近负载调节阀TH1一端的压力变送器PT；

三个压力开关PS，其中两个设置在出油管路上，另一个设置在供油管路靠近负载调节阀TH1一端；

连接在出油管路和供油管路之间的流量计FM1；

动力柜，用于为交流油泵、备用交流泵和直流危机油泵供电；

数据采集仪，耦接于流量计FM1、压力变送器PT和测速装置RS以对数据进行收集分析；以及PLC控制柜，耦接于压力开关PS以及数据采集仪以便于对压力值进行设定。

通过采用上述技术方案，在各个管路对管路的压力值进行监测，并通过数据采集仪进行采集，以及通过动力柜和PLC控制柜进行控制，从而能够实现对机组轴承周围的电气环境进行模拟再现。

进一步地，所述辅油箱顶部连接有放空阀，所述放空阀与辅油箱之间连接有溢流管路，所述溢流管路连接于主油箱。

通过采用上述技术方案，放空阀和溢流管路相配合以在辅油箱内部的润滑油油量过多而回油管路不足以完全回流时进行溢流，从而提供了另一条出油管路，保证了在故障情况下润滑油的回流。

进一步地，所述出油管路与供油管路的连接点连接有储油罐。

通过采用上述技术方案，储油罐的设置便于在管路中增加一个储能管路，从而对机组轴承处较长距离的管道进行模拟，从而起到储能的作用。

进一步地，所述模拟平台底端设置有便于调节高度的脚手架，所述模拟平台的高度高于主油箱的高度。

通过采用上述技术方案，脚手架的设置便于对模拟平台的位置进行调节，从而模拟不同高度的机组轴承。

进一步地，所述脚手架上固定有支撑平台，所述储油箱放置在支撑平台上。

通过采用上述技术方案，支撑平台固定在脚手架上使得支撑平台的高度高于主油箱的高度，从而使得辅油箱的高度高于主油箱的高度，润滑油便于在重力作用下回流。

本发明的目的之一在于提供一种离心油泵快速切换的模拟测试系统的测试方法，其具有能够对最低压力值进行测算并模拟验证的优势。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：包括下列步骤：

S100，对交流油泵进行启动测试，分别得到交流油泵启动时1PT、2PT、3PT压力曲线；

S200，对交流油泵进行停机测试，同时得到交流油泵停机时1PT、2PT、3PT压力曲线；

S300，确定事故工况的逻辑关系，并根据逻辑关系计算出在事故工况下备用泵启动所需要的延迟时间；

S400，选择事故工况所对应的压力曲线进行拟合，将交流油泵启动时的压力曲线与交流油泵停机时的压力曲线叠加，交流油泵启动的时刻相对于交流油泵停机的时刻滞后一个延迟时间。

S500，读出启动曲线和停止曲线的交点，此交点处的压力值即为润滑系统事故工况时油泵切换过程中的叠加压力最低值；此交点处的时间即为油泵切换过程中压力值最低点发生的时间；

S600，以交流油泵为主泵，备用交流泵为辅泵，按照预先确定的事故工况进行测试以对压力最低值进行验证。

通过采用上述技术方案，测量并绘制出交流泵启动和停机的曲线，将两个曲线增加一个延迟时间之后进行叠加，从而能够从交点读出压力值的最低值，这个最低值作为一个判断的警示值作为参考。通过模拟系统能够模拟润滑系统的事故工况并进行数据记录，从而能够在模拟系统中将实际的最低值测量出来，从而与读出的最低值进行比较和验证。

进一步地，所述事故工况包括电气联锁和压力联锁，所述电气联锁为交流油泵故障时立即启动备用交流泵，所述压力联锁为供油管路压力值低于预设值时启动备用交流泵。

通过采用上述技术方案，事故工况包括但不限于电气联锁和压力联锁，通过对事故工况的模拟，通过对事故工况的响应快速启动备用交流泵，并且对启动过程中压力最低值进行测量，从而模拟了机组轴承发生的事故从而便于进行测试和试验。

进一步地，步骤S600中还包括下列子步骤：

A100，先将模拟测试系统搭建完成，然后调节负载调节阀TH1的负载值并启动交流油泵；

A200，将交流油泵采用相应事故工况进行模拟，并通过检测单元对供油管路的压力进行检测；

A300，绘制压力变化的曲线，得到模拟压力最低值；

A400，将模拟压力最低值与叠加压力最低值进行比较验证。

通过采用上述技术方案，模拟测试系统能够对润滑系统中产生的各种事故工况进行模拟再现，并在不影响机组安全性以及在位的前提下提前模拟机组可能发生的事故工况进行提前预防。另外，模拟测试系统还能根据机组出现的事故工况的曲线进行再现模拟并研究解决方案，从而减少了机组轴承的惰走停机。

进一步地，所述模拟压力最低值的检测点位于供油管路靠近负载调节阀TH1的一端。

通过采用上述技术方案，检测点设置在供油管路靠近负载调节阀TH1的一端使得测试的数值更贴合于机组轴承处的环境，从而使得得出的结果更加准确。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、采用了供油模块上设置负载模拟单元和检测单元相配合的技术，从而产生对机组轴承处的工作环境进行模拟的效果；

2、采用了测速装置RS、压力变送器PT、压力开关PS、流量计FM1、动力柜、数据采集仪和PLC控制柜相配合的技术，从而产生对油泵切换过程中压力数据进行收集和控制的效果；

3、采用了模拟平台底端设置放空阀、脚手架、储油罐和支撑平台相配合的技术，从而产生便于润滑油回流进主油箱的效果。

附图说明

图1为实施例一中一种离心油泵快速切换的模拟测试系统的整体结构示意图；

图2为实施例二中压力联锁切换的叠加曲线和模拟曲线图；

图3为实施例二中电气联锁切换的叠加曲线和模拟曲线图。

图中：1、供油模块；11、交流油泵；111、出油管道；12、备用交流泵；13、直流危机油泵；14、冷油器；15、过滤器；151、出油管路；16、主油箱；17、基准平面；2、负载模拟单元；21、模拟平台；211、支撑平台；22、辅油箱；221、回油管路；222、放空阀；2221、溢流管路；23、供油管路；231、储油罐；24、脚手架；3、检测单元；31、动力柜；32、数据采集仪；33、PLC控制柜。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

一种离心油泵快速切换的模拟测试系统，参照图1，其包括供油模块1，供油模块1包括交流油泵11、备用交流泵12、直流危机油泵13、冷油器14、过滤器15和主油箱16，主油箱16通过地脚螺栓固定在基准平面17上，基准平面17优选为地面，交流油泵11、备用交流泵12和直流危机油泵13分别通过螺栓固定在主油箱16上，交流油泵11、备用交流泵12和直流危机油泵13均为离心泵。

交流油泵11和备用交流泵12共同连接有出油管道111，出油管道111通过管道连接于冷油器14，冷油器14连接于过滤器15。出油管道111连接冷油器14的进油管，进水管接自来水，出水管接收集槽，冷油器14的出油管连接于过滤器15。过滤器15另一端连接有出油管路151，直流危机油泵13连接于出油管路151。

出油管路151连接有负载模拟单元2，负载模拟单元2包括模拟平台21、负载调节阀TH1、回油调节阀TH2和辅油箱22。出油管路151通过法兰固定连接有供油管路23，供油管路23连接于负载调节阀TH1，负载调节阀TH1为临时节流阀。出油管路151与供油管路23的连接点连接有储油罐231，储油罐231固定在模拟平台21上，以模拟机组现场的长距离管路。

负载调节阀TH1设置在模拟平台21上，负载调节阀TH1另一端通过法兰连接于辅油箱22，负载调节阀TH1调节进入辅油箱22的压力，以此模拟机组轴承处的压力。本模拟系统不仅可以模拟离心泵的快速启动，还可以对润滑系统在使用过程中产生的问题进行模拟，并试验出最优方案进行改进。

模拟平台21底端固定连接有便于调节高度的脚手架24，脚手架24可通过拆卸进行调节高度，模拟平台21的高度高于主油箱16的高度。脚手架24上通过螺栓固定有支撑平台211，储油箱放置在支撑平台211上。

辅油箱22底端通过管道连接于回油调节阀TH2，回油调节阀TH2为临时节流阀并连接有回油管路221，回油管路221连接于主油箱16，回油管路221将辅油箱22中的润滑油在经高度提升后回流至主油箱16中。

辅油箱22顶部连接有放空阀222，放空阀222与辅油箱22之间连接有溢流管路2221，溢流管路2221通过法兰连接于主油箱16，以在辅油箱22溢流时将润滑油经溢流管路2221回流至主油箱16。

供油模块1和负载模拟单元2上设置有检测单元3，检测单元3包括分别通过螺栓固定在交流油泵11、备用交流泵12和直流危机油泵13上的测速装置RS，测试装置设置有三个，为1RS、2RS和3RS，分别对应于交流油泵11、备用交流泵12和直流危机油泵13，在各个泵启动时检测各个泵到达预定转速并记录时间。

检测单元3还包括螺纹连接在出油管道111上、供油管路23靠近出油管路151一端以及供油管路23靠近负载调节阀TH1一端的压力变送器PT，压力变送器PT设置有三个，为1PT、2PT和3PT，分别对应于出油管道111上、供油管路23靠近出油管路151一端以及供油管路23靠近负载调节阀TH1一端的压力变送器PT，以在油泵启动时检测各个管道内部的压力值。

检测单元3还包括三个压力开关PS，其中两个固定在出油管路151上，另外一个固定在供油管路23靠近负载调节阀TH1一端，分别为1PS、2PS和3PS，分别对应于出油管路151上的两个以及固定在供油管路23靠近负载调节阀TH1一端的一个压力开关PS。

检测单元3还包括流量计FM1、动力柜31、数据采集仪32和PLC控制柜33，流量计FM1连接在出油管路151和供油管路23之间，用于监测供油流量。动力柜31电连接于交流油泵11、备用交流泵12和直流危机油泵13，为交流油泵11、备用交流泵12和直流危机油泵13进行供电。数据采集仪32耦接于流量计FM1、压力变送器PT和测速装置RS以对数据进行收集分析。PLC控制柜33耦接于压力开关PS以及数据采集仪32以便于对压力值进行设定。

工作原理如下：

主油箱16中的润滑油经交流油泵11进行泵送，从出油管道111流出，经冷油器14冷却并经过滤器15进行过滤，然后从出油管路151输出。出油管路151与供油管路23连通将润滑油输入模拟平台21，负载调节阀TH1能够调节负载的压力，从而对机组的轴承处进行模拟。润滑油经负载调节阀TH1流至辅油箱22进行收集，由于模拟平台21的高度高于主油箱16的高度，因而辅油箱22内的润滑油可以经回油管路221回流至主油箱16。同时储油罐231能够模拟长距离的管路，并能够起到储能的作用。本模拟测试系统不仅可以对离心泵的快速启动进行模拟测试，还可以对润滑系统的运行状态进行模拟，从而便于对使用过程中发生的问题进行模拟并通过试验得到解决方案。

实施例2：

一种应用于离心油泵快速切换的模拟测试系统的测试方法，包括下列步骤：

S100，对交流油泵11进行启动测试，分别得到交流油泵11启动时1PT、2PT、3PT压力曲线。参照图2，具体操作为将模拟测试系统搭建好，然后单独启动交流油泵11，通过压力变送器PT对压力进行监测并绘制压力曲线L1。

S200，对交流油泵11进行停机测试，同时得到交流油泵11停机时1PT、2PT、3PT压力曲线。参照图2，具体操作为将单独启动的交流油泵11停机，通过压力变送器PT对压力进行监测并绘制压力曲线L2。

S300，确定事故工况的逻辑关系，并根据逻辑关系计算出在事故工况下备用泵启动所需要的延迟时间。对于本领域技术人员来说，事故工况包括但不限于电气联锁和压力联锁，电气联锁为交流油泵11故障时立即启动备用交流泵12，压力联锁为供油管路23压力值低于预设值时启动备用交流泵12。电气联锁采用电磁继电器的方式启动，而压力联锁采用压力开关PS触发启动的方式启动。压力联锁参照图2，电气联锁参照图3。

S400，选择事故工况所对应的压力曲线进行拟合，将交流油泵11启动时的压力曲线与交流油泵11停机时的压力曲线叠加，交流油泵11启动的时刻相对于交流油泵11停机的时刻滞后一个延迟时间△t。压力联锁的延迟时间略大于电气联锁的延迟时间。

S500，读出启动曲线和停止曲线的交点，此交点处的压力值即为润滑系统事故工况时油泵切换过程中的叠加压力最低值，此交点处的时间即为油泵切换过程中压力值最低点发生的时间。

S600，以交流油泵11为主泵，备用交流泵12为辅泵，按照预先确定的事故工况进行测试以对压力最低值进行验证。具体步骤如下：

A100，先将模拟测试系统搭建完成，然后调节负载调节阀TH1的负载值并启动交流油泵11，使得交流油泵11的转速达到预定值，并保证供油管路23的供油压力。

A200，将交流油泵11采用相应事故工况进行模拟，电气联锁的事故工况下将交流油泵11停机，此时触发电气联锁；而压力联锁将交流油泵11短接，此时触发压力联锁；并通过检测单元3中的压力变送器PT对供油管路23的压力进行检测。模拟压力最低值的检测点位于供油管路23靠近负载调节阀TH1的一端，靠近负载调节阀TH1的一端更接近于真实状态下的机组轴承处的环境。对于本领域技术人员来说，压力联锁与电气联锁操作相同。

A300，绘制压力变化的曲线，得到模拟压力最低值；

A400，将模拟压力最低值与叠加压力最低值进行比较验证，得到的模拟压力最低值应当与叠加压力值相近，如相差较大，则需要进行修正和检查。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。