透平壓縮機(jī)的案例
透平壓縮機(jī)和離心泵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的比較與選用
透平壓縮機(jī)和離心泵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較
01
透平壓縮機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較
煉化行業(yè)透平壓縮機(jī)主要適用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下。
可以看出，透平壓縮機(jī)現(xiàn)行的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)都是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。從采標(biāo)情況看，SY/T 6651和JB/T6443都是等同采用（IDT）美國石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API 617-2002的。SH/T 3144是在API 617-2002的基礎(chǔ)上補(bǔ)充了一些技術(shù)規(guī)定，適用范圍僅限于離心/軸流式壓縮機(jī)一類機(jī)型。API 617-2002這版標(biāo)準(zhǔn)和之前版本最顯著的不同是增加了適用物資范圍（擴(kuò)大至軸流/離心式壓縮機(jī)、整體式齒輪增速離心壓縮機(jī)和膨脹機(jī)-壓縮機(jī)等3類機(jī)型），標(biāo)準(zhǔn)整體結(jié)構(gòu)分為4個(gè)部分（第一部分是通用要求，其他3個(gè)部分針對(duì)3類機(jī)型提出具體要求）。
另外API 617-2002在設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、動(dòng)力學(xué)等方面的技術(shù)要求也有所提高，比如設(shè)備不間斷連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間由3年提高至5年、轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)部分的規(guī)定也增加了大量篇幅。JB/T 4359最早是等同采標(biāo)ISO 8011-1988的，僅適用于介質(zhì)為空氣的軸流式壓縮機(jī)，它在特殊工況下的材料選擇、轉(zhuǎn)子帶阻尼不平衡響應(yīng)分析及穩(wěn)定性分析、性能試驗(yàn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等方面的規(guī)定，與API 617標(biāo)準(zhǔn)相比要簡單一些。
透平壓縮機(jī)輸送各種工藝氣體時(shí)，為了防止或限制這些氣體沿壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)軸泄漏到大氣中，就必須采用軸端密封，保證運(yùn)行安全。透平壓縮機(jī)一般選用迷宮密封、浮環(huán)密封、機(jī)械密封、干氣密封等類型的密封。干氣密封這類非接觸式密封，由于具有可靠性高、無油污染、功率消耗低、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，已成為危險(xiǎn)性氣體軸端密封的主要選擇。
展開 離心壓縮機(jī)的監(jiān)測及故障診斷
例如2＃14000制氧機(jī)共有四臺(tái)大型離心壓縮機(jī)，分別由三個(gè)國內(nèi)、外知名廠家提供。其中為空分提供原料的空壓機(jī)采用了沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的DH90型透平壓縮機(jī)，系單進(jìn)氣、雙軸、齒輪式、四級(jí)等溫壓縮，設(shè)計(jì)壓力0.52MPa，流量75500m3/h，由一臺(tái)電壓10000伏，功率7400KW的上海電機(jī)廠生產(chǎn)的同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)。壓縮產(chǎn)品氧氣的氧壓機(jī)采用了杭氧生產(chǎn)的3TYS90+2TYS60型透平壓縮機(jī)，系雙缸、十級(jí)、水平剖分型式，設(shè)計(jì)壓力2.9MPa，流量16000Nm3/h，配置了一臺(tái)功率3400KW的上海電機(jī)廠生產(chǎn)的異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。壓縮產(chǎn)品氮?dú)獾膬膳_(tái)透平壓縮機(jī)均為美國英格索蘭公司生產(chǎn)，其中4C90M×4N2型氮壓機(jī)系單進(jìn)氣、四軸、離心式壓縮機(jī)，設(shè)計(jì)壓力1.0MPa, 設(shè)計(jì)流量14921m3/h；2CII35M×3N2型氮壓機(jī)系單進(jìn)氣、三軸、離心式壓縮機(jī)，設(shè)計(jì)壓力2.2MPa,設(shè)計(jì)流量5042m3/h，驅(qū)動(dòng)電機(jī)均為德國西門公司的異步電機(jī)。這些設(shè)備的共同特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)精度高、運(yùn)行周期長，但每臺(tái)機(jī)組的結(jié)構(gòu)形式又各不相同。由此可見，加強(qiáng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)、掌握機(jī)組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和強(qiáng)化各相關(guān)專業(yè)知識(shí)是非常重要的。
二、研究設(shè)備特點(diǎn)、掌握運(yùn)行規(guī)律
在離心壓縮機(jī)整個(gè)服役期內(nèi)，設(shè)備故障發(fā)生的次數(shù)和使用的時(shí)間是有著其內(nèi)在的宏觀規(guī)律的。雖然對(duì)于一臺(tái)離心壓縮機(jī)而言，發(fā)生故障的時(shí)間、次數(shù)以及運(yùn)行壽命各不一樣，但都有以下一些共同特點(diǎn)：
1、離心壓縮機(jī)剛投運(yùn)的第一年，事故發(fā)生的頻率較高。其原因在于：設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造、安裝過程中所存在的問題在運(yùn)行初期得以暴露以及操作人員對(duì)設(shè)備性能、運(yùn)行規(guī)律也需要一個(gè)學(xué)習(xí)和掌握的過程。
展開 獨(dú)山子石化│裂解氣壓縮機(jī)系統(tǒng)長周期運(yùn)行中的問題及對(duì)策
裂解氣壓縮機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及對(duì)策
對(duì)于不同裝置、不同的工藝設(shè)計(jì)可能出現(xiàn)不同的影響壓縮機(jī)長周期運(yùn)行的問題，就獨(dú)山子石化乙烯裝置來說，主要出現(xiàn)有如下幾個(gè)問題。
01
低壓閥全開改變透平控制模式
裂解氣壓縮機(jī)采用抽汽凝汽式蒸汽透平驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)蒸汽全部來自裂解爐自產(chǎn)的超高壓蒸汽(SS)，靠高、低壓調(diào)節(jié)閥(SV31800、SV31801)來調(diào)節(jié)抽汽和凝液量。當(dāng)裂解爐自產(chǎn)的SS品質(zhì)存在缺陷，且在SV31800維持SS壓力穩(wěn)定的前提下，只能靠開大SV31801閥來滿足透平做功，這將導(dǎo)致裂解氣壓縮機(jī)透平抽汽量(高壓蒸汽量)減少，凝液量增加，并增大裝置能耗。在壓縮機(jī)大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，時(shí)常造成低壓閥全開，使壓縮機(jī)失去操作彈性，給裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來不利影響。圖2為裂解氣壓縮機(jī)透平示意。
正常運(yùn)行期間，透平的轉(zhuǎn)速和進(jìn)汽壓力同時(shí)被控制，使用2個(gè)獨(dú)立的控制回路，從轉(zhuǎn)速控制器和進(jìn)汽壓力控制器來的信號(hào)輸入內(nèi)在的比率邏輯比率電路使SV31800和SV31801控制閥相互作用，使透平轉(zhuǎn)速和進(jìn)汽壓力均達(dá)到操作要求。當(dāng)進(jìn)汽壓力增加時(shí)，進(jìn)汽壓力控制器將開大SV31800控制閥，但會(huì)造成透平轉(zhuǎn)速升高，此時(shí)轉(zhuǎn)速控制器就會(huì)關(guān)小SV31801控制閥。在正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速控制器作用于SV31801控制閥，轉(zhuǎn)速控制器提高轉(zhuǎn)速將通過開大SV31801控制閥實(shí)現(xiàn)，反之亦然。
展開 動(dòng)設(shè)備寶典│離心壓縮機(jī)的控制和保護(hù)
盤車裝置
盤車裝置的作用是在汽輪機(jī)啟動(dòng)前或停機(jī)后，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)從而減小上下汽缸溫差，避免轉(zhuǎn)子不均勻受熱產(chǎn)生彎曲變形，同時(shí)還可在啟動(dòng)前檢查汽輪機(jī)動(dòng)靜之間是否有摩擦及潤滑系統(tǒng)工作是否正常。盤車裝置的啟動(dòng)分為手動(dòng)模式和自動(dòng)模式，自動(dòng)模式需要增設(shè)一個(gè)零轉(zhuǎn)速探頭以確保汽輪機(jī)完全停車的狀態(tài)下自動(dòng)啟動(dòng)盤車電機(jī)。典型手動(dòng)啟動(dòng)盤車邏輯如圖7所示。
壓縮機(jī)啟動(dòng)
典型透平壓縮機(jī)啟動(dòng)邏輯如圖8所示，不同機(jī)組的允許啟動(dòng)信號(hào)會(huì)略有增減。
當(dāng)壓縮機(jī)允許條件全部滿足后，可開始啟動(dòng)程序。常用的啟動(dòng)程序分為手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)三種模式，詳細(xì)操作流程如圖9所示。
緊急停車系統(tǒng)
典型透平壓縮機(jī)緊急停車邏輯如圖10所示，不同機(jī)組的停車信號(hào)會(huì)略有增減。
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中石油PPT│透平壓縮機(jī)干氣密封原理及應(yīng)用
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中石油PPT│凝汽式透平和離心式壓縮機(jī)原理及操作
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什么是透平機(jī)？詳細(xì)解讀透平機(jī)組原理和系統(tǒng)！
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透平是將流體工質(zhì)中蘊(yùn)有的能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械功的機(jī)器，又稱渦輪或渦輪機(jī)。透平是英文turbine的音譯,源于拉丁文turbo一詞,意為旋轉(zhuǎn)物體。透平的工作條件和所用工質(zhì)不同，所以它的結(jié)構(gòu)型式多種多樣，但基本工作原理相似。透平的最主要的部件是一個(gè)旋轉(zhuǎn)元件,即轉(zhuǎn)子,或稱葉輪，它安裝在透平軸上，具有沿圓周均勻排列的葉片。流體所具有的能量在流動(dòng)中，經(jīng)過噴管時(shí)轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，流過葉輪時(shí)流體沖擊葉片，推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)透平軸旋轉(zhuǎn)。透平軸直接或經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)其他機(jī)械，輸出機(jī)械功。透平機(jī)械的工質(zhì)可以是氣體，如蒸汽、燃?xì)狻⒖諝夂推渌麣怏w或混合氣體，也可以是液體，如水、油或其他液體。以水為工質(zhì)的透平稱為水輪機(jī)；以蒸汽為工質(zhì)的透平稱為汽輪機(jī)；以燃?xì)鉃楣べ|(zhì)的透平稱為燃?xì)?em>透平。??
水輪機(jī)--水從高水位水庫沿通道流向處于低水位的水輪機(jī)的過程中，高水位水的勢能變成動(dòng)能，推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)。流過水輪機(jī)的尾水沿水道流去。現(xiàn)代水輪機(jī)的唯一用途是作為水電站的動(dòng)力源，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。??
汽輪機(jī)--它的工質(zhì)是蒸汽，具有熱能。蒸汽來自燃用礦物燃料的鍋爐，或是來自核動(dòng)力裝置加熱的蒸汽發(fā)生器。它們產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽以高速度經(jīng)噴管送到蒸汽透平，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，輸出動(dòng)力。蒸汽流速很高，透平轉(zhuǎn)子尺寸較小,所以轉(zhuǎn)速可達(dá)10000轉(zhuǎn)／分。汽輪機(jī)主要用于火力發(fā)電廠，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；也用于遠(yuǎn)洋大型船舶和潛水艇作為主機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳，推進(jìn)船舶。
燃?xì)?em>透平--它與壓氣機(jī)、燃燒室成為燃?xì)廨?em>機(jī)裝置的三大主要部件。空氣供入壓氣機(jī)，壓縮成較高壓力和溫度的壓縮空氣，流入燃燒室與燃料混合、燃燒，形成高溫、高壓、高速的燃?xì)饬鳎魅肴細(xì)?em>透平并推動(dòng)燃?xì)?em>透平旋轉(zhuǎn)，經(jīng)透平軸輸出機(jī)械功。燃?xì)?em>透平轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)。
展開 乙烯裝置裂解氣壓縮機(jī)運(yùn)行存在問題及解決措施
大慶石化乙烯裝置采用前脫丙烷前加氫流程，主要產(chǎn)品為聚合級(jí)乙烯、聚合級(jí)丙烯，主要副產(chǎn)品為氫氣、甲烷、混合碳四、裂解汽油和裂解燃料油等，裂解氣壓縮機(jī)為三菱制造蒸汽透平驅(qū)動(dòng)的離心式壓縮機(jī)。
裂解氣壓縮機(jī)運(yùn)行存在的問題
1
實(shí)際轉(zhuǎn)速無法達(dá)到設(shè)定值
乙烯裝置2018年9月大檢修后開工，但從2019年2月起，其裂解氣壓縮機(jī)開始頻繁出現(xiàn)實(shí)際轉(zhuǎn)速無法達(dá)到設(shè)定值的情況。問題出現(xiàn)初期，可通過調(diào)整裂解氣壓縮機(jī)透平調(diào)速閥提高轉(zhuǎn)速，但自2019年8月起，裂解氣壓縮機(jī)透平調(diào)速閥開度已達(dá)到95%，轉(zhuǎn)速仍低于設(shè)定轉(zhuǎn)速40r/min，裂解氣壓縮機(jī)一段吸入壓力最高漲至0.04MPa(正常操作壓力在0.022~0.03MPa)，裂解氣壓縮機(jī)失去操作彈性。
展開 順應(yīng)市場趨勢，玻璃鋼風(fēng)機(jī)迎來行業(yè)新機(jī)遇
2、發(fā)展高壓小流量壓縮機(jī)
隨著新型氣體密封、磁力軸承和無潤滑聯(lián)軸器的出現(xiàn)，開發(fā)超高壓壓縮機(jī)和小流量壓縮機(jī)是發(fā)展趨勢。
3、高效化
在透平壓縮機(jī)方面，三元流動(dòng)葉輪的研究已從準(zhǔn)三元流動(dòng)葉輪發(fā)展到全三元流動(dòng)葉輪，而且三元?dú)饬鞣治龇ㄟ€發(fā)展到葉片擴(kuò)壓器靜止元件設(shè)計(jì)中，以期達(dá)到最高的機(jī)組效率。擴(kuò)大調(diào)節(jié)范圍，提高變負(fù)荷調(diào)整下玻璃鋼風(fēng)機(jī)的效率也是風(fēng)機(jī)高效化的重要內(nèi)容。
4、高速小型化
采用三元流動(dòng)葉輪在提高效率的同時(shí)，可以使玻璃鋼風(fēng)機(jī)明顯縮小體積和減輕重量，同時(shí)提高轉(zhuǎn)速也是風(fēng)機(jī)小型化的重要途徑之一。新型葉輪材料、液體動(dòng)力旋轉(zhuǎn)氣體密封、高速氣體軸承及磁力懸浮的軸承等當(dāng)代最新技術(shù)成果，為玻璃鋼風(fēng)機(jī)高速小型化創(chuàng)造了良好的條件。
高效節(jié)能、低噪音、低振動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，使玻璃鋼風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于冶金、石油、石化、化肥、地鐵隧道、艦船等領(lǐng)域。此外，在煤矸石綜合利用、新型干法熟料技改、冶金工業(yè)的節(jié)能及資源綜合利用等領(lǐng)域也將有得到運(yùn)用。隨著風(fēng)機(jī)制造行業(yè)競爭的不斷加劇，大型風(fēng)機(jī)制造企業(yè)間并購整合與資本運(yùn)作日趨頻繁，國內(nèi)優(yōu)秀的風(fēng)機(jī)制造企業(yè)愈來愈重視對(duì)行業(yè)市場的研究，特別是對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境和產(chǎn)品購買者的深入研究。
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展開 螺桿、離心、往復(fù)活塞式三種壓縮機(jī)比較
1.離心式壓縮機(jī)
螺桿式壓縮機(jī)又稱螺桿壓縮機(jī)。20世紀(jì)50年代，就有噴油螺桿式壓縮機(jī)應(yīng)用在制冷裝置上，由于其結(jié)構(gòu)簡單，易損件少，能在大的壓力差或壓力比的工況下，排氣溫度低，對(duì)制冷劑中含有大量的潤滑油（常稱為濕行程）不敏感，有良好的輸氣量調(diào)節(jié)性，很快占據(jù)了大容量往復(fù)式壓縮機(jī)的使用范圍，而且不斷地向中等容量范圍延伸，廣泛地應(yīng)用在冷凍、冷藏、空調(diào)和化工工藝等制冷裝置上。
以它為主機(jī)的螺桿式熱泵從20世紀(jì)70年代初便開始用于采暖空調(diào)方面，有空氣熱源型、水熱泵型、熱回收型、冰蓄冷型等。在工業(yè)方面，為了節(jié)能，亦采用螺桿式熱泵作熱回收。
2離心式壓縮機(jī)
離心式壓縮機(jī)是一種葉片旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)（即透平式壓縮機(jī)）。在離心式壓縮機(jī)中，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪給予氣體的離心力作用，以及在擴(kuò)壓通道中給予氣體的擴(kuò)壓作用，使氣體壓力得到提高。
早期，由于這種壓縮機(jī)只適于低，中壓力、大流量的場合，而不為人們所注意。由于化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，各種大型化工廠，煉油廠的建立，離心式壓縮機(jī)就成為壓縮和輸送化工生產(chǎn)中各種氣體的關(guān)鍵機(jī)器，而占有極其重要的地位。隨著氣體動(dòng)力學(xué)研究的成就使離心壓縮機(jī)的效率不斷提高，又由于高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等技術(shù)關(guān)鍵的研制成功，解決了離心壓縮機(jī)向高壓力，寬流量范圍發(fā)展的一系列問題，使離心式壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)展，以致在很多場合可取代往復(fù)壓縮機(jī)，而大大地?cái)U(kuò)大了應(yīng)用范圍。
3往復(fù)活塞壓縮機(jī)
是各類壓縮機(jī)中發(fā)展最早的一種，公元前1500年中國發(fā)明的木風(fēng)箱為往復(fù)活塞壓縮機(jī)的雛型。18世紀(jì)末，英國制成第一臺(tái)工業(yè)用往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)。20世紀(jì)30年代開始出現(xiàn)迷宮壓縮機(jī)，隨后又出現(xiàn)各種無油潤滑壓縮機(jī)和隔膜壓縮機(jī)。50年代出現(xiàn)的對(duì)動(dòng)型結(jié)構(gòu)使大型往復(fù)活塞壓縮機(jī)的尺寸大為減小，并且實(shí)現(xiàn)了單機(jī)多用。
展開 三種壓縮機(jī)性能特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)比較，快收藏！
1、螺桿式壓縮機(jī)
螺桿式壓縮機(jī)又稱螺桿壓縮機(jī)。20世紀(jì)50年代，就有噴油螺桿式壓縮機(jī)應(yīng)用在制冷裝置上，由于其結(jié)構(gòu)簡單，易損件少，能在大的壓力差或壓力比的工況下，排氣溫度低，對(duì)制冷劑中含有大量的潤滑油（常稱為濕行程）不敏感，有良好的輸氣量調(diào)節(jié)性，很快占據(jù)了大容量往復(fù)式壓縮機(jī)的使用范圍，而且不斷地向中等容量范圍延伸，廣泛地應(yīng)用在冷凍、冷藏、空調(diào)和化工工藝等制冷裝置上。
以它為主機(jī)的螺桿式熱泵從20世紀(jì)70年代初便開始用于采暖空調(diào)方面，有空氣熱源型、水熱泵型、熱回收型、冰蓄冷型等。在工業(yè)方面，為了節(jié)能，亦采用螺桿式熱泵作熱回收。
2、離心式壓縮機(jī)
離心式壓縮機(jī)是一種葉片旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)（即透平式壓縮機(jī)）。在離心式壓縮機(jī)中，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪給予氣體的離心力作用，以及在擴(kuò)壓通道中給予氣體的擴(kuò)壓作用，使氣體壓力得到提高。
早期，由于這種壓縮機(jī)只適于低，中壓力、大流量的場合，而不為人們所注意。由于化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，各種大型化工廠，煉油廠的建立，離心式壓縮機(jī)就成為壓縮和輸送化工生產(chǎn)中各種氣體的關(guān)鍵機(jī)器，而占有極其重要的地位。隨著氣體動(dòng)力學(xué)研究的成就使離心壓縮機(jī)的效率不斷提高，又由于高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等技術(shù)關(guān)鍵的研制成功，解決了離心壓縮機(jī)向高壓力，寬流量范圍發(fā)展的一系列問題，使離心式壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)展，以致在很多場合可取代往復(fù)壓縮機(jī)，而大大地?cái)U(kuò)大了應(yīng)用范圍。
3、往復(fù)活塞壓縮機(jī)
是各類壓縮機(jī)中發(fā)展最早的一種，公元前1500年中國發(fā)明的木風(fēng)箱為往復(fù)活塞壓縮機(jī)的雛型。
展開 
資深專家談CFD應(yīng)用-CFD如何在葉輪機(jī)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中發(fā)揮更大的價(jià)值
PREDIG和COMIG這兩個(gè)程序由于能夠完成各種流動(dòng)元件組合情況的壓縮機(jī)基本級(jí)的性能預(yù)測和設(shè)計(jì)，適用的范圍很寬，因此目前世界上很多壓縮機(jī)制造廠家均選用NREC的設(shè)計(jì)和加工程序，由于NREC公司有效地將當(dāng)今壓縮機(jī)設(shè)計(jì)思想和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)結(jié)合在一起，因而代表了當(dāng)今世界透平壓縮機(jī)領(lǐng)域內(nèi)的水準(zhǔn)。
流場分析
在使用NREC軟件設(shè)計(jì)出葉輪后，就可以使用CFD軟件對(duì)設(shè)計(jì)出的模型級(jí)進(jìn)行三維粘性數(shù)值分析，并將數(shù)值模擬結(jié)果與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較。這里使用的商業(yè)CFD軟件采用求解時(shí)均N－S方程，對(duì)旋轉(zhuǎn)葉輪機(jī)械內(nèi)部定常、非定常，可壓縮、不可壓縮紊流流動(dòng)進(jìn)行高精度的數(shù)值分析。其三元粘性流場的數(shù)值模擬技術(shù)為設(shè)計(jì)者提供了快捷、可靠的分析工具，對(duì)模型級(jí)開發(fā)具有重要的意義。
在網(wǎng)格自動(dòng)生成模塊，通過設(shè)置模型級(jí)流動(dòng)方向、翼展方向、跨葉片方向的網(wǎng)格數(shù)，調(diào)整與生成網(wǎng)格質(zhì)量有關(guān)的參數(shù)，即可生成單個(gè)通道的網(wǎng)格。圖3給出了某模型級(jí)網(wǎng)格，其中模型級(jí)中的半開式葉輪及葉片擴(kuò)壓器均由NREC軟件設(shè)計(jì)完成。該模型級(jí)中葉輪在流動(dòng)方向、翼展方向、跨葉片方向分別取值163、41、49，網(wǎng)格數(shù)目約為35萬左右；葉片擴(kuò)壓器在流動(dòng)方向、翼展方向、跨葉片方向則分別取值131、41、33，網(wǎng)格數(shù)約18萬左右，模型級(jí)網(wǎng)格數(shù)目共53萬。
網(wǎng)格生成后，我們就可以進(jìn)行模型級(jí)的三維粘性流場數(shù)值模擬，分析模型級(jí)的性能曲線及流道內(nèi)速度、壓力場等的分布，并將結(jié)果與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較。一般來講，CFD計(jì)算收斂的準(zhǔn)則如下：
殘差小于-6的數(shù)量級(jí)；
模型級(jí)進(jìn)出口質(zhì)量流量誤差小于0.1%
當(dāng)滿足上述兩個(gè)條件時(shí)，我們可以認(rèn)為該模型級(jí)內(nèi)部三維粘性流場數(shù)值模擬計(jì)算迭帶收斂。
展開 氦氣透平壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析
作者：王旭 周傳月 關(guān)鍵字：氦氣透平壓氣機(jī) 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué) 電磁軸承
本文用Samcef Rotor軟件對(duì)氦氣透平壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)計(jì)算與分析，通過大量分析計(jì)算，為氦氣透平壓氣機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)依據(jù)。
1.引言
清華大學(xué)IOMW高溫氣冷實(shí)驗(yàn)堆HTR-IOGT項(xiàng)目是國家863重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，氦氣透平壓氣機(jī)組（以下簡稱氦氣輪機(jī)）是該項(xiàng)目能量轉(zhuǎn)換的核心設(shè)備。氦氣輪機(jī)主要由低壓壓氣機(jī)、高壓壓氣機(jī)、氦氣渦輪以及壓氣機(jī)和渦輪的進(jìn)排氣裝置組成。氦氣輪機(jī)采用單軸立式布置，工作時(shí)由徑向電磁軸承和軸向止推電磁軸承支承、非工作狀態(tài)由徑向機(jī)械軸承和軸向止推機(jī)械軸承支承。由于氦氣輪機(jī)采用單軸雙支承結(jié)構(gòu)，從而決定了其柔性轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)特征。在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，如何調(diào)整轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速、如何確保轉(zhuǎn)子過臨界時(shí)較小的振動(dòng)幅值以及如何保證計(jì)算的準(zhǔn)確性等，這些都是我們十分關(guān)心的問題。本文就是針對(duì)上述問題，論述工程設(shè)計(jì)中配合總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行氦氣輪機(jī)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速與振型計(jì)算以及氦氣輪機(jī)轉(zhuǎn)子穩(wěn)態(tài)諧波響應(yīng)計(jì)算與分析。
2.計(jì)算模型
2.1 幾何模型
圖1為氦氣輪機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。從左到右分別為低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子前軸及其上的支承、低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子、高低壓壓氣機(jī)間聯(lián)接軸、高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子、高壓壓氣機(jī)與氦氣渦輪間聯(lián)接軸、氦氣渦輪、渦輪后軸及其上的支承。
圖1 氦氣輪機(jī)轉(zhuǎn)子支承結(jié)構(gòu)
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)計(jì)算是配合氦氣輪機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行的，因此，要求計(jì)算結(jié)果要保證一定的精度，同時(shí)還要進(jìn)行很多不同結(jié)構(gòu)方案的計(jì)算，而氦氣輪機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，完全模擬轉(zhuǎn)子的實(shí)際結(jié)構(gòu)會(huì)給計(jì)算帶來很大的不便，甚至?xí)a(chǎn)生局部振動(dòng)干擾整個(gè)轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)計(jì)算的情況。基于上述考慮，決定計(jì)算模型采用三維計(jì)算模型，但對(duì)三維模型進(jìn)行必要合理的簡化。
展開 單螺桿壓縮機(jī) VS 雙螺桿壓縮機(jī)
但實(shí)際上這兩種類型的壓縮機(jī)無論在原理還是結(jié)構(gòu)上都有非常明顯的不同。只是在成套后的結(jié)構(gòu)、布局和工作流程上，大體相同。而且在產(chǎn)品的應(yīng)用范圍上高度重疊，互為競爭機(jī)型。
本期我們就來探討下單螺桿壓縮機(jī)和雙螺桿壓縮機(jī)的不同
。
（示意圖，不對(duì)應(yīng)文中任何產(chǎn)品信息）
單螺桿壓縮機(jī)
1、單螺桿機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
故名思議，相對(duì)于雙螺桿壓縮機(jī)，單螺桿壓縮機(jī)只有一根螺桿，其螺桿同時(shí)與兩個(gè)或兩個(gè)以上的星輪嚙合。螺桿型面、星輪端面、螺桿兩端蓋板共同圍成若干封閉容積，實(shí)現(xiàn)氣體的壓縮。
螺桿和星輪根據(jù)其外形可分為圓柱形（C）和平面形（P），這兩種類型可組合成四種形式的單螺桿壓縮機(jī)：CP型、PC型、PP型、CC型。
CP型是最常見的單螺桿壓縮機(jī)形式，我們在以下的講解中也僅以此種形式的單螺桿壓縮機(jī)為例。
CP型單螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)：由一個(gè)圓柱螺桿和兩個(gè)對(duì)稱分布的平面齒輪組成嚙合副，裝在機(jī)殼內(nèi)。螺桿螺槽、機(jī)殼(氣缸)內(nèi)壁和星輪齒構(gòu)成封閉容積。
機(jī)殼上除了進(jìn)、排氣口外，與雙螺桿機(jī)類似，還開有噴液口，將油、水或制冷液噴入工作腔內(nèi)，起到密封、冷卻、潤滑的作用。
展開 使用sCO2作為工質(zhì)設(shè)計(jì)葉輪機(jī)械時(shí)的考慮事項(xiàng)
在sCO2葉輪機(jī)械能夠取代已開發(fā)和改進(jìn)了100多年的蒸汽輪機(jī)或燃?xì)廨?em>機(jī)之前，需要克服大量的工程技術(shù)。盡管存在這些挑戰(zhàn)，但在過去十年中已經(jīng)成功開發(fā)了許多sCO2葉輪機(jī)械的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)原型。借助現(xiàn)有的技術(shù)和工具，除了來自原型測試的數(shù)據(jù)之外，預(yù)計(jì)在未來幾年中，將成功開發(fā)出用于各種應(yīng)用的sCO2透平和壓縮機(jī)，并最終將其商業(yè)化。
