高压二氧化碳离心压缩机事故的气动原因

分析了引进的大化肥装置中使用的高压ＣＯ２离心压缩机事故的气动原因。

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%。

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。

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。

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。

某二氧化碳离心压缩机转子次同步振动分析

本文以某二氧化碳离心压缩机为研究对象,对其在试车过程中产生的转子次同步振动现象进行了分析。该压缩机在大流量时就开始发生0.1~0.35倍频的次同步振动,随着出口压力的升高振动加剧,在设计流量时转子振幅已经超过API 617规定的振动极限值。经多次试验情况未有好转。根据该机组转子以及管路的振动特征,判断故障原因是无叶扩压器内产生旋转失速。而通过进一步分析可知,产生旋转失速的原因可能是下游蜗壳结构以及上一级叶轮流场所导致的。从模型级试验结果可知,5#叶轮受回流器的影响,在大流量和小流量区都会出现低频压力脉动,因此,该叶轮是压缩机转子产生次同步振动的原因之一。最终,通过更改5#叶轮回流器叶片的预旋,成功降低了转子的振动幅值,确保机组顺利出厂。

结构参数对超临界二氧化碳离心压缩机叶轮气动性能的影响

超临界二氧化碳离心压缩机气动性能一直受到广泛关注。本文通过改变叶轮结构参数,对超临界二氧化碳离心压缩机叶轮气动性能进行了数值模拟,分析了叶片出口安装角和分流叶片长度对叶轮气动性能的影响规律。结果表明,随着叶片出口安装角的增大,叶轮的总压比和多变效率先增大后减小,且在叶片出口安装角为75°时叶轮气动性能最佳;随着分流叶片长度的增大,叶轮的总压比和多变效率先增大后减小,且在分流叶片长度系数为0.6时叶轮气动性能最佳。研究结果可为超临界二氧化碳离心压缩机叶轮优化设计提供理论依据。

超临界二氧化碳离心压缩机性能预测模型研究

压缩机作为超临界二氧化碳(S-CO2)动力循环的核心部件,对其开展部件级实验研究,测试压缩机及其附属设备的工作特性将至关重要;而建立精准的闭式S-CO2压缩回路系统仿真模型是选取回路关键参数、建立系统控制策略的必要准备工作,也是保证压缩机可在测试参数下稳定运行的重要前提。本文针对测试回路中压缩机的热力学模型进行了研究,并对S-CO2压缩机的运行性能进行了预测,基于传统压缩机一维损失模型,对比预测结果与公开文献实验数据,发现传统压缩机模型在偏离设计工况条件下存在较大误差,需要对其进行修正。本文引入流量系数,其定义为质量流量和转速的比值,以运行工况流量系数和设计工况流量系数比值作为修正因子,对传统损失模型进行修正。通过与桑迪亚国家实验室公开的实验数据对比可以发现,修正模型预测结果与实验值的变化趋势和数值大小保持一致,最大误差不超过3%,能够较好预测S-CO2压缩机运行时的变工况特性。

叶顶间隙对超临界二氧化碳离心压缩机气动性能影响研究

超临界二氧化碳离心压缩机的气动性能一直备受关注,为了研究不同叶顶间隙对超临界二氧化碳离心压缩机内部流动与稳定工作范围的影响,通过数值计算得出了不同叶顶间隙下超临界二氧化碳离心压缩机的性能曲线。结果表明:叶顶间隙的增大会降低小流量工况和设计工况下超临界二氧化碳离心压缩机的效率和压比,但在大间隙下压缩机的堵塞流量会有所增大。通过对不同间隙下压缩机叶顶区域流道静压分布、95%叶高载荷分布以及相对马赫数流场的详细分析,解释了不同叶顶间隙影响超临界二氧化碳离心压缩机性能的原因。

二氧化碳压缩机高压缸体腐蚀及其修复

介绍二氧化碳压缩机高压缸体腐蚀的情况 ,分析其原因 。

跨临界二氧化碳离心压缩机叶轮流场计算

针对跨临界二氧化碳离心压缩机,采用CFD方法对叶轮流场进行计算。将计算所得叶轮总焓变与试验数据进行对比,验证了计算的准确性与可靠性。分析流场内密度、比热和黏度的分布,得出二氧化碳物性特性在叶轮流场内的表现情况。分析冷凝区域的分布,得出冷凝现象形成的规律及原因,为跨临界二氧化碳离心压缩机叶轮设计提供参考和依据。

超临界二氧化碳离心式压缩机研究进展

作为布雷顿循环的核心部件,超临界二氧化碳离心式压缩机结构紧凑、效率高,具有广阔的应用前景。基于此,本文介绍了超临界布雷顿循环和超临界二氧化碳压缩机的发展历程和背景意义,详细综述了目前超临界二氧化碳离心式压缩机在实验测试、数值模拟以及热力设计方面的研究成果及现状,并针对超临界二氧化碳离心式压缩机的特点,对其研究方向进行了展望。

不同转速下超临界二氧化碳离心压缩机内部流动性能分析

为研究不同转速对超临界二氧化碳离心压缩机内部流动的影响,通过数值计算,得出70%,80%和100%三种不同转速下超临界二氧化碳离心压缩机的全工况性能曲线,并详细分析了超临界二氧化碳离心压缩机内部不同叶高处相对马赫数分布。在100%转速时,小流量工况下叶片通道出现相对马赫数较低的情况;在大流量工况下,叶片通道出现通道激波,压缩机做功能力受到影响。结果表明:在不同转速下,超界二氧化碳离心压缩机最高效率点工况的等熵效率随转速升高而降低。

二氧化碳压缩机高压缸振动值高的原因分析与处理

介绍二氧化碳压缩机的基本情况及高压缸振动波动的经过,从工艺和设备方面分析判断高压缸振动值高的原因为轴承间隙超标所致,制定应对措施和调整处理方案,保证机组运行到短停检修。通过检修解决了高压缸振动值高的问题,提出今后应注意的事项。

二氧化碳压缩机高压缸前径向瓦振值高的原因分析及对策

分析二氧化碳压缩机高压缸前径向瓦振值高的原因,采取相应的措施,较好地解决了该问题。

几何参数对跨临界二氧化碳离心压缩机叶轮冷凝现象的影响研究

采用CFD方法对跨临界二氧化碳离心压缩机叶轮流场进行计算。对比分析不同几何参数对叶轮内冷凝现象的影响,其中参数包括叶片进口角、前(后)掠角、轮毂进口半径以及叶片包角。计算表明,叶片进口角、前(后)掠角和轮毂入口半径对冷凝区域的范围和冷凝程度,均有显著影响,适当选取参数可有效改善冷凝现象,而叶片包角则影响相对较小。研究结果可以为跨临界二氧化碳离心压缩机叶轮优化设计以及冷凝现象研究,提供参考和依据。

二氧化碳压缩机高压缸轴承异常情况研究

介绍尿素装置二氧化碳压缩机运行情况,针对高压缸出现推力端径向轴承振动增高和止推轴承温度持续升高问题,通过工艺调整、状态监控和设备结构分析,提出压缩机异常状态的处理措施,维持运行至检修处理。