蒸汽壓縮機的案例
MVR蒸汽壓縮機振動控制器故障分析與改造
蒸汽壓縮機系統控制簡介
蒸汽壓縮機系統機組1#、2#兩套機械蒸汽壓縮機風機539C09A/B是由威海豪頓華工程有限公司集成，由西門子電機驅動，兩套機組系統分別獨立控制。
現以1#機械蒸汽壓縮機風機539C09A為例介紹其控制流程，如圖2所示。
可以看出，蒸發濃縮段采用MVR蒸發工藝，每次開車時需要新的一次低壓蒸汽（0.33MPa、133℃）作為降膜蒸發器的熱源，1#機械蒸汽壓縮機風機和2#機械蒸汽壓縮機風機的作用是將低品質的二次蒸汽（10kPa±5kPa/98℃±2℃）壓縮為高品質的加熱蒸汽（30kPa±5kPa/105℃±2℃），達到逐步實現系統平衡的目的，待系統平衡之后，不需要或僅需要少量的一次蒸汽作為補充蒸汽。
機組主要參數包括電機軸承溫度、電機繞組溫度、齒輪箱軸振動、齒輪箱軸轉速及蒸汽壓縮機電流等，在DCS中實現控制與聯鎖。其中，電機電流信號C09A-CE和油箱壓力PS-010開關量信號直接通過現場接線箱送至控制系統，其他蝸殼振動等11個信號均集中到現場儀表箱，通過變送器轉換成4~20mA信號送到DCS。
539C09A機組風機蝸殼振動傳感器VE-010（量程0~20mm/s）檢測的是速度信號，選用德國申克B&KVIBROAS-062型產品，兩線制。振動速度信號通過現場儀表箱內的VC-920振動控制器輸出4~20mA信號到控制系統，實現檢測和聯鎖功能，如圖3所示。
圖中溫度等參數標注的數值是機組在運行過程中某個時段正常時的實際顯示值（取整），同時各參數均注明了聯鎖值，TC101即為1#機械蒸汽壓縮機風機。
展開 MVR工程壓縮機應用與分類
進口飽和蒸汽參數：根據“Tsi”由IAPWS-IF97《水和水蒸氣性質公式》分別得到壓縮機進口飽和蒸汽壓力psi；壓縮機進口飽和蒸汽焓值HGsi；壓縮機進口飽和蒸汽比容VGsi。
蒸發結晶常見的11個問題與解答！
MVR的基本原理是由二次蒸汽進行再壓縮，提高二次蒸汽的壓力和溫度，重復利用二次蒸汽加熱換熱器，最終實現節能。
多效蒸發的基本原理是二次蒸汽進入下一效蒸發器加熱，實現蒸汽的重復利用。多效蒸發由于各種因素的影響效數往往是有限的。單從節省蒸汽的角度看：MVR肯定比多效蒸發節省蒸汽消耗。
初次造價：相比較多效蒸發，MVR需要增加蒸汽壓縮機和單效換熱面積，減少多效的相關設備和冷凝設備。由蒸汽壓縮機價格昂貴，同時增加換熱面積，處理規模相同的MVR蒸發器的總造價往往是多效蒸發的三、四倍。
運行成本：MVR適合沸點隨濃度上升少的液體蒸發，如果汁等食品行業及低濃度的液體（包括鹽溶液）的蒸發，這時MVR具有運行成本上的優勢。如果廢水的沸點隨濃度上升快，因為需要壓縮的溫升高，壓縮機電功率高，經濟性就明顯下降。
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為什么某些時候鹽水蒸發采用降膜蒸發器和強制循環蒸發器的組合？
答：主要出發點是降低運行成本和初次造價，強制循環泵流量大，結構復雜，造價較高，沒有強制循環泵的降膜蒸發器的初次造價可以適當降低。強制循環泵電功率相對較大，去掉強制循環泵后蒸發系統的電耗量減少，因此運行成本有所下降。
降膜蒸發器只適合廢水的濃縮，不適合有鹽結晶的場合，因此采用降膜＋強制循環組合的蒸發器實際上犧牲了鹽水蒸發的可靠性，選擇降膜＋強制循環蒸發器處理含鹽廢水要更加慎重。一般情況：我們只對廢水中鹽的濃度低于10%的廢水采用降膜+強制循環蒸發的組合形式。
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廢水蒸發設備是選用三效還是四效，各自的優缺點？
答：總體而言，四效的初次造價會高些，四效的運行成本會相對低一點。
展開 壓縮機組軸承靜電腐蝕原因分析及應對策略
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 石油化工設備 海洋石油富島石化
作 者 | 陳忠偉
關鍵詞 | 壓縮機組 軸承 靜電腐蝕 解決方案
共 2889 字 | 建議閱讀時間 13 分鐘
導 讀
海洋石油富島股份有限公司52×104t/a尿素裝置二氧化碳壓縮機組由意大利新比隆公司制造，壓縮機驅動機為蒸汽輪機，型號ENK40/45，屬凝汽式蒸汽輪機，壓縮機高、低壓缸型號分別為2BCL306A、2MCL527，增速箱型號為TRL25。蒸汽輪機進汽壓力為5MPa，進汽溫度為380℃，排汽壓力為0.012MPa,排汽溫度約為50℃,排汽量為37900kg/h。低壓缸正常轉速為8402r/min，高壓缸正常轉速為12165r/min，正常軸功率為7460kW。蒸汽輪機及壓縮機的徑向軸承均為可傾瓦軸承，增速箱徑向軸承均為四油楔圓瓦軸承。
壓縮機組狀態監測異常
自2019-07-29起，壓縮機高壓缸驅動側和非驅動側軸承振幅從開始約12μm和17μm分別上升至25μm和24μm，驅動側軸承溫度從77℃緩慢下降至68℃，而非驅動側軸承溫度基本保持穩定，見圖1。
在此期間，增速箱高速軸非驅動側軸承溫度上漲了大約3℃，2019-08-16開始快速上漲11℃，對應的軸承振幅則從19μm下降至17μm，而驅幅側軸承溫度基本保持在97℃，振幅基本保持在6μm，見圖2。
2019-08-19更換蒸汽輪機側電刷后，高壓缸和增速箱高速軸各軸承的溫度、振幅趨于穩定。
展開 
暖通空調——制冷壓縮機的液擊的危害
一、什么是液擊
液擊，簡單說就是制冷劑液體（或潤滑油）被壓縮機吸入，造成壓縮機的液擊事故。是指制冷劑因未能或未充分吸熱蒸發，制冷劑液體或濕蒸汽被壓縮機吸入到壓縮機內的情況叫液擊。
導致壓縮機液擊損壞的主要原因：
一、開機的瞬間有大量的制冷劑液體進入壓縮機；
二、蒸發器流量不夠（節發負荷減小），壓縮機有回液現象；
三、機組運行除霜不好，大量液體制冷劑沒有蒸發就進入壓縮機，
四、通閥換向瞬間蒸發器內的液體進入壓縮機導致。
二、液擊對壓縮機有什么影響
1
液擊對渦旋壓縮機的影響：
◆ 液擊對渦盤產生極大沖力，可能打碎渦盤，含有大量液態冷媒的潤滑油粘度低，在摩擦表面不能形成足夠的油膜，導致壓縮機內部運動件的快速磨損；另外，潤滑油中的冷媒在輸送過程中遇熱會沸騰，影響潤滑油的正常輸送。
2
液擊對往復式壓縮機的影響：
◆ 往復式壓縮機液擊瞬間產生的高壓具有很大的破環性，可以在很短時間內造成壓縮受力件（如閥片、活塞、連桿、曲軸、活塞銷等）的損壞，可以說液擊是是往復式壓縮機的致命殺手。
展開 航母為什么用蒸汽輪機而不用柴油機？
（我曾經參觀過我國以汽輪機為動力的驅逐艦，該艦的減速齒輪箱和汽輪機一樣大了。。。。。。。）
看了這么多我們感覺貌似還是覺得柴油機的優點多，貌似唯一制約它的問題就是單機功率太小了。其實不然，船舶在動力裝置的設計選擇上，是需要綜合考慮的。
就拿美國航母來說，采用的是蒸汽彈射，蒸汽彈射需要大量的蒸汽，如果采用柴油機，那就意為著需要單獨設置一個大的鍋爐，無論從成本考慮還是空間考慮都是不劃算的。
彈射起飛
再有咱們船舶人都知道，主機燒重油是省錢，但是重油粘度很高，需要蒸汽盤管加熱才能流動，一般船舶會設置一個燃油廢棄組合鍋爐，而采用汽輪機為動力的船，使用本身動力鍋爐的蒸汽就可以了，這樣自然方便不少。
船舶油艙內的蒸汽/熱油加熱盤管
還有航母屬于全球部署的艦船，在寒帶地區航母開敞的甲板很容易結冰，這樣會影響飛機起降，這時候就需要蒸汽除冰，
航母甲板結冰了
最后航母就像個移動的城市，上面有幾千船員，就洗漱的熱水和冬天的取暖就是一個大問題，而蒸汽就是個很好的熱源。
當然蒸汽在船上還有很多用途，比如海底門吹洗，噴射泵動力源，各種雜用等等（比如最近抖音每天都有人展示的蒸汽洗車，航母上可以來個蒸汽洗飛機啥的，或者來個桑拿啥的。當然這只是說笑而已）。
燃氣輪機
綜合各種原因，航母選擇蒸汽輪機作為動力。但是隨著電磁彈射和電磁炮的發展，未來航母很有可能電推化，常規動力航母很有可能采用燃氣輪機做原動力，核動力航母。。。。。。。當然依舊用汽輪機，只是汽輪機不再用來驅動螺旋槳，而是用來發電。
展開 對蒸汽/燃氣輪機CFD解決方案
專用葉片設計工具CFX-BladeGen
專用葉片網格劃分工具CFX-TurboGrid
蒸汽/燃氣輪機中的動靜葉片干涉
蒸汽/燃氣輪機中的非均勻進汽條件、流固耦合、真實氣體問題
蒸汽輪機中冷凝器里的相變、渦輪葉片冷卻、燃燒穩定性問題
CFX準確模擬結果
CFX實現快速可靠的收斂性能
如何加快大規模問題的計算速度
20080924-new06-02.jpg
壓縮機仿真學習：離心壓縮機參數辨識
文章來源：壓縮機網
用戶側蒸汽壓差驅動的空壓機設計及應用
而集中供汽用戶門站蒸汽參數為１.１ＭＰａ，２０５℃的過熱蒸汽，而目前采用減壓閥的方式調節參數參數，根據熱力學第二定律評估，減溫減壓過程消耗的功率及折算為壓縮空氣量見表１。由表１可看出，某塑料生產公司在對蒸汽減溫減壓過程，浪費的輸出功率為１５０ｋＷ，以空壓機比功率為６ｋＷ／（ｍ３·ｍｉｎ） （常規空壓機比功率為５～６ｋＷ／（ｍ３·ｍｉｎ））計算，可產生壓縮空氣流量為２０ｍ３／ｍｉｎ。這表明，該應用場景的蒸汽偏差具有足夠大的壓縮空氣生產潛力［４－５］。
２.２ 設計約束條件說明
本文在對空壓機系統設計時，需遵循以下幾個
約束條件。
（１）運行條件約束
蒸汽進口壓力為１.１ＭＰａ，空壓機排氣壓力高
于０.４ＭＰａ。壓縮空氣流量根據蒸汽流量的波動而波動。
（２）向心汽輪機條件
考慮主汽閥損失（５％左右） 后，給定進口總
壓、總溫及出口靜壓，設置進口氣流角度為７８°（與徑向夾角），進行流量計算與轉速的選取，出口流速（基本沿軸向） 為８１.３ｍ／ｓ，質量流量為１.６８７ｋｇ／ｓ，轉速為３００００ｒ／ｍｉｎ。即向心汽輪機最大功率為１５０ｋＷ，轉速在３００００ｒ／ｍｉｎ。
（３）離心空壓機參數選取
鑒于離心空壓機輸入功率為１５０ｋＷ，排氣壓
力大于０.４ＭＰａ，離心空壓機采用兩級壓縮，部分性能參數見表２。即：在給定機械功率１５０ｋＷ，排氣壓力０.４ＭＰａ的條件下，離心空壓機采用２級壓縮，轉速在７１０００ｒ／ｍｉｎ以上時，可產生２０ｍ３／ｍｉｎ的壓縮空氣［６］。
展開 壓縮機仿真：補氣式滾動轉子壓縮機的CFD仿真及優化研究
空調、制冷行業的快速發展，極大地推動了壓縮機技術的發展，對于我國北方等低溫地區，隨著室外溫度降低，壓縮機壓縮比增大、蒸發溫度降低等，存在低溫環境下制熱能力下降的難題，其中，中間補氣技術是熱泵低溫環境有效克服低溫環境的有效措施之一；補氣技術也由此越來越引起壓縮機制造企業的重視，對提高企業壓縮機產品的綜合競爭力具有十分重要的意義。
單缸滾動轉子壓縮機的補氣是通過在壓縮腔中增加補氣口，通過引入中壓流體形成對壓縮腔進行噴射補氣。圖1為該類壓縮機的補氣增焓結構圖，滾動轉子壓縮機的工作過程中包括了吸氣和壓縮過程，而補氣是針對壓縮過程補氣，將補氣孔設置在與壓縮腔連通的排氣孔附近，而為了防止補氣流體回流，可以設置簧 片閥等止回閥結構，當補氣流體壓力大于壓縮腔內的流體壓力時打開補氣孔進行補氣，稱為準二級壓縮形式。準二級壓縮的滾動轉子壓縮可有效解決壓縮機在低溫工況下排氣溫度過高和制熱量不足等問題，已經成為解決低溫工況下空氣源熱泵性能衰減的重要技術途徑。由于補氣口開在排氣口附近的氣缸壁上，將不可避免有一段補氣口和吸氣口串通的時間，在這段時間內，補氣口噴射出來的中壓流體回流至吸氣管，導致壓縮機的容積效率下降；為了克服上述技術問題，根據滾動轉子壓縮機中設置有往復運動的滑片結構，發展出了一種將補氣通道開設在滑片上的補氣結構，如圖1（b）所示，將補氣通道直接設置在滑片上，并將補氣通道的端部距離滑片端部一定距離設置，通過該距離的設定可以實現在吸氣階段不進行補氣而在壓縮階段才開始補氣，防止了噴射氣體的回流，更好地適應滾動轉子壓縮機的工作過程，提高了補氣效果。
展開 ANSYS Fluent 壓縮機仿真｜離心壓縮機計算
本案例演示利用Fluent計算離心式壓縮機內部流程并實現參數化的一般流程。
1 問題描述
要計算的壓縮機如下圖所示。
其包含6個主葉片及6個分流葉片，只計算單流道模型，如下圖所示。
流體介質為空氣，葉輪轉速155733 rpm，沿z軸旋轉。
2 計算流程
啟動Workbench，讀取文件
TurbochargerCompressorFluentStartingPoint.wbpz
添加Fluent模塊，計算模塊如下圖所示
雙擊
D2單元格進入Fluent
3 Fluent計算
3.1 General設置
進入
General設置面板，保持默認設置
設置
angular-velocity的單位為
rev/min
3.2 Models設置
開啟能量方程
選擇使用
SST k-omega湍流模型
3.3 Materials設置
指定密度為
ideal-gas，指定粘度為
sutherland
Sutherland對話框采用默認設置。
展開 
ANSYS CFX 壓縮機仿真-離心壓縮機葉輪
本文利用CFX模擬離心壓縮機葉輪的氣動性能。
注：本文采用CFX 2019R2進行演示
1 幾何模型
幾何模型來自ANSYS-CFX的教程文檔。下圖是幾何模型的示意圖。這個葉輪有24個葉片，以22360rpm的轉速繞Z軸旋轉。
△ 幾何模型示意圖
2 BladeGen定義幾何
啟動Workbench 2019 R2，將BladeGen模塊拖入工程視圖，右擊
A2：Blade Design→Properties，在屬性面板中設置如下圖所示
△ 屬性設置
加載創建好的葉輪。
螺桿壓縮機仿真：Simerics 螺桿壓縮機網格模板介紹
螺桿式壓縮機又稱螺桿壓縮機，分為單螺桿式壓縮機及雙螺桿式壓縮機。由于其結構簡單、易損件少，能在大的壓力差或壓力比的工況下工作，排氣溫度低，對制冷劑中含有大量的潤滑油不敏感，有良好的輸氣量調節性，螺桿式壓縮機廣泛地應用在冷凍、冷藏、空調和化工工藝等制冷裝置上。此外，以螺桿式壓縮機為主機的螺桿式熱泵廣泛應用在采暖空調方面，有空氣熱源型、水熱泵型、熱回收型、冰蓄冷型等。
其中，單螺桿壓縮機主要由一個圓柱形螺桿、兩個平面星輪和機殼組成的。螺桿和星輪組成嚙合副裝在機殼內，由螺桿槽、星輪、機殼組成密封容積變化的氣腔。當螺桿主軸在外部電機的驅動下運轉時，星輪也隨著螺桿運轉。兩個星輪將螺桿分成對稱獨立的封閉空間，當螺桿轉動時,星輪在螺旋槽內相對運動，改變星輪、螺旋槽、機殼組成的密封空間的大小，實現吸氣、壓縮、排氣的過程。
圖1 單螺桿壓縮機
單螺桿壓縮機雖然具有零部件少、重量輕、機械效率高、噪聲低和振動小等優勢，但由于其結構緊湊，壓縮機轉子齒頂密封齒與殼體之間的泄露間隙非常小，使得其三維CFD仿真變得十分困難。
展開 單螺桿壓縮機 VS 雙螺桿壓縮機
但實際上這兩種類型的壓縮機無論在原理還是結構上都有非常明顯的不同。只是在成套后的結構、布局和工作流程上，大體相同。而且在產品的應用范圍上高度重疊，互為競爭機型。
本期我們就來探討下單螺桿壓縮機和雙螺桿壓縮機的不同
。
（示意圖，不對應文中任何產品信息）
單螺桿壓縮機
1、單螺桿機的基本結構
故名思議，相對于雙螺桿壓縮機，單螺桿壓縮機只有一根螺桿，其螺桿同時與兩個或兩個以上的星輪嚙合。螺桿型面、星輪端面、螺桿兩端蓋板共同圍成若干封閉容積，實現氣體的壓縮。
螺桿和星輪根據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：CP型、PC型、PP型、CC型。
CP型是最常見的單螺桿壓縮機形式，我們在以下的講解中也僅以此種形式的單螺桿壓縮機為例。
CP型單螺桿壓縮機的結構：由一個圓柱螺桿和兩個對稱分布的平面齒輪組成嚙合副，裝在機殼內。螺桿螺槽、機殼(氣缸)內壁和星輪齒構成封閉容積。
機殼上除了進、排氣口外，與雙螺桿機類似，還開有噴液口，將油、水或制冷液噴入工作腔內，起到密封、冷卻、潤滑的作用。
展開 理論力學習題背后的故事—— 蒸汽機的歷史
1698年英國發明家和工程師托馬斯·塞維利（ThomasSavery，1650-1715）發明了工業蒸汽機。他設計了兩個部分：一是鍋爐，二是密閉的工作容器。先通過鍋爐把水加熱，使蒸汽充滿工作容器，然后關閉入汽孔，使工作容器中水蒸氣冷凝，形成局部真空，當該容器與礦井下水相連時，通過外部大氣壓，就可以把水“吸”到高處，其原理是靠大氣壓力把水壓上來的，所以水的提升高度和大氣壓力有關，在9m左右。這就是塞維利機，被命名為“礦山之友”，并申請了世界上第一個蒸汽機專利。
圖5 塞維利的發明
法國物理學家德尼·帕潘（Denis Papin，1647—1713）意識到塞維利機的不足，于1707年將蒸汽引入汽缸中（圖6從右往左第2個容器），靠活塞推動水升高。帕潘和塞維利的差別主要在于使用還是不使用活塞結構。
圖6 帕潘改進的裝置
托馬斯·紐可門（ThomasNewcomen，1664–1729）于1712年綜合了帕潘的氣缸活塞和塞維利靠冷凝蒸汽形成真空抽水的優點，將抽水的工作機構和提供動力的蒸汽機完全分開，這一分離標志著紐可門蒸汽機的完成。最初的蒸汽機被用來將礦井里的水抽出來。紐可門的蒸汽機將蒸汽引入氣缸后閥門被關閉，然后冷水被撒入汽缸，蒸汽凝結時造成真空。活塞另一面的空氣壓力推動活塞。在礦井中聯結一根深入豎井的桿來驅動一個泵。蒸汽機活塞的運動通過這根桿傳到泵的活塞來將水抽到井外。
圖7 托馬斯·紐可門的蒸汽機
紐可門機的出現標志著蒸汽機革新中第一階段工作的完成，紐可門機一直使用到18世紀60年代，瓦特對紐可門機的改進標志著蒸汽機的演變進入第二階段。
瓦特（James Watt，1736-1819）在維修紐可門機時，發現了蒸汽機效率不高的問題。
展開 