行业标准：GB∕T 38274-2019 润滑系统 能效评定方法.pdf

'犐犆犛２１．２６０犑２１!"#$%&""()*犌犅／犜３８２７４—２０１９!"#$%&"()*犔狌犫狉犻犮犪狋犻狅狀狊狔狊狋犲犿—犈犳犳犻犮犻犲狀犮狔犪狊狊犲狊狊犿犲狀狋犿犲狋犺狅犱２０１９１２１０+,２０２００７０１-."(+,-./012+,"()*3/0456 犌犅／犜３８２７４—２０１９目次前言…………………………………………………………………………………………………………Ⅲ１范围………………………………………………………………………………………………………１２规范性引用文件…………………………………………………………………………………………１３试验条件的总则…………………………………………………………………………………………１３．１试验准备及通用试验条件…………………………………………………………………………１３．２润滑泵试验条件……………………………………………………………………………………１３．３冷却器试验条件……………………………………………………………………………………２３．４电加热器试验条件…………………………………………………………………………………２３．５测量准确度…………………………………………………………………………………………２４润滑系统能效评定方法…………………………………………………………………………………２４．１润滑系统能效评定值………………………………………………………………………………２４．２电动机能效评定方法………………………………………………………………………………３４．３润滑泵能效评定方法………………………………………………………………………………３４．４冷却器能效评定方法………………………………………………………………………………４４．５电加热器能效评定方法……………………………………………………………………………６附录Ａ（资料性附录）润滑泵能效测试原理图…………………………………………………………８附录Ｂ（资料性附录）润滑泵能效测试安装示意图……………………………………………………９附录Ｃ（资料性附录）冷却器能效测试原理图…………………………………………………………１０附录Ｄ（资料性附录）冷却器能效测试安装示意图……………………………………………………１１附录Ｅ（资料性附录）电加热器能效测试安装示意图…………………………………………………１２Ⅰ 犌犅／犜３８２７４—２０１９前言本标准按照ＧＢ／Ｔ１．１—２００９给出的规则起草。本标准由全国冶金设备标准化技术委员会（ＳＡＣ／ＴＣ４０９）提出并归口。本标准起草单位：四川川润液压润滑设备有限公司、太原通泽重工有限公司、安徽中天石化股份有限公司、启东润滑设备有限公司、中国重型机械研究院股份公司。本标准主要起草人：刘福兰、王鹏飞、高晓谋、朱强、王新宇、吴国斌、龚向荣、苏静、夏娟。Ⅲ 犌犅／犜３８２７４—２０１９润滑系统能效评定方法１范围本标准规定了润滑系统（含润滑泵、冷却器和电加热器等主要元件）的能效评定方法。本标准适用于批量生产的润滑系统的能效评定，其他润滑装置亦可参照使用。２规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。ＧＢ／Ｔ１４０３９—２００２液压传动油液固体颗粒污染等级代号ＧＢ１８６１３—２０１２中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级３试验条件的总则３．１试验准备及通用试验条件３．１．１制定试验大纲。３．１．２试验前应检查仪表设备安装的正确性及功能适合性，需周期鉴定的仪表设备应在规定的在检周期内。３．１．３检查被测试系统阀门及控制系统，消除影响正常测试的因素。３．１．４电源：电压波动±５％，频率波动±１％。３．１．５试验用润滑油运动黏度为２８８ｍｍ２／ｓ～３５２ｍｍ２／ｓ（油液温度４０℃情况下）。３．１．６试验油液的固体颗粒污染等级应符合ＧＢ／Ｔ１４０３９—２００２表１中—／２０／１７～—／２１／１８的规定。３．２润滑泵试验条件３．２．１试验时油液温度应为４０℃±３℃。３．２．２采用转矩转速传感器检测被测试润滑泵输入端的转矩和转速。转矩转速传感器水平安装，采用刚性联轴器时，泵装置同轴度要求小于０．０５ｍｍ；采用弹性联轴器安装时，泵装置同轴度要求小于０．２ｍｍ。转矩转速传感器的安装示意图见图１。１ 犌犅／犜３８２７４—２０１９图１转矩转速传感器的安装示意图３．３冷却器试验条件３．３．１冷却器冷介质（冷却水）的进水温度为２８℃±２℃。３．３．２冷却器冷介质（冷却水）的流量为冷却器热介质（润滑油）流量的１．５倍。３．３．３热平衡相对误差应小于５％。热平衡相对误差计算见式（８）。３．４电加热器试验条件３．４．１试验油箱容积为１．２ｍ３，油箱内部装润滑油１ｍ３。３．４．２润滑油液从初始温度１０℃±２℃加热至２５℃±２℃。３．４．３电加热器的电能损失和总的电能之比应小于５％，计算见式（１５）。３．５测量准确度测量用仪器、仪表的允许误差应在表１规定的范围内。表１测量用仪器、仪表的允许误差测量类别单位仪器、仪表读数精度温度℃±１．０％压力ＭＰａ±１．６％流量Ｌ／ｍｉｎ±１．５％转矩Ｎ·ｍ±１．０％转速ｒ／ｍｉｎ±１．０％４润滑系统能效评定方法４．１润滑系统能效评定值润滑系统的能效评定值由电动机、润滑泵、冷却器、电加热器的能效评定值和润滑系统向主机供送的润滑油符合要求的程度来确定，计算公式如式（１）所示。犈ｔ＝ηｅｍηｅｐηｅｃηｅｈηｓｔｄ…………………………（１）２ 犌犅／犜３８２７４—２０１９式中：犈ｔ———润滑系统能效评定值，％；ηｅｍ———电动机能效评定值，％；ηｅｐ———润滑泵的总效率，％；ηｅｃ———冷却器换热效率，％；ηｅｈ———电加热器的发热效率，％；ηｓｔｄ———润滑系统供送的润滑油符合要求程度的偏差，％。４．２电动机能效评定方法电动机能效评定试验方法应按ＧＢ１８６１３—２０１２中第５章的要求执行，电动机能效评定值应符合ＧＢ１８６１３—２０１２中４．３的规定。４．３润滑泵能效评定方法４．３．１润滑泵能效评定说明润滑泵能效评定说明如下：ａ）测试润滑泵在设定条件下的容积效率和机械效率，计算润滑泵的总效率。将润滑泵的总效率值作为润滑泵的能效评定值。ｂ）润滑泵能效测试原理图参见附录Ａ，润滑泵能效测试安装示意图参见附录Ｂ。４．３．２试验方法和计算４．３．２．１把零压差下润滑泵的流量视为理论流量。启动被测试润滑泵，调节润滑泵出口压力，当润滑泵出口压力近似为零时（≤０．０５ＭＰａ），记录此时泵的流量，将零压差下润滑泵的流量记为犙０。４．３．２．２校准调节润滑泵出口压力至润滑系统最大工作压力，记录此时泵的流量，将泵的实际流量记为犙，泵的转速记为狀，泵的转矩记为犜。４．３．２．３各参数均执行三次测量取其平均值参与计算的原则。４．３．２．４润滑泵经过容积损失后的实际输出功率与润滑泵的理论输出功率之比，称为容积效率，计算方法如式（２）所示。ηｖ＝犙Δ狆犙犙…………………………（２）犙０Δ狆×１００％＝０×１００％式中：ηｖ———润滑泵的容积效率，％；犙———泵的实际流量，单位为升每分（Ｌ／ｍｉｎ）；Δ狆———润滑泵的进出口压差，单位为兆帕（ＭＰａ）；犙０———零压差下润滑泵的流量，单位为升每分（Ｌ／ｍｉｎ）。４．３．２．５润滑泵的实际输入功率犘ｒ，计算方法如式（３）所示。犘ｒ＝狀９×５４犜９…………………………（３）式中：犘ｒ———润滑泵的实际输入功率，单位为千瓦（ｋＷ）；狀———润滑泵的转速，单位为转每分（ｒ／ｍｉｎ）；犜———润滑泵的转矩，单位为牛米（Ｎ·ｍ）。４．３．２．６润滑泵的理论输出功率与其实际输入功率之比叫润滑泵的机械效率，计算方法如式（４）所示。３ 犌犅／犜３８２７４—２０１９ηｍ＝犙０×Δ狆…………………………（４）犘ｒ×１００％式中：ηｍ———润滑泵的机械效率，％。４．３．２．７润滑泵的实际输出功率与输入功率之比叫泵的总效率。泵的总效率ηｅｐ等于容积效率与机械效率的乘积，计算公式如式（５）所示。ηｅｐ＝ηｖηｍ…………………………（５）式中：ηｅｐ———泵的总效率，％。４．４冷却器能效评定方法４．４．１冷却器能效评定说明冷却器能效评定说明：ａ）润滑系统冷却器通常采用无相变、逆流型的间壁式冷却器。润滑系统冷却器能效评定适用于无相变、逆流型的间壁式冷却器。ｂ）冷却器的能效由其换热效率来评定，将冷却器换热效率值作为冷却器的能效评定值。ｃ）冷却器的能效测试原理图参见附录Ｃ，冷却器的能效测试安装示意图参见附录Ｄ。４．４．２试验方法和计算４．４．２．１润滑油放热热量和冷却水吸热热量的计算：ａ）润滑油放热热量按式（６）计算。犙１＝狇ｍ１犮１（狋′１－狋″１）＝犠１（狋′１－狋″１）…………………………（６）式中：犙１———润滑油放热热量，单位为瓦（Ｗ）；狇ｍ１———润滑油的质量流量，单位为千克每秒（ｋｇ／ｓ）；犮１———润滑油的定压比热容，单位为焦每千克摄氏度［Ｊ／（ｋｇ·℃）］；狋′１———润滑油进油温度，单位为摄氏度（℃）；狋″１———润滑油出油温度，单位为摄氏度（℃）；犠１———润滑油的热容量，单位为瓦每摄氏度（Ｗ／℃）。ｂ）冷却水吸热热量按式（７）计算。犙２＝狇ｍ２犮２（狋″２－狋′２）＝犠２（狋″２－狋′２）…………………………（７）式中：犙２———冷却水吸热热量，单位为瓦（Ｗ）；狇ｍ２———冷却水的质量流量，单位为千克每秒（ｋｇ／ｓ）；犮２———冷却水的定压比热容，单位为焦每千克摄氏度［Ｊ／（ｋｇ·℃）］；狋′２———冷却水进水温度，单位为摄氏度（℃）；狋″２———冷却水出水温度，单位为摄氏度（℃）；犠２———冷却水的热容量，单位为瓦每摄氏度（Ｗ／℃）。４．４．２．２热平衡相对误差的计算公式如式（８）所示。Δ犙＝犙１犙－犙２１００％…………………………（８）２×式中：Δ犙———热平衡相对误差，％。４ 犌犅／犜３８２７４—２０１９４．４．２．３冷却器换热效率的计算：ａ）冷却器换热效率为实际传热热量犙与理论上最大的传热热量犙ｍａｘ之比，计算公式如式（９）所示。犙犠１（狋′１－狋″１）犠２（狋″２－狋′２）ηｅｃ＝犙ｍａｘ×１００％＝犠ｍｉｎ（狋′１－狋′２）×１００％＝犠ｍｉｎ（狋′１－狋′２）×１００％…………（９）式中：ηｅｃ———冷却器换热效率，％；犙———冷却器实际传热热量，单位为瓦（Ｗ）；犙ｍａｘ———冷却器理论上最大的传热热量，单位为瓦（Ｗ）；犠ｍｉｎ———最小热容量（犠１、犠２俩值对比取小值），单位为瓦每摄氏度（Ｗ／℃）。当狇ｍ１犮１＝犠１＝犠ｍｉｎ时，按式（１０）计算：ηｅｃ１＝狋′１－狋″１…………………………（１０）狋′１－狋′２×１００％式中：ηｅｃ１———犠１为小值时的冷却器换热效率，％。当狇ｍ２犮２＝犠２＝犠ｍｉｎ时，按式（１１）计算：ηｅｃ２＝狋″２－狋′２…………………………（１１）狋′１－狋′２×１００％式中：ηｅｃ２———犠２为小值时的冷却器换热效率，％。ｂ）冷却器理论上最大的传热热量犙ｍａｘ只能在传热面积无限大的逆流式换热器内实现。此时，热流体理论上可冷却到狋″１＝狋′２，（如图２所示），即热流体所能达到的最大程度的冷却；或冷流体理论上可加热到狋″２＝狋′１，即冷流体所能达到的最大程度的加热。因此温差（狋′１－狋′２）为热流体或冷流体的最大温差。若犠２＜犠１，则犙ｍａｘ＝犠２（狋′１－狋′２），若犠１＜犠２，则犙ｍａｘ＝犠１（狋′１－狋′２）。图２逆流型的间壁式冷却器中的最大温差５ 犌犅／犜３８２７４—２０１９４．４．２．４由３．３．２及润滑油的定压比热容小于冷却水的定压比热容得知犠１＜犠２。故润滑系统冷却器换热效率计算公式如式（１２）所示。ηｅｃ＝ηｅｃ１＝狋′１－狋″１…………………………（１２）狋′１－狋′２×１００％４．５电加热器能效评定方法４．５．１电加热器能效评定说明电加热器能效评定说明如下：ａ）电加热器能效由电加热器的发热效率来评定，将电加热器的发热效率值作为电加热器的能效评定值；ｂ）电加热器能效测试安装示意图参见附录Ｅ。４．５．２试验方法和计算４．５．２．１测量电加热器加热润滑油的温升值：电加热器加热润滑油的温升值通过不同方向安装的三只测温元件测量，三只测温元件距离电加热器的距离均为１００ｍｍ，取三处测量的平均值。４．５．２．２测量加热时间应符合３．４．２的要求，测量电加热器加热润滑油液至２５℃时的加热时间犜。４．５．２．３计算电加热器的功率方法如下：ａ）采用万用表测量电加热器的电阻。ｂ）采用万用表测量电加热器工作时的电压。ｃ）计算电加热器的功率，见式（１３）。２犘＝１０犝００犚…………………………（１３）式中：犘———电加热器的功率，单位为千瓦（ｋＷ）；犝———电加热器工作时的电压，单位为伏（Ｖ）；犚———电加热器的电阻，单位为欧（Ω）。ｄ）计算油箱的散热功率应按式（１４）：犘ｄ＝犽１犃００Δ０狋…………………………（１４）式中：犘ｄ———油箱的散热功率，单位为千瓦（ｋＷ）；犽———散热系数，单位为瓦每平方米摄氏度［Ｗ／（ｍ２·℃）］；犃———油箱散热面积，单位为平方米（ｍ２）；Δ狋———润滑油的温升，单位为摄氏度（℃）。ｅ）散热系数犽与通风情况有关，见表２。表２油箱的散热系数犽散热条件散热系数犽／［Ｗ／（ｍ２·℃）］整体式油箱或挤在一起的油箱１１～２８正常空气中的钢制油箱２８～５７周围通风良好的油箱５７～７４周围强制通风的油箱１４２～３４１６ 犌犅／犜３８２７４—２０１９ｆ）计算电加热器的电能损失和总的电能之比，见式（１５）：ηａｄ＝犘ｄ犜犘ｄ…………………………（１５）犘犜×１００％＝犘×１００％式中：ηａｄ———电加热器的电能损失和总的电能之比，％；犜———加热时间，单位为秒（ｓ）。ｇ）计算电加热器发热效率，见式（１６）：ηｅｈ＝１犮０ρ０犞０Δ犜狋犘×１００％…………………………（１６）式中：ηｅｈ———电加热器的发热效率，％；犮———润滑油的定压比热容，单位为焦每千克摄氏度［Ｊ／（ｋｇ·℃）］；ρ———润滑油的密度，单位为千克每立方米（ｋｇ／ｍ３）；犞———油箱内油液体积，单位为立方米（ｍ３）；Δ狋———加热时油的温升，单位为摄氏度（℃）；犘———电加热器的功率，单位为千瓦（ｋＷ）。７ 犌犅／犜３８２７４—２０１９附录犃（资料性附录）润滑泵能效测试原理图润滑泵能效测试原理图如图Ａ．１所示。说明：１———电控柜；６———单向阀；２———球阀；７———温度计；３———被测试润滑泵；８———压力表；４———转矩转速传感器；９———节流阀；５———电动机；１０———流量变送器。注１：润滑系统能效测试装置由循环系统和测试系统两部分组成。注２：润滑泵能效测试（润滑泵总效率）回路：循环系统油箱→２球阀→３被测试润滑泵→６单向阀→９节流阀→１０流量变送器→回油箱。图犃．１润滑泵能效测试原理图８ 犌犅／犜３８２７４—２０１９附录犅（资料性附录）润滑泵能效测试安装示意图润滑泵能效测试安装示意图如图Ｂ．１所示。图犅．１润滑泵能效测试安装示意图９ 犌犅／犜３８２７４—２０１９附录犆（资料性附录）冷却器能效测试原理图冷却器能效测试原理图如图Ｃ．１所示。说明：１———电控柜；１４———电加热器；２———球阀；１５———水泵１；３———润滑泵；１６———电动机；４———转矩转速传感器；１７———节流阀；５———电动机；１８———流量变送器；６———单向阀；１９———水泵２；７———节流阀；２０———电动机；８———温度计；２１———节流阀；９———压力表；２２———球阀；１０———被测试冷却器；２３———冷却器；１１———节流阀；２４———球阀；１２———流量变送器；２５———球阀。１３———水箱；注１：润滑系统能效测试装置由循环系统和测试系统两部分组成。注２：冷却器能效测试回路：———热介质（润滑油）回路：循环系统油箱→２球阀→３润滑泵→６单向阀→１０被测试冷却器→１１节流阀→１２流量变送器→回油箱；———冷介质（冷却水）回路：１３水箱→１５水泵１→１７节流阀→１８流量变送器→１０被测试冷却器→１３水箱；———循环水箱中冷却水回路：１３水箱→１９水泵２→２１节流阀→２２球阀→２３冷却器→２４球阀→１３水箱。图犆．１冷却器能效测试原理图１０ 犌犅／犜３８２７４—２０１９附录犇（资料性附录）冷却器能效测试安装示意图冷却器能效测试安装示意图如图Ｄ．１所示。图犇．１冷却器能效测试安装示意图１１ 犌犅／犜３８２７４—２０１９附录犈（资料性附录）电加热器能效测试安装示意图电加热器能效测试安装示意图如图Ｅ．１所示。单位为毫米图犈．１电加热器能效测试安装示意图１２'