变频软启动系统在空压机大功率电机控制中的应用

以某冶金企业空压机控制系统改造为背景,根据原控制系统的故障情况和启动困难问题,提出变频软启动系统的改造方案。从硬件和软件角度进行分析设计,并将其应用与空压机大功率电机控制中。结果表明,运用变频软启动系统能够提高生产效率,降低生产成本,具有显著的经济性。

进口制氧空压机大齿轮的加工制造

某钢铁公司动力厂制氧车间空压机是从德国引进的，具有90年代国际先进水平。其大齿轮运行三年后，发现多处断齿，被迫停机，使该公司的主力吹氧转炉停产，给生产经营带来很大困难。由于在设备进口时，德方保证齿轮的使用寿命在10年以上，再加上外汇紧张，因此大齿轮没有备件。公司组织有关的工程技术人员，与兄弟单位一起协力攻关，在较短的时间内制造出了大齿轮，使该公司很快恢复了生产。

空压机大修后轴振动异常跳车的原因与处理措施

空压机是空分装置的关键设备,即使正常运行的空压机,经过大修后也可能出现试车失败的情况,如何做好空压机组的检修工作,保障空压机检修质量是空分装置的重中之重。以实际案例,对空分装置空压机的大修经过及大修后试车时轴振动跳车原因进行分析,对试车方法及各项处理措施进行简单的介绍和总结。

DH63-22型空压机大修的几点体会

通过对DH63-22型离心式空压机的大修,简要分析了大修过程中产生故障的原因,提出了在大型风机备件时应注意的问题。

燃料电池空压机气磁悬浮系统的协同控制研究

针对燃料电池空压机目前存在的驱动和支承问题,提出一种箔片动压轴承和动力磁轴承一体化的气磁悬浮型空压机。基于空压机的结构组成,建立空压机磁悬浮支承力、气悬浮支承力以及空压机转子动力学数学模型;基于燃料电池空压机转子系统动力学模型的状态空间方程,设计抗干扰强的协同控制器,并对它进行了转速、驱动转矩、转子悬浮位移以及电磁调节力等关键物理量的仿真分析。结果表明:协同控制在响应、抗干扰以及鲁棒性方面的控制优于PID控制。基于协同控制和PID控制建立了控制实验平台,并对空压机转子的气磁悬浮进行分析,进一步验证了协同控制具有优良的控制效果和良好的控制性能。

基于VMD-多尺度排列熵和SVM的船用空压机故障诊断方法

船用机械振动信号存在非线性、非平稳性问题,故障特征难提取,通过变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)多尺度排列熵(multiscale permutation entropy,MPE)与支持向量机(support vector machine,SVM)融合的故障诊断方法,对振动信号进行研究。以空压机为例,首先,模拟6种空压机工况,对各工况的热工参数进行测试,分析各工况热工参数的变化程度,并对采集的振动信号进行频域分析。然后通过VMD对振动信号进行分解,得到一系列固有模态分量,计算与原始信号的互相关系数筛选敏感固有模态分量。最后计算出敏感固有模态分量的多尺度排列熵,将其作为特征向量,输入到SVM中,进行故障辨识。实验结果表明:VMD多尺度排列熵与SVM融合的空压机故障辨识方法,能有效地识别故障类型,整体准确率可保持在98.6667%,将此方法与其他方法进行对比,证明此方法有效。

4DI110型空压机的技术改造与操作优化

文章通过介绍新引进的4DI110型离心式空压机(以下简称“空压机”)试运行阶段开始以来的运行情况和气温变化对空压机出口流量造成的影响,分析空压机出口流量随气温变化而变化的规律,指出空压机防喘阀V3004阀不能自动调节出口压力,影响空分装置工况的稳定。为实现空压机出口压力的稳定,对其防喘阀V3004阀采取增设自动旁路阀V3008阀的技术改造,同时优化和完善相关逻辑控制并阐述了空压机经技术改造后的操作优化和取得的实际效果。

离心空压机波箔气体轴承设计及实验研究

针对功率26 kW、主轴径22 mm的氢燃料电池离心空压机,设计波箔动压气体轴承;在搭建的实验台上进行轴承静动态特性实验和耐久性实验,得到轴承滞回曲线和静态刚度曲线,以及空压机轴系升降速振动三维频谱图、30 000~95 000 r/min下的时域图。实验结果表明:研发的波箔动压气体轴承静态刚度与轴承位移具有非线性特性;空压机启停100 000余次后,平箔表面仅有轻微磨损,波箔高度几乎无变化,表明轴承具有良好的耐久性;转子振动以基频为主,全转速范围内主振幅为1μm左右,无明显低频和高频振动;两级气浮轴承离心空压机实验最高工作转速可达95 000 r/min,并且表现出良好的热力性能。

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。

高效双级喷油螺杆空压机的研究与开发

为了实现空压机设备的能效提升,开发了1台额定功率为250 kW的双级喷油螺杆空压机,空压机的低、高压级均采用新型螺杆转子型线,压缩机在结构上采用了一系列创新设计,对级间压力、喷油量等关键运行参数进行了优化,并通过试验测试对所开发双级喷油螺杆空压机样机的能效进行了评估。结果表明,在最佳转速为1330 r/min时,容积效率可达到95.6%,低压级和高压级压缩机的绝热效率则分别达到93.3%,88.6%;依据GB 19153—2019对样机能效进行评估,在100%,70%和40%负载下,样机均可达到定转速喷油回转空压机一级能效,考虑到空压机在额定负载与部分负载时的综合性能,其机组比功率可达到5.72 kW/(m^(3)·min),相较于一级能效限定值低了7.7%,达到了“双一级能效”,实现了同类螺杆空压机产品的能效升级。此外,通过试验研究了转速变化对双级喷油螺杆空压机低、高压级p-V指示曲线和效率的影响规律。经研究发现,低压级压缩过程p-V曲线低于等熵压缩过程,转速变化对其影响较小,而高压级压缩过程p-V曲线受气体泄漏影响显著,转速升高会导致高压级压缩过程曲线逐渐变缓;低压级和高压级压缩机效率随转速变化呈现出不同的变化规律,且高压级压缩机的容积效率和绝热效率均对转速变化非常敏感。研究结果可为螺杆空压机的能效升级提供参考价值。

氢燃料电池用气浮离心空压机实验与模拟研究

气浮轴承离心空压机具有无油、高效、低成本、轻量化和动态响应性好等优点,已成为车载氢燃料电池空压机的最佳选择。本文介绍了自主研发的额定压比2.8、质量流量130g/s、转速88000r/min、功率22kW的两级气浮轴承离心空压机,用于匹配电堆功率130kW的车载氢燃料电池。在离心空压机气动性能试验台上测试了空压机在60000~95000r/min范围内的气动性能,同时构建了离心空压机的泄漏通流模型并对其进行了数值模拟,最后将模拟结果与实验数据进行了对比分析。研究结果表明,该离心空压机在实验时最大转速达95000r/min,最大绝热效率可达77.04%。

双螺杆空压机消声器设计与性能分析

针对双螺杆空压机在工作过程中壳体产生较大噪声的问题,利用有限元分析技术,对空压机壳体进行噪声频谱研究,得到在100~1500 Hz时,双螺杆空压机壳体噪声频谱图。采用添加消声器的方法进行降噪处理,并对消声器进行了结构优化设计,消除了谐振现象;将所设计的消声器安装在双螺杆空压机吸气口处,对比发现该消声器具有较好的降噪效果。研究成果可对双螺杆空压机降噪起到一定的参考作用。

燃料电池用离心式空压机抗性消声器设计及其消声效果分析

基于计算流体力学耦合计算气动声学的方法,在不同空压机运行工况下分析了穿孔消声器的降噪效果,量化了消声器内的热声转化关系。结果表明,穿孔消声器的空腔厚度和穿孔率对高频组分声波的吸消声起着决定性作用。与低频声波相比,穿孔消声器对高频组分声波的消声效果更好;随转速的增加,穿孔消声器对高频组分声波的消声效果逐渐增强,而对低频组分声波的消声效果几乎无变化。对穿孔消声器内的热声转化分析表明,低转速运行工况下,消声器消声前后声振荡能量几乎全部转化为工质可用能,而在中高转速运行工况下,声振荡衰减的能量转化为工质可用能的比例较小。为设计出可以在宽运行工况下实现宽频降噪的消声器,高转速运行工况下低频组分声波的消声应该作为重点优化的目标,同时也要考虑低转速运行工况下消声器消声前后的热力学性能的改善。为降低离心式空压机的气动噪声提供了一种新的方法,为设计宽工况适应性的高效空压机消声器提供了理论基础。

关于车用空压机减振降噪改进的讨论

车用空压机为轻型卡车提供制动气源,由于空压机为曲柄连杆机构,在运行过程中,可能会导致汽车在怠速运行时,出现振动大,噪声大的问题。汽车的减振降噪是消除环境中的噪声污染,提高用户舒适度的重要途径。解决轻型卡车振动大,噪声大的问题一方面可以通过降低发动机工作时的噪声,尤其是怠速下的噪声来实现,另一方面就是通过对汽车上可能产生噪声的空压机进行改进优化。本文论述了配合发动机,在保障发动机动力和空压机自身基本性能、功耗不变的前提下,通过增加空压机曲轴配重,增大曲轴平衡率来达到预期效果。

汽拖空压机在空分空压装置中的问题及对策

从某公司空分系统汽拖空压机设备安装、调试及运行角度出发,剖析期间存在的主要问题及难点,为其在空分空压装置中的应用提供更多经验和思路。

医用制氧机工作原理及其空压机系统故障维保策略

随着我国医疗科技的发展速度不断加快,用于临床的医疗设备技术也日趋成熟。在制氧领域,医用制氧机的应用范围逐步扩大,为了使医用制氧机能够始终处于稳定可靠的运行状态,需要充分分析制氧机系统的工作原理,针对制氧机中的空压机系统故障制定切实可行的维修方案。本文就以上背景,提出医用制氧机基本概念,分析医用制氧机空压机系统的工作原理;针对医用制氧机空压机中的故障以及供氧机系统故障提出维修对策,以期达到在临床中安全、高效、便捷地使用医用制氧机的最终目标。

基于压缩空气流量预测的火电机组空压机节能研究

针对火电机组内空压机布局分散和加卸载频繁造成电能浪费严重的问题,提出一种基于压缩空气流量预测结果进行空压机联网运行组合优化的方法。为提高预测模型的预测精度,提出鹈鹕优化算法(POA)与长短期记忆神经网络相结合的预测模型(POA-LSTM),通过相关性分析,选取空压机运行电流、储气罐压力、空压机排气压力和排气温度作为压缩空气流量的影响因素。结果表明,该模型预测误差率小于4%,能较准确地预测压缩空气流量的变化趋势;根据用气量预测结果进行杂用压缩空气联网改造测试,优化空压机的组合运行方式,可以少开杂用空压机1台,能耗降低13.01%;全厂空压机均采用基于压缩空气流量预测的联网供气方式可实现全年节约电能超过440万kW·h,节省电费268万余元,减少2 559 t二氧化碳排放。

微型高压空压机动力学优化设计

随着高压空气作为新型清洁动力源和冷却源的应用越来越多,微型高压压缩机便成为该领域研究的一项重点。传统的压缩机经验设计方法很难满足所有设计要求的最优方案。在传统热力设计的基础上,充分考虑压缩机的动力平衡特性,以各级缸径为主要设计变量,以各级气体力合力为优化目标开展多目标多变量优化研究。经过动力学优化设计,压缩机各级气体力相比传统设计更加均衡。气体力合力最大值降低了18.4%,合力的波动幅值降低了56.1%,同时指示功率也降低了4.2%。

空压机负荷预测与智能调度算法研究

针对目前空压机机组调度中存在能源消耗高、资源浪费严重等问题,结合空压机机组的组合特点,对空压机的台数调度进行研究。提出一种多策略改进的哈里斯鹰优化算法(MHHO)和深度回声状态网络(DESN)相组合的空压机负荷预测模型,在获得一天24 h所需负荷之后,利用MHHO算法对机组组合进行调度和用气量分配。实验结果表明:预测模型对空压机负荷预测具有更高的准确性,提高了机组的运行效率,减少了系统能源消耗,具有应用价值。