论某型燃机滑油系统管路的二次开发

摘 要 为提高某型燃气轮机发电机组滑油系统管路设计效率，提出一种基于计算机辅助设计的设计方法。本文根据滑油系统在某型燃气轮机发电机组作用进行设计。应用计算机辅助设计软件，针对某现场滑油系统各项参数的历史趋势对滑油系统的数学模型进行分析验证，达到在实际生产中应用。并依据滑油系统管路的铺设要求，运用计算机在三维软件下建立数字样机。实现一种经济高效地验证设计理念并加快设计产品的理想途径。同时介绍了使用三维设计软件中三维布管和二次开发在滑油系统设计中的实际应用。

关键词 滑油系统；管路；二次开发

引言

某型燃气轮机发电机组是我公司与某国外燃机公司合作，按照国外燃机公司安装要求和中国相关的行业标准由本公司自行成套设计的机组。该机组要求具有良好的可靠性、集成性、可维护性。这将直接缩短设计周期，极具经济意义。滑油系统管路的性能主要是由流量分配、压力分布及温度变化耦合而成的。由于技术条件的限制，对于滑油系统中这些性能数据往往在机组监测软件中获得，所以本文对滑油供油系统各部件建立数学模型，通过编程迭代计算得到不同工作条件下滑油供油系统各性能指标的数据，进而进行分析研究。使用二次开发，简单地说就是在建模软件上进行定制修改，功能的扩展，然后达到快速铺设的功能。

在燃气轮机滑油系统设计方面的代表性研究包括：燃气轮机滑油系统研制，将滑油系统安置在箱装体外独立撬装体内，加大箱装体内维修空间。该滑油系统通过了电站试验考核，表明整个系统设计合理，满足燃气轮机技术及使用要求。但其研究中将滑油系统安置在箱装体外，未采用紧凑布局方式。为此本文提出一种适合有限箱体空间布管的应用流程，给出布管空间的预处理策略，重点讨论三维布管的实现及约束处理方法，最后通过系统运行数据验证所提方法的有效性和可行性。

1 管路敷设概述

在具体的三维设计中，常常会遇到一些零部件的设计需要参数化描述，对于一些特殊零部件需要对三维软件进行二次开发才能完成。三维软件提供了强大的用户定制和二次开发功能。用户可以利用API的开发接口，在系统平台上进行二次开发，方便快捷实现特殊零部件的三维设计任务[1]。通过定制，可以把程序嵌入到三维软件文件中，从而使程序与数据绑定在一起；也可以把程序存储为独立的文件，使其他用户可以共享该文件。通过编译程序来统计直管段、弯头、阀门的规格及数量，设定温度、密度、黏度、流体状态等参数。通过预先设定好的公式进行计算，将各管段及总管路的流阻显示出来，帮助设计员验证管路的可靠性。部分程序代码如下：

Dim i As Integer

For i = 1 To Double

Dim trans As Matrix

Set trans = tg.CreateMatrix

Call trans.SetCoordinateSystem（pstn， x， y， z）

Dim partDoc As partDcument

Set partDoc = ThisApplication.ActiveDocument

Dim partDef As PartComponentDefinition

Set partDef = partDoc.ComponentDefinition

1.1 管路敷设规则

敷设管路除了要满足管路的功能需求外，还要考虑诸多设计约束。主要规则及要求包括：

（1）基本规则 做到由内层向外层敷设，先敷设粗管后敷设细管，对于相同直径的管路，且两根管路在同层相干涉时，短管優先于长管；（2）安装规则 管局尽可能沿底座、可依附设备等表面布置，便于管路支撑和固定；（3）安全规则 保证管路与管路、管路与设备之间的安全距离；（4）维护规则 避免大管径管路成交叉敷设，并避让检查窗口、加油口等；

1.2 空间网格化

空间网格化是三维布管中的常用方法。空间网格化有助于精确描述布置空间，以描述布置空间是否被障碍物或已布置管路覆盖。空间网格化分为禁止区、推荐区、一般区。障碍物、已布置管路所在区域为禁止区；可依附物体周围、底座附近所在区域为优势区；周围没有障碍物的空间为一般区。

1.3 分层、分区布置

在滑油管路布置中有多重可供选择的形式，如分层布置和分区域布置。对于穿越于不同布置区域的长管路则先在各区域选好连接点，在完成区域内的布管后再连通预设链接点，以完成整条管路。分层、分区布置相当于对整个滑油布置空间进行分解，使管路敷设限定在少量空间内；设备、障碍物将限制管路敷设的区域从有效空间中去掉；网格势能精细划分保证算法寻路时搜索满足势能要求的网格。这三种措施可 有效缩小布置空间，使在机组中应用网格分解模型求解三维自动布管成为可能。

1.4 自动处理模块

创建管线模块在管线优化模块给出管路敷设顺序后，逐次完成各条管线的布置，该工作在管路自动处理中会被反复执行，因此管路生成算法的设计将直接影响敷设效率和敷设效果。

1.5 设计输出

向部件设计中添加管线、配件，并填充管线。完成三维布管部件后，三维布管信息即可显示在工程图和表达视图中。要求管路能够随相关部件的大小变化和位置调整来实现自动更新。在设计反复修改验证时，管路的自动更新来节省设计时间。

2 结束语

提出通过CFD仿真的方法来验算滑油系统的工况要求；同时，可大幅度降低设计余量，提高设备选型准确性，对滑油系统的设计计算精度有较大提高。随着计算机仿真功能的不断拓展，仿真对设计缺陷的预防提供了有效的验算手段。

参考文献

[1] 赵博天.滑油系统管路铺设的计算机辅助设计[J].机械设计与制造，2011，（10）：87-88.

作者简介

赵博天，从事燃气轮机发电机组成套设计工作，工程师。

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