一种高压氦压缩机运行中自动添加润滑油的系统及方法与流程

1.本发明属于压缩机润滑油技术领域，具体涉及一种高压氦压缩机运行中自动添加润滑油的系统及方法。


背景技术：

2.机械密封是通过一对或数对垂直于轴做相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力(或磁力)作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。当轴转动时，旋转轴通过紧固螺钉带动弹性元件转动，弹性元件通过传动销钉联合动环一起旋转，这样就使动环和静环之间产生了相对的回转运动和良好的贴合接触，达到密封。该类机械密封结构在离心泵、离心机、压缩机等设备中广泛应用。
3.高压(压力约24bar)氦气压缩机的动、静环采用接触密封方式进行油封，设备运行过程中高压、振动、压力波动、密封面摩擦等都会造成轴封渗油现象，长周期连续运行的气体压缩机轴封在设计时通过增加导油管及时将渗出的油排出。
4.氦压缩机在工作时对氦气的纯度要求非常高。现有技术中，氦压缩机在进行加油时需要先对加油罐进行氦气正压置换，然后利用真空泵通过真空管将加油罐内部的空气抽出，在保证负压状态下，通过注油口将油吸进加油罐内部，当油液达到一定量后，关闭注油口停止注油；反复抽真空和充入氦气打通加油罐的进气管和加油罐底部的出油管，将油液输送到油气分离器内，油气分离器再对氦压缩机进行供油。但加油的过程不能自动进行，且不能及时加油，在线加油过程中，需要对加油罐内部进行抽真空，不适用于高压氦压缩机在线加油，且不同同时解决轴封渗出油的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种适用于高压状态下在线自动加油且能同时解决轴封渗出油问题的高压氦压缩机运行中自动添加润滑油的系统及方法。
6.为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种高压氦压缩机运行中自动添加润滑油的系统，包括稳压控压模块、注油模块、监测控制模块；所述稳压控压模块包括储油罐，所述注油模块包括高压氦压缩机油腔、油量标定容器；所述油量标定容器上设有控制阀与压力变送器；所述储油罐与所述高压氦压缩机油腔连接，连接管线靠近储油罐的一端设有控制阀，靠近高压氦压缩机油腔的一端设有流量计；所述高压氦压缩机油腔与所述油量标定容器连接；所述压力变送器监测所述油量标定容器内的压力值；所述监测控制模块监测流量计的油量值、压力变送器的压力值，调节所述控制阀的开关。
7.进一步地，所述储油罐上设有压力变送器、可视窗；所述压力变送器监测储油罐内的压力值并将监测值传输至所述监测控制模块。
8.进一步地，所述稳压控压模块还包括氦气钢瓶、压力变送器；所述压力变送器与所述储油罐上端连接，连接管线上设有阀门；所述氦气钢瓶与所述储油罐上端连接，连接管线
上设有稳压阀。
9.进一步地，所述稳压控压模块还包括压力调节阀。
10.进一步地，所述注油模块还包括压力变送器、储油槽；所述压力变送器监测所述高压氦压缩机油腔的压力值，并将监测的压力值传输至所述监测控制模块；所述油量标定容器与储油槽连接，连接管线上设有控制阀。
11.本发明还提供了一种高压氦压缩机运行中自动添加润滑油的方法，包括以下步骤：
12.(1)对稳压控压模块、注油模块、监测控制模块进行检漏、安装、确认；
13.(2)启动高压氦压缩机运行，运行中所述高压氦压缩机油腔排出的油流入所述油量标定容器内；
14.(3)所述监测控制模块监测油量标定容器连接的压力变送器的压力值，其示数增加至设定值p1时，打开油量标定容器的控制阀，所述油量标定容器内的油排至储油槽内；
15.(4)所述油量标定容器连接的压力变送器的压力值示数达到p2时，关闭油量标定容器的控制阀同时打开储油罐的控制阀；
16.(5)储油罐内的油通过流量计缓慢流入高压氦压缩机油腔内，当流量计单次累计流量达到
△
v时，关闭所述储油罐的控制阀；
17.(6)循环重复上述步骤(3)～(5)直至停机。
18.本发明采用的技术方案带来的有益效果是，本发明的一种高压氦压缩机运行中自动添加润滑油的系统，包括稳压控压模块、注油模块、监测控制模块；所述稳压控压模块包括储油罐，所述注油模块包括高压氦压缩机油腔、油量标定容器；所述储油罐与所述高压氦压缩机油腔连接，连接管线靠近储油罐的一端设有控制阀，靠近高压氦压缩机油腔的一端设有流量计；所述高压氦压缩机油腔与所述油量标定容器连接，所述油量标定容器设有压力变送器与控制阀；所述压力变送器监测所述油量标定容器内的压力值，压力值上升至预设值时，所述监测控制模块调节所述油量标定容器的控制阀打开；压力值下降至另一预设值时，所述监测控制模块调节所述油量标定容器的控制阀关闭，打开储油罐下端的控制阀向高压氦压缩机压缩机油腔加油；所述监测控制模块监测流量计的油量值、压力变送器的压力值，根据监测油量值、压力值调节储油罐下端的控制阀关闭，停止加油。本发明的系统监测控制模块根据监测的油量值、压力值随时在线调节控制阀的开关，实现在线实时调节高压压缩机油腔的油量，明显减少了高压氦压缩机连续运行过程中需要停机添加润滑油导致停机的频次，有效保证了设备运行的连续性，缩短了生产线运行周期，节约了成本；且高压氦压缩机油腔正常运行过程中，轴封渗出的油通过排油管直接进入油量标定容器内，将渗出油过滤后循环利用，降低了成本；本发明的系统利用氦气非能动稳压控压模块，保证储油罐内的压力维持恒定，从而维持压缩机油腔压力稳定，解决了泵在高压下(约24bar)密封性差的问题，同时减少了能量消耗；本发明的方法简单便于实施。
附图说明
19.图1是本发明实施例高压氦压缩机运行中自动添加润滑油的系统示意图；
20.图2是本发明实施例高压氦压缩机运行中自动添加润滑油的方法流程图。
21.其中：储油罐1、高压氦压缩机油腔2、油量标定容器3、第一控制阀4、第一压力变送
器5、第二控制阀6、流量计7、第二压力变送器8、可视窗9、氦气钢瓶10、稳压阀11、压力调节阀12、第三压力变送器13、储油槽14。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
23.参照附图1，本发明实施例的一种高压氦压缩机运行中自动添加润滑油的系统，包括稳压控压模块、注油模块、监测控制模块；所述稳压控压模块包括储油罐1；所述注油模块包括高压氦压缩机油腔2、油量标定容器3；所述高压氦压缩机油腔2下端与所述油量标定容器3上端连接，所述油量标定容器3下端设有第一控制阀4与第一压力变送器5；所述储油罐1下端与所述高压氦压缩机油腔2上端管线连接，靠近所述储油罐1的管线上设有第二控制阀6，靠近高压氦压缩机油腔2的管线上设有流量计7；所述监测控制模块监测第一压力变送器5的压力值、流量计7的流量值，并调节所述第一控制阀4、第二控制阀6的开关。
24.优选地，所述第一压力变送器5的压力值上升至预设值时，所述监测控制模块调节所述第一控制阀4打开；所述第一压力变送器5的压力值下降至另一预设值时，所述监测控制模块调节所述第一控制阀4关闭，打开所述第二控制阀6；所述储油罐1向所述高压氦压缩机油腔2内加油，所述监测控制模块根据所述流量计7监测的加油量联锁调节第二控制阀6关闭停止加油。
25.优选地，所述第一压力变送器5与所述油量标定容器3预设压力油量对应表，每0.85kpa的压力变化值对应500ml的油量。
26.优选地，所述储油罐1上设有第二压力变送器8、可视窗9。所述第二压力变送器8与所述储油罐1上端通过管线连接，连接管线上设有阀门；所述第二压力变送器8监测储油罐1内的压力并将监测的压力值传输至所述监测控制模块。所述储油罐1内压力维持在24bar；所述可视窗9用于观察储油罐1内的油量。
27.优选地，所述稳压控压模块还包括氦气钢瓶10；所述氦气钢瓶10与所述储油罐1上端管线连接，连接管线上设有稳压阀11。所述氦气钢瓶10为5l钢瓶，储油罐1为2.5l，储油罐1内初始存储油量约占罐体总体积的80％，罐内上端为氦气，调节稳压阀11控制向储油罐1内输送氦气，维持储油罐1内压力为24bar恒定。
28.优选地，所述稳压控压模块还包括压力调节阀12，所述第二压力变送器8监测到压力值大于26bar时，所述监测控制模块调节所述压力调节阀12打开泄压，保证本发明实施例的系统安全性。
29.优选地，所述注油模块还包括第三压力变送器13、储油槽14；所述第三压力变送器13监测所述高压氦压缩机油腔2的压力值，并将监测值传输至所述监测控制模块；所述油量标定容器3下端与所述储油槽14管线连接，所述第一控制阀4位于所述油量标定容器3与所述储油槽14之间。
30.优选地，所述管线均采用管径1/4英寸316l的不锈钢管线，密封口采用氩弧焊接或vcr螺纹结构。
31.优选地，所述储油罐1为圆柱形。
32.本发明的实施例的一种高压氦压缩机运行中自动添加润滑油的方法，包括以下步骤：
33.(1)对稳压控压模块、注油模块、监测控制模块进行检漏、安装、确认；
34.(2)启动高压氦压缩机运行，运行中所述高压氦压缩机油腔2排出的油流入所述油量标定容器3内；
35.(3)所述监测控制模块监测第一压力变送器5的压力值，其示数增加至设定值p1时，打开第一控制阀4，所述油量标定容器5内的油排至储油槽14内；
36.(4)所述第一压力变送器5的压力值示数达到p2时，关闭第一控制阀4同时打开第二控制阀6；
37.(5)储油罐1内的油通过流量计7缓慢流入高压氦压缩机油腔2内，当流量计7单次累计流量达到
△
v时，关闭所述第二控制阀6；
38.(6)循环重复上述步骤(3)～(5)直至停机。
39.优选地，所述步骤(1)中，对储油罐1分别进行氦正负压检漏，负压小于1*10-8
pa/m3/s，氦正压30bar；检漏合格后，向储油罐1内填充润滑油2l；安装稳压阀11、压力调节阀12，然后对储油罐1内氦气置换后维持压力24bar，此时第一压力变送器5显示油量标定容器3内承装油产生的压力，第二压力变送器8显示储油罐1上端气体压力24bar，第三压力变送器13显示高压氦压缩机油腔2内压力约为24bar；所述第二压力变送器8的压力值略大于所述第三压力变送器13的压力值。
40.优选地，所述步骤(2)中，高压氦压缩机运行前，所述第一控制阀4、第二控制阀6均关闭。
41.优选地，所述步骤(3)中，所述第一压力变送器5示数增加至设定值p1的时间约1个月。
42.优选地，所述步骤(5)中，所述流量计7单次累计流量
△
v通过公式(1)计算，所述公式(1)为：
[0043][0044]
其中，p1、p2为第一压力变送器5的压力值，ρ为油品密度，s为圆柱形储油罐的内横截面积。
[0045]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。