压缩机振动噪声综合特性测试分析技术研究

振动与噪声参数一直是压缩机运行的重要指标,由于压缩机内部结构较为复杂,从理论上推导出振动与噪声特性性能很困难,仿真分析中模型简化造成仿真分析结果与实际有一定误差。因此设计振动与噪声综合特性测试分析系统十分必要,使其具备时域及频域基本功能的基础上,集成压缩机部件固有频率特性、振动与噪声的相干特性,噪声倍频程特性等综合特性分析功能,为压缩机的结构设计、优化方案、噪声评价、噪声治理及故障分析等环节提供有力的基础支持,为压缩机测试技术方案提供一种借鉴。

涡旋压缩机平衡铁结构对阻力矩的影响研究

针对涡旋压缩机平衡铁随主轴旋转时产生的阻力损失问题,提出了圆角结构及机翼型结构平衡铁。运用Fluent有限元分析软件,结合滑移网格技术对平衡铁工作区域模拟,研究了3种不同结构平衡铁所受的压差阻力矩和摩擦阻力矩,对比分析了不同结构产生的阻力矩大小。结果表明:压差阻力矩占总阻力矩的90%以上,总阻力矩随转速的增大而增大;相对于样机平衡铁,前后端面为圆角的平衡铁总阻力矩减小了30%~50%之间;机翼型平衡铁总阻力矩减小了55%~65%之间。

涡旋压缩机浮动式静盘的性能优化研究

针对浮动式静盘涡旋压缩机静盘背部温度过高且集中于排气管处的问题,提出带散热结构的浮动式静盘背压机构,研究了新机构的质能交换,分析了热量交换过程,给出了各腔体传热的数学模型,并对新机构进行CFD模拟计算,得到了不同外界温度下的静盘背部温度分布情况。与原浮动式静盘背压机构对比分析可得,新机构有效地改善了静盘背部中心温度过高的问题,使静盘温度分布更加均匀,可以解决因温度过高而造成的变形、摩擦磨损以及泄漏等问题,提高了压缩机的可靠性。

基于DBN和BES-LSSVM的矿用压风机异常状态识别方法

针对矿用压风机这类分布式系统的异常类别复杂、识别精度低等问题,提出了一种基于深度置信网络(DBN)和最小二乘支持向量机(LSSVM)的异常状态识别方法。首先,分析压风机组成系统及其运行机理,确定常见的异常状态类型;其次,采用DBN无监督学习方式充分挖掘监测数据中异常特征并快速提取;然后,利用秃鹰搜索算法(BES)优化LSSVM的超参数,构建最优的BES-LSSVM分类模型;最后,将DBN提取的异常特征作为BES-LSSVM模型的输入,对矿用压风机异常状态进行识别。试验验证与对比分析结果表明,相较于GA,PSO,GWO算法,BES算法的求解精度和收敛速度均有所提高,同时DBN-BES-LSSVM模型在测试集上平均识别精度达到94.65%,较PCA-LSSVM模型、DBN模型和DBN-LSSVM模型的识别精度分别提高了10.53%,5.84%和3.76%,验证了DBN-BES-LSSVM模型在矿用压风机异常特征提取以及特征识别方面的优越性。

小型双缸往复式压缩机噪声模拟与实验

针对制氧机用小型双缸往复式压缩机噪声过大的问题,通过Fluent气动仿真与LMS Virtual.Lab多体动力学仿真模块联合模拟仿真,求解出压缩机压力脉动和轴承激励。以结构自由模态为基础,添加压力脉动和轴承激励为边界条件,并结合声振耦合理论,得到双缸压缩机的离散噪声分布及声压级云图。研究结果表明:决定压缩机噪声值的波峰频率为800、2 500和3 100 Hz,与固体模态频率相近;通过改变结构刚度可降低压缩机波峰噪声。研究结果可为小型往复式压缩机的噪声控制提供参考。

往复式压缩机中间接筒与曲轴箱的连接螺栓断裂失效分析

针对某石化公司重整单元新氢往复压缩机2023年所发生的中间接筒与曲轴箱连接螺栓断裂问题,根据其外观形貌、螺栓材质、螺栓受力情况分析其可能的断裂原因,并从工艺操作、设备安装要求、螺栓紧固方式方面,提出解决方案,保障装置的安稳长满优运行。

风冷螺杆空压机测试系统及环境参数对性能影响研究

针对大型风冷螺杆空压机散热量大,会使周围环境温湿度迅速发生变化的特点,设计了一种局部排风的空压机性能测试系统,并探究环境参数变化对空压机容积流量和比功率的影响。结果表明:测试环境温度均匀性能达到0.5℃以内,空压机进气口温度波动度在±0.3℃以内,确保了测试环境的稳定性;空压机的容积流量受环境温度和相对湿度的耦合影响,空压机处于低环境湿度时,相对湿度影响更大,处于高环境湿度时,则相反;空压机的比功率随着测试环境温度和相对湿度的增加而增大,受环境温度的影响更大;在测试范围内,环境相对湿度为50%,温度为20℃时,空压机性能最好。研究结果可为根据实际运行环境选定空压机提供一定的理论指导。

基于ANSYS Workbench的超高压隔膜压缩机缸盖可靠性分析

缸盖是保证超高压隔膜式压缩机安全稳定运行的核心部件。根据压缩机的工作条件,对超高压隔膜压缩机缸盖进行受力分析,建立有限元模型,并利用有限元分析软件ANSYS Workbench对缸盖进行应力分析,获得了缸盖在最恶劣工况下的受力情况,分析了应力对缸盖结构安全可靠性的影响机制,对其强度进行校核。结果表明:缸盖平均Mises应力174.49 MPa,屈服安全系数高于1.9,缸盖强度满足设计要求。

离心压缩机气体箔片轴承-转子系统设计与试验

氢燃料电池汽车离心空压机采用气体箔片轴承-转子系统,具有超高转速、清洁无油的运行等显著优势。然而,当前气体箔片轴承-转子系统的全面研发设计理论严重匮乏亟待解决。为此,提出了一种气体箔片轴承-转子系统的研发设计方案。基于经验公式和性能试验台,开展了氢燃料电池汽车离心空压机中气体箔片轴承-转子系统的设计与试验研究。结果表明:该设计方案可以有效保证空压机在全转速范围内的性能要求,其最大转速可达90000 r/min,最大压比和质量流量分别为3.53和0.156 kg/s。

80FYQ-260型立式电动油泵异常振动分析及处理

本文就80 FYQ—260立油泵在使用中产生的异常振动问题进行了详细的分析与解决。它是蒸汽动力给水泵的核心装置,具有较高的供油量和较高的出口压力。结果表明:在主油泵周期性运转过程中,电动机上部轴承发生非正常抬升,横向、横向纵向振动都超过规范要求。经现场检测,发现油泵存在橡胶环老化、断裂、轴瓦偏心、咬痕等故障。本文对产生这种异常振动的原因进行了详尽的分析,并采取了更换橡胶衬垫、修补轴瓦等措施。采取上述措施后,油泵异常振动得到有效解决,保证了装置的安全、平稳运行。

基于响应特性的阀片故障诊断方法研究

往复式压缩机阀片响应具有高冲击、强噪声的特点。为了解决基于激励的故障诊断方法难以适用于压缩机阀片泄漏故障诊断的问题,提出一种基于响应特性的往复式压缩机阀片泄漏故障诊断方法。以电机定子电流信号作为激励信号,振动加速度信号作为响应信号,分析激励和响应特性,利用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)对响应信号进行特征提取。实验模拟了阀片不同程度的泄漏故障,基于响应特性对支持向量机(support vector machine,SVM)分类效果进行了实验。实验结果表明,基于响应特性的故障诊断方法具有较好的SVM分类效果。

基于挠度指数的隔膜压缩机膜腔的结构优化

为了解决隔膜压缩机中膜片经常破裂的问题,以某FB型隔膜压缩机为原型,对膜片组运行机理进行研究,探索膜腔挠度指数变化时对膜片运行情况的影响。基于薄板大挠度理论计算得出膜片上下表面所受应力最大的位置,通过改变膜腔挠度指数,得出膜片所受应力最小的膜腔型线。运用有限元分析软件进行模拟仿真,结果验证了膜片上表面的中心处和膜片下表面的边缘处最易破坏,同时得出膜腔型线的挠度指数在2.9时,可使膜片的上下表面所受应力最小且应力强度几乎相等,优化后的膜片所受径向应力相比优化前下降了14%左右,延长了膜片的使用寿命。

压缩机级间管壳式换热器设计与软件开发

管壳式换热器在各工业领域应用广泛,但其壳侧结构较为复杂,其传热与流动状态难以预测,且设计过程涉及大量的计算、图表及标准规范,导致设计周期长、费时费力。研究针对压缩机级间管壳式换热器进行了详细合理的设计与热工计算,确定了管壳式换热器热负荷、换热面积、传热系数等结构与热力参数;并基于MATLAB技术开发了压缩机级间冷却器的设计与校核软件,提高了设计人员的工作效率与换热器设计精度;最后针对一种工程案例,完成了对压缩机级间冷却器的设计计算。

微型涡旋压缩机轴向力曲线匹配吸力足机构优化研究

微型涡旋压缩机的轴向气体力随主轴转角而大幅度变化,存在难以实现良好的轴向密封等问题,为此,提出了一种基于永磁体的轴向磁力平衡轴向气体力的吸力足机构。首先,对微型涡旋压缩机的轴向气体力进行了特性分析,确定了目标轴向气体力曲线;其次,基于JMAG建立了三维仿真模型,采用遗传算法对永磁体的位置进行了优化,由此达到了轴向力变化趋势最大的目标;再次,在永磁体位置优化基础上,提出并对比了4种不同的吸力足分块方案,改变了分块吸力足的高度来匹配随动涡盘平动而变化目标的轴向力曲线;最终,对选择方案的分块吸力足高度敏感性进行了分析,固定了敏感性低的分块高度,降低了实际制作和装配的复杂性;通过仿真和实验测试,对优化后吸力足机构轴向力的准确性进行了验证。研究结果表明:改变永磁体在静环的位置,轴向力的最大值提升27.56%;在所有分块方案中,分块数越多,吸力足机构平衡效果越佳,且周向切割优于径向切割,周向切割最优结构的积分差相较于径向切割方案减小了42.91%;经实验验证后,优化的吸力足机构的最大误差仅为6.2%,与仿真结果具有良好的一致性,很大程度上解决了微型涡旋压缩机的轴向密封问题。

气压液式自愈调控系统性能分析与试验研究

针对质量不平衡引起机组振动超标,严重影响设备的安全稳定运行的问题,设计了一种气压液式自愈调控系统,能够实时在线抑制转子的不平衡振动,执行器的设计核心在于利用压缩气体驱动平衡液实现质量转移,所以气体驱动力的计算尤为重要。通过综合考虑离心力条件、液体流速条件、连通管中心点条件,计算储液腔内不同液体量对应的理论最小气体驱动力,通过与两种气体驱动力工况下的液体转移试验数据进行综合分析得到执行器的实际最小驱动力,并通过试验验证了自愈调控系统的有效性。自愈调控系统实现将待平衡转子的不平衡振动从13μm降至2.1μm,振幅降低比例达到80%以上。

粒子群算法优化涡旋压缩机几何参数及性能对比研究

为了提高微型涡旋压缩机的制冷性能,以某款微型制冷涡旋压缩机为研究对象,建立涡旋压缩机制冷性能系数的数学模型,添加几何参数约束条件,通过粒子群算法对制冷涡旋压缩机的几何设计参数进行优化以达到提高性能的目标。以能效比为优化目标函数,通过MATLAB软件进行迭代优化。在得到优化前后涡旋型线几何参数的基础上,建立优化前后涡旋压缩机动静涡旋盘的流体域数学模型,利用流体力学(CFD)的方法对优化前后模型进行数值模拟。对比分析优化前后涡旋压缩机几何、性能参数以及工作腔中工质流动规律和状态分布。分析表明:在通过粒子群算法优化后的微型制冷涡旋压缩机涡旋盘总体质量减小7.92%,吸气容积增大87.77%,性能系数提高88.08%。在数值模拟中对比优化前后进出口的质量流量,优化后的进口质量流量提高84.25%,出口质量流量提高82.14%;工作腔的压力分布在优化后过压缩现象降低,但出口压力大幅增大,其优化后工作腔中的瞬态峰值压力比优化前增大67.78%。但由于中心压缩腔变大,出现排气口被遮挡现象,导致优化后工作腔压力在某时刻会呈现不对称分布。该研究可为微型制冷涡旋压缩机的设计提供参考。

VPSA装置解吸气压缩机入口过滤器改造

由于PSA装置解吸气压缩机入口篮式管道过滤器存在过滤效果差,机组故障率高等问题,因此文章将其改为旋风管分离器和过滤分离器组合过滤设施。改造后可以有效过滤解吸气中的粉尘和水汽,延长了机组运行周期,降低了生产成本。

多管阵列近等温压缩空气储能方法研究

针对压缩空气储能系统传热性能和压缩/膨胀效率低的问题,提出了一种多管阵列近等温压缩空气储能方法,设计了液体活塞结构与管式换热结构耦合的多管阵列压缩/膨胀机,液体活塞结构实现高压密封,管式换热结构增加换热面积以提高换热量,采用隔膜式结构实现气-液隔离避免空气的溶解,采用水箱储存压缩热并在空气膨胀时释放。建立了系统热力学模型和传热学模型,分析了多管束参数对空气压力、温度和压缩功的影响,使空气从0.8 MPa增压至5 MPa,采用1000根管、压缩时间60 s时,可实现空气压缩效率达到70%。为高压和高效的近等温压缩空气储能提供了一种新的方式。

喷油螺杆真空泵油气分离系统的设计研究

针对喷油螺杆真空泵产品进行设计,重点介绍了真空泵油气分离系统的设计方法。根据真空泵的工作原理,结合工程实践,首先拟定油气分离系统组成,以及油气分离罐的结构设计方案;然后针对油气分离罐中重要零件如筒体、法兰等进行详细分析和计算,确定筒体公称直径、厚度等重要参数;之后基于爆破片的结构原理进行选型和计算,确定其爆破压力和排放面积等参数;最后运用三维设计软件完成整个结构的三维模型设计,进一步验证了油气分离系统结构的合理性。

全加压“三合一”机组空压机联轴器及轴承改造

介绍了全加压硝酸离心式压缩机联轴器及轴承的改造方法。