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登錄往復式壓縮機的案例
往復活塞式壓縮機余隙無級調節氣量節能技術的應用進展
摘要:
往復活塞式壓縮機在許多生產領域中應用廣泛,屬于高耗能的關鍵設備。余隙無級調節氣量節能技術的研究與應用對于提高往復壓縮機的能源利用效率,對于國家降低二氧化碳排放目標具有重要意義。作者總結了余隙無級調節氣量節能技術在國內近十余年的應用現狀,闡述了該項技術的發展歷史,分析了在多型號、多臺套往復式壓縮機上進行技術改造的應用情況,根據實際改造經驗,總結了余隙無級調節氣量節能技術的所實現的特性指標。該項技術除了能夠實現節能目標外,還具有安全可靠性高,性價比高,優化壓縮機的運行環境,提高壓縮機一次性運行周期和工作效率等優點。
關鍵詞:
往復活塞式壓縮機;余隙;無級調節;氣量調節;節能
壓縮機是一種通過壓縮氣體提高氣體壓力的機械設備,產品和技術廣泛應用于石油、天然氣、化工、冶金、電力、交通、電子、船舶、紡織、食品、醫藥、城市基礎設施建設、國防等很多領域,在國民經濟的發展中發揮著重要作用[1],其中,往復活塞式壓縮機在多領域生產中應用較為廣泛,屬于高耗能的關鍵設備;這主要是由于生產工藝的波動導致與初始設計參數不符,造成很多往復活塞式壓縮機存在能源利用效率低、無用功耗大等問題。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》中要求“十四五”期間“生產生活方式綠色轉型成效顯著,能源資源配置更加合理、利用效率大幅提高,單位國內生產總值能源消耗和二氧化碳排放分別降低13.5%、18%,主要污染物排放總量持續減少”,并在“持續改善環境質量”方面“堅持節能優先方針,深化工業、建筑、交通等領域和公共機構節能”[2]。因此,對往復活塞式壓縮機進行節能改造,降低或消除無用功耗,提高能源利用效率、降低二氧化碳排放,已是我國在“十四五”期間急需深化解決的問題之一。
展開 技術干貨| 基于GT-SUITE往復式壓縮機進氣脈動噪聲特性仿真
基于GT-SUITE往復式壓縮機進氣脈動噪聲特性仿真
摘要:
1)往復式壓縮機在吸氣過程中產生噪聲,在GT-SUITE中搭建壓縮機模型,考察壓縮機進氣過程的噪聲特性;
2)識別影響進氣噪聲的參數。
往復式壓縮機性能要求:
盡可能少的能量消耗;
盡可能高的體積效率;
可靠性和安全性;
盡可能小的噪聲水平
圖1 往復壓縮機結構及工作原理
噪聲傳遞過程:
噪聲傳遞過程如圖2所示:壓力波動是噪聲產生的主要原因,圖2中左圖是使用GT-SUITE搭建的1D模型和其他軟件搭建3D模型計算的壓力波動對比,該圖說明1D計算結果精度符合要求。
圖2 噪聲傳遞過程
噪聲傳遞路徑包括:1)沿管路傳遞到進氣口的脈動噪聲;2)經殼體的輻射噪聲。
噪聲測量:
在進氣閥處進行噪聲測試,以驗證仿真模型準確性。針對不同排量和冷媒,分別測量進氣閥處的聲壓級
1)排量分別為15cc和21cc;
2)冷媒分別是R134a和R290;
圖3 測試聲壓級對比
圖3左圖是相同冷媒R134a下,不同排量對應聲壓級,右圖是冷媒R290下,不同排量對應的聲壓級。
展開 螺桿、離心、往復活塞式三種壓縮機比較
在三種常見的制冷壓縮機(往復式、螺桿式、離心式)中,往復運動產生的慣性立是往復式制冷壓縮機的主要缺點。因為經常受到往復運動產生的慣性,所以往復式制冷壓縮機中的氣閥和曲柄連桿機構最容易受到破化。
在三種常見的制冷壓縮機(往復式、螺桿式、離心式)中,運轉時產生的巨大噪聲是螺桿式制冷壓縮機的主要缺點。因為經常受到制冷劑氣體周期性地高速通過吸、排氣孔口,以及通過縫隙的泄漏等原因帶來的影響,所以在螺桿式制冷壓縮機中必須選擇合理的螺桿運轉速度。
在三種常見的制冷壓縮機(往復式、螺桿式、離心式)中,喘振是離心式制冷壓縮機的主要缺點。
造成離心式制冷壓縮機的喘振原因是因為,當冷凝器的冷卻水進水量減小到一定程度時,離心式制冷壓縮機的流量減小到很小,它的通道中出現嚴重的氣體 脫流,它的出口壓力突然下降。雖然離心式制冷壓縮機和冷凝器是聯合地工作,但是冷凝器中的氣體的壓力并不是同時地減低,于是冷凝器中的氣體的壓力反大于離 心式制冷壓縮機的出口壓力,造成冷凝器中的氣體倒流至離心式制冷壓縮機中,直至冷凝器中的氣體壓力下降到等于離心式制冷壓縮機的出口壓力為止。
這是,離心 式制冷壓縮機又開始向冷凝器送氣,流量增加,離心式制冷壓縮機恢復正常工作。但是,當冷凝器中的氣體壓力也恢復到原來的氣體壓力時,離心式制冷壓縮機的流 量又減小,離心式制冷壓縮機的出口壓力有開始下降,氣體又產生倒流。如此周而復始,產生周期性的氣流的振蕩現象。所以在離心式制冷壓縮機中,冷凝器的冷卻 水量是不宜過小的,否則會使在離心式制冷壓縮機在運轉時,發生強烈的振動,嚴重時甚至會造成對離心式制冷壓縮機的破化。
轉載來自: CHL工作室
展開 往復式壓縮機吸排氣閥組流固耦合仿真研究
應用該仿真模型對某量產變頻壓縮機閥組進行了仿真優化與實驗對比,閥組優化方案顯著提升了整機性能,有效驗證了該仿真模型的可靠性。流固耦合仿真在現有產品的性能提升以及新產品的正向設計中發揮著越來越重要的作用。
關鍵詞
Keywords
往復式壓縮機;吸排氣閥組;流固耦合
DOI:10.19784/j.cnki.issn1672-0172.2022.02.015
0 引言
往復式壓縮機是冰箱制冷系統中的核心部件之一(如圖1所示),其可靠性和能效比(COP)對于冰箱系統運行具有重要的影響。往復式壓縮機通常采用簧 片式吸排氣閥組來控制制冷劑的流動,并配置有吸、排氣消音 器進行消音降噪。實驗中發現閥組以及吸排氣流路的設計對于壓縮機的冷量和COP具有顯著的影響,因此進行吸排氣閥組的研究對于提高壓縮機性能具有重要的意義。
展開 
往復壓縮機典型狀態監測方案
氣缸壓力(Cylinder Pressure)
檢測往復式壓縮機整體運行狀況的最有效的方法就是監測氣缸壓力。對每個壓縮機氣缸的內部壓力進行在線監測,可以實現對氣缸壓力,壓縮比,尖峰活塞桿負荷以及活塞桿反向的連續監測,從而可以獲得吸氣閥,排氣閥,活塞環,填料軸封和十字頭銷的狀態信息。
氣缸壓力通過永久安裝在每個氣缸膛上的壓力傳感器進行監測。氣缸壓力和曲軸位置用于連續的狀態監測和性能計算。對每個連續監測點都可以分別進行報警和危急設定點設置。
閥門溫度(Valve Temperature)
吸氣和排氣閥通常是往復式壓縮機中維修率最高的部件。故障閥會明顯降低壓縮機的效率。溫度監測模塊能夠顯示壓縮機閥門溫度并幫助管理往復設備。
采用閥門溫度監測所帶來的好處有:
早期確定損壞和有故障的閥門。損壞的閥門會導致容量變小,效率降低或由于閥門部件落入氣缸而損壞氣缸套。
確定活塞頭與曲柄端之間是否有由于活塞環的損壞或磨損而帶來的氣體泄漏。
在正常運行條件下,閥門附近的氣體溫度增加是閥門故障的首要表現。溫度監測模塊提供了閥門溫度變化的早期警報,并幫助操作員找到故障閥門。操作員應利用趨勢顯示跟蹤溫度數據變化,因為當泄漏持續發展,閥門的溫度將恢復到正常。
在壓縮同一種氣體時,發生泄漏的氣閥溫度會高于正常值,引起氣閥蓋溫度升高。由于每個閥門的正常運行溫度隨著負荷、氣量和周圍溫度的變化而不同,所以必須比較在相同過程工況下相似閥門的溫度。監測這些閥門之間的溫度差可以提供早期和可靠的閥門性能降低指示。閥門卸載會影響閥門溫度而引起較大的溫度變化。在這種情況下,在閥門卸載前旁路此通道以減少對閥門組的影響。泄漏的活塞環會因為對活塞兩側的氣體反復工作而引起整個氣缸的溫度增加。
展開 往復壓縮機氣閥壓力脈動及噪聲試驗分析
[關鍵詞]:往復壓縮機;氣閥;壓力脈動;噪聲
中圖分類號:TH457 文獻標志碼:A
文章編號:1006-2971(2023)03-0022-07
1 引言
氣閥是活塞式壓縮機的關鍵部件,同時也是壓
縮機主要節流元件及主要噪聲源之一[1,2]。在壓縮機工作時,吸排氣閥片隨著曲柄轉角周期性的開啟與關閉,導致壓縮氣體在閥隙處形成流速和壓力的周期性變化,從而在氣閥閥隙通道處形成壓力脈動[3],壓力脈動不僅能夠引起和增大壓縮機系統及管路振動,還會增加壓縮機整機噪聲,嚴重影響壓縮機性能[4,5,6]。
壓力脈動是往復活塞式壓縮機的固有特性,無
法對其進行完全消除[7,8]。閥隙馬赫數對閥腔及壓縮腔內流場及壓力場有直接影響[9]。在壓縮機氣流壓力脈動及噪聲方面,國內外學者進行了大量的研究工作。韓寶坤等[10]基于噴射理論對往復壓縮機吸排氣過程流場特性進行了數值模擬,研究了排氣過程中壓力脈動引起的噪聲變化規律和輻射特性。李天宇等[11]利用CFD仿真軟件建立了壓縮機排氣聲學仿真模型,并結合試驗數據分析了壓縮機排氣過程的湍流噪聲與脈動噪聲。馬大猷等[12]建立了氣流脈動噴注情況下的噪聲聲壓級計算模型,將湍流噴注噪聲表達為噴注速度的函數,提出了噪聲與噴注速度及噴口壓力的依賴關系式。魏國[13]建立了氣動噪聲輻射及傳播模型,對往復壓縮機吸、排氣過程中的流場和聲場進行了數值模擬分析,獲得了脈動速度和氣動噪聲的變化規律。
展開 【流體機械專欄】考慮簧 片閥耦合的往復活塞壓縮機三維瞬態CFD分析
在已有往復式壓縮機系統的建模中,大部分都是使用一維或零維模型。
往復式壓縮機通常有三個獨立的運動部件:具有規律運動的活塞,根據作用在其上的壓力而動態開啟的進氣閥和排氣閥。壓縮機活塞和進出口閥片在運行時相互作用,閥片動力學對壓縮機系統的效率和性能起到很大的作用,因此在仿真模型中必須同時考慮活塞壓縮機和閥片之間的耦合關系。在已有的報道中鮮有這種活塞壓縮機-閥系統耦合CFD模型。這是因為,往復壓縮機的三維CFD耦合建模會涉及復雜的運動網格算法和可變時間步長模型,建模難度太大。Simerics MP+軟件專注于容積式流體機械(如泵和壓縮機)的CFD仿真,將往復壓縮機三維CFD網格劃分和求解方法模板化,解決了軟件易用性和穩定性的問題。
展開 聚丙烯裝置往復式壓縮機隔離氣系統分析及探討
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 石油化工自動化 寧煤
作 者 | 朱杰等
關鍵詞 | 往復式壓縮機 隔離器
共 1623 字 | 建議閱讀時間 7 分鐘
導 讀
寧煤公司600kt/a聚丙烯裝置采用Lummus Novolen氣相工藝技術,于2016年12月投產,主要生產均聚和共聚聚丙烯產品。該氣相工藝技術具有產品牌號多、丙烯單體無需氣化、產品無需干燥、固定投資費用低的優點,但在生產過程中也存在一些問題,如聚合反應催化劑活性較低,產品能耗高,反應器的控制自動化程度不夠高,中控操作人員工作強度大等。尤其在聚丙烯粉料排放系統中的載氣在輸送至載氣壓縮單元過程中夾雜細粉顆粒和三乙基鋁,嚴重影響載氣壓縮機的長周期運行。結合現場實際案例分析改進載氣壓縮機的隔離氣系統,取得了很好的效果。
載氣壓縮單元工藝流程簡介
聚丙烯裝置主要由丙烯精制、聚合、擠壓、載氣壓縮等單元組成。聚丙烯載氣壓縮單元工藝流程如下所示。
從載氣過濾器中來的載氣經過載氣冷卻器冷卻,冷卻后的載氣進入載氣壓縮機單元壓縮后,返回丙烯循環系統,注入到循環氣冷凝器的進口,再經丙烯循環泵返回反應器。
載氣壓縮機運行存在的問題
載氣壓縮機隔離氣壓力一直得不到有效監控,使得載氣壓縮單元自裝置投產以來一直無法長期穩定運行,正常運行時間不超過8×103h。隔離氣壓力低曾造成載氣壓縮機級間緩沖罐嚴重帶液,入口錐型過濾器頻繁堵塞,壓縮機活塞和氣缸表面磨損、填料函短時間磨損發生泄漏被迫停車,潤滑油品質降低,過濾器堵塞等異常情況。
展開 【BOG工藝參數波動對往復壓縮機脈動模擬影響分析】
程 強,劉洪佳,曾兆強,季龍慶
(中海油石化工程有限公司,山東濟南 250000)
[摘 要]:LNG接收站中BOG工藝參數不可避免的會產生波動,甚至達到較大的溫差,這對往復式壓縮
機的壓力脈動分析產生較大的影響。主要研究了溫度、壓力對聲速的影響,在BOG工藝參數變化范圍內,溫度對聲速影響較大,壓力變化對聲速影響變化并不敏感。并采用壓縮機恒定轉速,一定的溫度梯度和壓縮機的不同轉速兩種方法分別考慮了工藝參數波動對壓力脈動模擬的影響,并比較了兩者的優缺點。
[關鍵詞]:壓力脈動;不同轉速;不同溫度
中圖分類號:TH457 文獻標志碼:A
文章編號:1006-2971(2023)03-0036-04
1 引言
LNG接收站內由于裝卸、運輸過程中不可以避
免的與外界進行熱交換會產生大量的BOG,往復式壓縮機是LNG接收站BOG回收利用的關鍵設備。隨著季節、負荷的不同,BOG溫度、壓力會產生較大的變化,不同地域LNG接收站其壓縮機入口溫度也不同[1]。溫度壓力的變化對壓縮機壓力脈動分析會有較大的影響,介質的工藝參數波動范圍大,其相應的特性范圍變化大,聲速也會在較大的范圍內變化,從而導致管道系統的氣柱固有頻率也會發生相應的變化,這也對往復式壓縮機壓力脈動的分析控制造成了很大的困難。本文主要利用脈動分析軟件BentleyPULS研究了溫度壓力對聲速的影響,然后采用壓縮機恒定轉速,一定的溫度梯度和壓縮機的不同轉速兩種方法分別考慮了工藝參數波動對壓力脈動模擬的影響,并比較了兩者的優缺點。
2 BOG工藝參數波動對聲速影響分析
激發頻率f是由壓縮機轉速決定的。對確定的
管系來說,其共振管長主要受聲速影響。
展開 冰箱往復壓縮機運動部件分析
本案例主要介紹了冰箱往復式壓縮機運動部件的動力學分析,包含了曲軸、連桿、活塞等。壓縮機作為制冷系統的心臟,將曲軸的轉動通過連桿轉變為活塞的直線往復運動,實現制冷劑的壓縮與膨脹過程。因此壓縮機工作狀況將直接影響整個系統的穩定性,尤其是運動部件的磨損很大程度上決定了壓縮機的壽命。
本案例通過ansys workbench瞬態動力學分析模塊,對壓縮機運動部件進行了應力分析,得到不同部件的應力分布情況,對后續零部件的優化設計提供一定指導方向。
模型:本案例不分析氣缸座的受力,因此對其進行了簡化。
接觸及邊界條件:運動部件施加運動副、接觸區域施加摩擦接觸,系數為0.1;邊界旋轉360度,本案例不考慮旋轉速度的影響。
結果:
分析:在運動部件中曲軸、連桿應力相對較大,可能更容易出現零件磨損。而活塞在氣缸座中存在余隙,進行間隙運動因此其應力較小,不易發生磨損。
展開 迷宮式壓縮機簡介
0、引言
布克哈德公司在
1935
年第一次推出宮式活塞壓縮機,其采用的是一種非接觸式迷宮密封技術,和普通的往復式壓縮機相比,機組可靠性高,維修成本低,安全性高,因此在石油化工行業得到了越來越廣泛的應用。
1、壓縮機的基本結構
如圖1所示,迷宮式活塞壓縮機主要部件有曲軸、連桿、十字頭、導向軸承、定距塊以及活塞組件等。
迷宮壓縮機在隔離室內特別設計了導向軸承,以此來確保活塞桿垂直往復運動的精確性,保證活塞在氣缸中的運動與密封。
2、壓縮機的核心部件-迷宮密封
迷宮壓縮機在活塞及氣缸上設計了環槽,形成迷宮小室,通過氣體在迷宮小室中的泄漏來實現密封。如圖2所示,活塞壓縮時,氣體從高壓側向低壓側流動,在迷宮小室節點處,壓力能轉化為動能,高速的氣流進入容積室時,由于流道體積增大,氣流在此處大部分動能轉化為壓力能和渦流能,其中渦流能以熱能的形式損失掉;氣流通過若干個迷宮小室,能量逐漸減小,壓力逐漸降低,如迷宮小室足夠多,迷宮室中壓力最后同低壓側的壓力相等,達到密封的效果。
3、壓縮機的結構特點
(1)無內部易損件,被壓縮的氣體不會有任何污染。
(2)可實現整機密封無泄漏,可適用于各種氣體,運行周期長,運行費用大大降低。
(3)適應性強,能適用于各種氣體。
(4)安全,杜絕易燃、易爆、腐蝕性等有害氣體對環境及人身的危害。
(5)加工制造精度較高。
展開 
基于OptiStruct的活塞式壓縮機殼體VTF仿真分析及形貌優化
1 薄板結構振動聲輻射
1.1 聲輻射理論
往復壓縮機通過曲柄連桿機構將電機的旋轉運動轉換為活塞的往復運動,從而將機械能轉換為氣體的壓力能,轉換過程中做旋轉運動的曲柄等因其質心偏離旋轉中心而產生旋轉慣性力,活塞等因往復運動而產生往復慣性力,旋轉慣性力及往復慣性力通過座簧激勵壓縮機外殼,使其產生彎曲振動。往復壓縮機外殼通常采用2~6 mm的鋼板,其厚度尺寸遠小于長寬尺寸,為薄板結構。當殼體被激振起來時,將帶動殼體表面的空氣層振動,從而產生輻射噪聲。壓縮機殼體即為面聲源,將面聲源鑲嵌在無限大障板中去研究。如圖1所示為薄板結構離散圖,假設為一鑲嵌在無限大障板的矩形薄板,薄板結構被均分成有限個面積相等的振動單元,薄板的振動傳遞到半空間中觀察點的聲壓可由Rayleigh積分得出[6-8]。
展開 三種壓縮機性能特點、優缺點比較,快收藏!
在螺桿式制冷壓縮機中,提高螺桿的圓周速度,就可以使螺桿式制冷壓縮機中的外型尺寸和質量等到減小,氣體通過螺桿式制冷壓縮機中的間隙的相對泄漏 量就會減少,有利于提高螺桿式制冷壓縮機的容積效率和熱效率。從表面上看,螺桿的圓周速度越快,對于螺桿式制冷壓縮機的性能越好。但是,如果螺桿的圓周速 度過快,就會相應地增加氣體在吸排氣孔口及齒間圓周速度內的流動損失。
在三種常見的制冷壓縮機(往復式、螺桿式、離心式)中,往復運動產生的慣性立是往復式制冷壓縮機的主要缺點。因為經常受到往復運動產生的慣性,所以往復式制冷壓縮機中的氣閥和曲柄連桿機構最容易受到破化。
在三種常見的制冷壓縮機(往復式、螺桿式、離心式)中,運轉時產生的巨大噪聲是螺桿式制冷壓縮機的主要缺點。因為經常受到制冷劑氣體周期性地高速通過吸、排氣孔口,以及通過縫隙的泄漏等原因帶來的影響,所以在螺桿式制冷壓縮機中必須選擇合理的螺桿運轉速度。
在三種常見的制冷壓縮機(往復式、螺桿式、離心式)中,喘振是離心式制冷壓縮機的主要缺點。
造成離心式制冷壓縮機的喘振原因是因為,當冷凝器的冷卻水進水量減小到一定程度時,離心式制冷壓縮機的流量減小到很小,它的通道中出現嚴重的氣體 脫流,它的出口壓力突然下降。雖然離心式制冷壓縮機和冷凝器是聯合地工作,但是冷凝器中的氣體的壓力并不是同時地減低,于是冷凝器中的氣體的壓力反大于離 心式制冷壓縮機的出口壓力,造成冷凝器中的氣體倒流至離心式制冷壓縮機中,直至冷凝器中的氣體壓力下降到等于離心式制冷壓縮機的出口壓力為止。
這是,離心 式制冷壓縮機又開始向冷凝器送氣,流量增加,離心式制冷壓縮機恢復正常工作。但是,當冷凝器中的氣體壓力也恢復到原來的氣體壓力時,離心式制冷壓縮機的流 量又減小,離心式制冷壓縮機的出口壓力有開始下降,氣體又產生倒流。
展開 設備故障診斷(普通高等教育十五國家級規劃教材)
書名:設備故障診斷(普通高等教育十五國家級規劃教材)
作者:沈慶根 鄭水英
出版社: 化學工業出版社
出版日期:
ISBN:750257878
原價:¥39.8
蔚藍價:¥ 33.8
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圖書簡介:本書以化工、石化、電力、鋼鐵和航空等部門中使用的各類旋轉機器和往復式壓縮機為主要對象,比較全面、系統地闡述了機器故障類型、產生機理、表現特征以及故障防治方法。重點介紹了各類高參數旋轉機器的故障,以振動故障診斷為主線,細分了各種故障類型,如:不平衡故障、不對中故障、滑動軸承的油膜不穩定故障、轉子摩擦故障、浮環密封故障、流體激振故障以及高速轉子自激振動故障,從理論和實踐經驗兩方面詳述了它們的故障機理和特征。對往復式壓縮機的故障振動和管道振動提出了診斷分析方法和防治措施。對齒輪和滾動軸承,詳細地分析了
展開 【機械原理】14張動圖解說各種壓縮機的結構原理,直觀易懂
壓縮機是將低壓氣體提升到高壓氣體的從動流體機械。它是制冷系統的心臟,為制冷提供動力。
雙蝸桿壓縮機
單蝸桿壓縮機
汽車壓縮機
不管什么類型的壓縮機,原理都是把吸進的低壓空氣(某介質)壓縮成高壓空氣(介質)
壓縮機按原理可以分為容積型壓縮機和速度型壓縮機
容積型壓縮機又分往復式壓縮機和回旋式壓縮機
一般我們使用的活塞式空氣壓縮機屬于往復式壓縮機。家用空調一般使用回旋式壓縮機。
速度型壓縮機又分軸流式壓縮機、離心式壓縮機和混流式壓縮機。
1.活塞壓縮機動態原理圖
2.單螺旋桿壓縮機原理圖
3.雙螺旋桿壓縮機原理圖
4.渦旋壓縮機原理圖
5.回旋式壓縮機原理圖
6.開啟式活塞制冷壓縮機
壓縮機在日常生產生活中應用特別廣泛,小到汽車空調、家用空調,大到工廠機械設備,醫療器械等等。可謂無處不用,高端壓縮機一直被國外壟斷,國產壓縮機還需要很長時間的路要走,才能趕上西方國家壓縮機。
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