二氧化碳往复式压缩机故障诊断及检修方法

本文以在役二氧化碳往复式压缩机为例,简单介绍了往复式压缩机在气、振动和噪声、密封泄漏、油压系统、排气温度和管道振动等六个方面常见故障进行了详细的分析,并针对故障的原因提出处理方法。

二氧化碳往复式压缩机高压缸无油润滑及往复式高压柱塞泵长周期运行研究

简述高压往复式压缩机五段活塞环材料改造原因及改造后的效果;分析影响柱塞泵长周期运行的原因,并提出改进措施以达到长周期运行的目的。

超临界二氧化碳离心压缩机气动设计与性能分析研究进展

超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,SCO_(2))Brayton循环具有效率高、结构紧凑等优点,在能源动力系统中有着良好的应用前景。离心压缩机作为该循环系统的重要部件,因其运行范围广、单级压比大、效率高等优点同样在能源、动力及化工行业得到广泛的应用。气动设计与性能分析是所有压缩机工作的基础,其包含一维气动设计与分析及全三维CFD(computational fluid dynamics)数值分析等关键部分。相对于传统离心压缩机,近临界点特殊的工质物性为SCO_(2)离心压缩机设计与分析带来了新的挑战。通过对近期相关文献的探讨,综述了SCO_(2)离心压缩机的设计方法以及相关学者的性能分析实验,着重介绍了一维设计方法和三维流动分析中的影响因素,并在综合分析后提出了关于SCO_(2)离心压缩机的设计和性能分析的研究重点。

超临界二氧化碳离心压缩机气动设计及变工况性能预测

根据超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,SCO_(2))的物性特点,调用美国国家标准技术研究所(national institute of standards and technology,NIST)发布的二氧化碳物性参数,开发了SCO_(2)离心压缩机一维设计及性能预测的程序。利用该程序完成了-10 MW SCO_(2)布雷顿循环发电系统中的分流压缩机气动设计以及不同转速下的性能预测,并结合数值计算与流场分析,结果表明:在设计转速下,一维预测结果与三维数值模拟所得的压气机性能结果在小流量区域变化趋势与数值大小吻合较好,但是在堵塞工况点附近两者存在一定的偏差。在其他转速下,一维预测结果与三维数值模拟所得的压气机性能结果吻合较好,表明该一维性能预测能较好预测SCO_(2)离心压缩机的变工况运行特性。

二氧化碳压缩机故障分析及处理

分析二氧化碳压缩机在生产过程中出现的段间压力缓慢上涨、高压缸密封气平衡管结冰、高压缸振动值阶梯状上涨等故障原因。针对存在问题进行了相应处理,并提出了预防措施,避免了此类问题出现,有效提高了装置平稳运行周期。

超临界二氧化碳离心压缩机设计及性能预测

离心压缩机是超临界二氧化碳(S-CO_(2))循环系统中的关键部件之一,对系统的效率和稳定运行起决定性作用。区别于传统空气工质压缩机,S-CO_(2)工质的独特物性使得压缩机内部流场更为复杂;基于空气物性特点建立的损失模型也需要做针对性的修正以满足S-CO_(2)离心压缩机的性能预测要求,因此需要数值模拟研究探明压缩机内部流场特性,以此对压缩机性能预测方法做相应的改进。首先开展压缩机一维气动参数设计,并在一维设计参数的基础上建立三维模型,分析压缩机内部流场特点,发现分流叶片对内部流场有较大影响,同时变工况下叶轮内部流场发生改变也会引起出口气流角的变化,基于此,对压缩机非设计工况下滑移因子和计算叶片数进行修正,同时改进表面摩擦系数以预测压缩机的非设计工况性能。数值模拟结果表明,改进后模型的预测误差显著降低,非设计工况下平均效率误差从2.03%下降到0.16%。

储能系统中二氧化碳压缩机的研究进展

随着全球气候的不断变暖,对空气中的CO_(2)进行捕获利用已经成为可以减少温室气体污染的有效措施之一。CO_(2)储能系统不仅可以对空气中的CO_(2)进行储存利用,而且还可以用来消耗过量的电力以填补用电高峰期电力供应匮乏。压缩机作为CO_(2)储能系统中的核心设备,其性能的优劣直接影响着系统的整体性能。总结了7种不同形式的CO_(2)压缩机的应用范围、性能特点以及国内外的研究现状;论述了活塞式、离心式、轴流式3种压缩机在CO_(2)储能系统应用时可能存在的潜在问题;并给出了相应建议及改进思路。研究结果可为设计优化CO_(2)压缩机提供参考。

超临界二氧化碳闭式布雷顿循环离心压缩机试验研究

超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))布雷顿循环系统是一种具有广阔应用前景的新型能源动力系统。S-CO_(2)压缩机是S-CO_(2)布雷顿循环系统的核心部件,对系统运行具有重要影响。该文设计S-CO_(2)离心式压缩机,建设百kW级S-CO_(2)压缩机性能试验系统,开展压缩机进口CO_(2)超临界态建立试验、不同转速下的压缩机性能试验和压缩机进口状态控制试验。试验结果表明:压缩机可实现最高转速(40000r/min)、宽工况、超临界态运行,试验最高压比达到1.34;较好地实现压缩机进口状态的稳定性控制,当转速为9000和20000r/min时,进口压力波动小于0.12MPa,进口温度波动小于1℃。试验结果对S-CO_(2)压缩机设计及S-CO_(2)布雷顿循环系统级控制策略研究具有重要意义。

超临界二氧化碳压缩机性能不确定性量化研究

压缩机是超临界二氧化碳(S-CO_(2))动力循环中的关键装置,其进气参数通常接近流体的临界点,进气参数的微小变化会引起流体物性的剧烈变化,从而影响压缩机性能。本文采用一维模型和三维CFD方法对某S-CO_(2)压缩机进行了数值研究,一维模型预测得到的效率、压比与三维CFD计算结果存在明显差异。基于三维CFD计算结果,采用多项式混沌展开方法对压缩机进口总温随机波动引起的气动性能不确定性进行了量化研究。结果表明,进口总温的微小变化造成了压缩机流量和等熵效率的显著变化,在压缩机的设计中有必要考虑提高进气参数不确定性的稳健性。

基于数字孪生技术的往复式空气压缩机效率预测方法研究

通过建立往复式空气压缩机数字孪生体模型,实现压缩机效率预测和参数寻优的方法,具有灵活、成本低、通用性好的优势.但是在多变量条件下,传统的基于BP神经网络孪生模型训练时间长、工作量大,寻优过程易陷入局部最优解,不易实现全局最优.针对传统孪生体模型存在的问题,提出了基于CIWOA-BPNN算法的孪生体模型构建方法,通过主成分分析法确定孪生体模型关键指标,在BPNN模型基础之上引入改进的鲸鱼优化算法.研究表明,基于CIWOA-BPNN算法的孪生体模型有效避免了BPNN模型陷入局部最优解.用CIWOA-BPNN算法预测压缩机效率相对误差小于0.6%,决定系数为0.99775,与传统模型相比大幅提升了预测精度.

氢气压缩机级间冷却系统二氧化碳腐蚀与防护

苯乙烯装置氢气压缩机级间冷却系统的腐蚀主要集中在一至四级气体冷却器壳体底部和壳程出口管线弯头等部位,具有坑蚀、沟槽状腐蚀及台地状腐蚀等典型的CO_(2)局部腐蚀形貌特征。在CO_(2)腐蚀环境中,因金属表面各区域FeCO3腐蚀产物膜覆盖度不同而形成了电偶腐蚀,对氢气压缩机级间冷却系统的设备及管道造成了腐蚀,其中奥氏体不锈钢设备及管道腐蚀轻微,而碳钢设备及管道则腐蚀严重。冷却系统的工艺、温度和压力等影响因素为CO_(2)腐蚀的发生及发展提供了环境条件。针对该系统的腐蚀原因及机理,提出了定期排污和加注气相中和缓蚀剂的防护措施。

二氧化碳压缩机段间冷却器和分离器及管道内气体发生闪爆原因分析

介绍尿素装置二氧化碳压缩机在开机前管道内引二氧化碳气体时,段间冷却器、分离器及管道内发生闪爆的现象。分析认为直接原因为管道内聚集的氢气与空气混合发生闪爆,间接原因为压缩机入口阀门前没有设置放空阀和取样阀,无法取样。通过采取相应的处理措施,保障了装置的运行安全。

二氧化碳压缩机超压原因分析及处理

针对二氧化碳压缩机组运行过程中出现的二段出口、三段入口压力突然上涨的异常问题进行分析讨论,并在高压缸大修期间,对压力异常问题进行全方位排查,提出解决对策,最终消除了隐患,保障了机组的稳定运行。

超高压二氧化碳压缩机的研制

尿素装置中二氧化碳压缩机组压力高、密度大、转速高等特点,同时也带来了一系列难点,如气体激振、推力瓦温高、性能偏差大、防喘振阀门无法全部关闭等一系列问题;制约了化肥装置的稳定运行。通过分析研究,优化轴承与转子结构,解决了气体激振问题;优化平衡系统与推力轴承结构,解决推力瓦温高问题;优化气动方案,解决机组性能偏差大、防喘振阀门无法全部关闭问题。通过自主创新设计,借鉴其他直径系列高压机组的研制经验,克服研制过程中的技术难点。

基于ANSYS的二氧化碳往复压缩机的扭振分析

利用ANSYS软件对某4M型二氧化碳往复压缩机的轴系建立有限元模型,并对其进行模态分析和瞬态响应分析。求解出了该轴系的前8阶模态,发现轴系的11倍频落在了第一阶扭转固有频率之间,为进一步确定轴系的扭转共振特性,对切向力进行谐波分析以判断该轴系的扭振情况。通过瞬态响应分析,确定了轴系系统在交变载荷下其上各点位移、应力、应变等参数随时间的变化规律,为判断轴系在运转中是否存在冲击载荷以及对轴系进行静强度和疲劳强度计算提供依据。

基于GA-BP的往复式压缩机状态监测与预测性维护

针对某增压站现有压缩机状态监控系统识别故障信号困难,故障发生前未能提前预警的问题,开发了面向预知维修的往复式压缩机状态监测与预测系统,建立一套完整的软件及硬件体系。气阀作为往复式压缩机的重要运动部件,其状态监测的测点位于阀盖外表面中心处,以气阀状态监测为例,建立了气阀盖振动力学模型。综合运用时域、频域和小波特征提取方法进行振动信号分析,得到正常状态和故障状态的信号特征,提取状态指标。运用遗传算法优化神经网络模型,建立基于GA-BP的往复式压缩机振动趋势预测模型,试验测得模型的预测误差小于0.04。现场应用结果表明,该系统可实现全天候实时在线监测与预测,实现预知维修,减少工作人员的维保压力,提高机组运行安全性和效率,节省运维成本。

基于流固耦合的全封闭往复式压缩机数值仿真及吸气舌簧阀的优化

为了考察用于制冷的小型往复式压缩机在吸排气过程中的吸气舌簧阀和排气舌簧阀的最大接触冲击力和量化吸入与排出气缸中的冷媒气体量,以某型号往复式压缩机的实际结构为基础,建立了该型号往复式压缩机的数值仿真计算模型,对其吸排气过程进行了数值仿真计算,并根据仿真计算结果对吸气舌簧阀进行了优化。研究结果表明,吸气舌簧阀优化前后与其阀座的最大接触冲击力分别为102.3 N和98.2 N,最大接触冲击应力分别为151.1 MPa和148.3 MPa,分别减小了4.1 N和2.8 MPa;优化前后一个周期内吸入气缸的气体质量分别为9.8×10^(-3)g和1.05×10^(-2)g,增加了7×10^(-4)g;优化前后吸气舌簧阀位移升程最大颤振幅值分别为1.49 mm和0.56 mm,减小了0.93 mm,吸气舌簧阀初次冲击阀座后的最大反弹位移分别为0.48 mm和0.28 mm,减小了0.2 mm。优化后,吸气舌簧阀最大接触冲击力、最大接触冲击应力和位移升程颤振幅度减小,吸入气缸的气体质量增加,结果可为提高吸气舌簧阀的使用寿命和往复式压缩机的工作效率提供有力的支撑。

基于HYSYS的往复式天然气压缩机橇数字孪生系统

针对海上平台电驱往复式天然气压缩机橇工艺机理分析映射难、运行监测不够全面、智能化运维水平较低等问题,创建了一套基于HYSYS机理模型的整橇数字孪生系统。设计了数字孪生系统驱动方法,为HYSYS机理模型的输入参数采集和计算结果映射,以及系统的数据循环传输和功能执行提供理论基础。针对整体建模较为复杂的整橇天然气2级压缩流程进行了简化,并以此为基础进行了HYSYS软件仿真模型构建,将HYSYS模型冷却水流量的仿真计算结果与设备设计性能参数进行分析对比,验证了模型的映射性能。基于MySQL数据库和MATLAB编程构建了HYSYS与数据库的通信接口。搭建了数字孪生系统可视化软件操作平台,配套了硬件系统并进行了功能验证和有效性、实时性测试。研究结果表明:基于HYSYS机理模型的整橇数字孪生系统可实时有效地实现天然气2级压缩流程较为全面的状态参数计算、在线监测和工艺机理分析映射。

大化肥装置往复式二氧化碳升压机的扩能改造分析与计算

分析影响往复压缩机级吸入量的因素，指出压缩机级吸入量与吸气压力、吸气温度的关系并非形式上简单的正比例和反比例关系；对化肥装置往复式二氧化碳升压机扩能改造的几种方案进行比较讨论；介绍调整各级吸入温度、吸气压力之方案的理论计算方法和程序；最后给出了一个工程算例，并对计算结果的误差进行了分析讨论。

往复式天然气压缩机振动故障自动控制方法

天然气压缩机在工作过程中由于产生的信号类型较多,难以判断故障类型,导致振动故障的控制难度较大,因此提出一种新的往复式天然气压缩机振动故障自动控制方法。采用线性回归方式构建振动信号预测模型,通过模糊聚类组建振动特征灰度共生矩阵,推理规则下梳理特征诊断压缩机故障,完成往复式天然气压缩机振动故障诊断。以故障诊断结果为基础,通过方差分析法实现振动故障的自动控制。实验结果表明:所提方法能够完整采集到故障振动信号,对其强度数值的所在位置做出正确标记;并且在多组故障样本数据中,所提方法对故障的诊断结果,最高准确率为98%。