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。

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。

双螺杆空压机壳体动态响应及结构优化分析

为进一步探究双螺杆空压机壳体动态响应特征,以某煤矿用双螺杆空压机为研究对象,建立其壳体结构的三维模型,通过有限元分析方法,对其进行模态分析和动态响应分析。结果显示,虽然该壳体结构不存在共振风险,但其右端盖位置和排气座位置的振动较为剧烈,对实际应用仍存在不利影响。基于此,应用增设加强筋的优化方法对其进行结构优化,结果显示,优化后壳体结构的最大振动位移和最大振动速度都有明显降低,降幅分别达到了6.04%和8.42%,效果较为显著。

双螺杆空压机壳体动态响应及结构优化分析

以QWL-30SA型双螺杆空压机为研究对象,介绍一种双螺杆空压机壳体动态响应及结构优化方法。利用UG软件构建出双螺杆空压机三维模型,分别对空压机壳体的动态响应变化情况、不同工况条件下壳体振动响应及局部厚度对壳体振动的影响进行了分析,进而以此为基础设计出空压机壳体优化方案,提升双螺杆空压机性能,有利于降低壳体损伤概率,确认该方法具有一定应用价值。

喷油参数对双螺杆空压机性能的影响

为研究喷油参数对双螺杆空压机工作性能的影响,并为优化和提高该类型空压机的整体性能提供参考,建立了喷油双螺杆空压机数学模型,研究喷油量、喷油温度等对空压机性能的影响,并通过模拟结果与实验结果的比较,验证了模型的准确性。结果表明:双螺杆空压机存在一个最优的喷油量,可以使空压机达到最佳的绝热效率和比功率,随着转速由3000 r·min^(-1)升高至4400 r·min^(-1),最优喷油量呈现下降的趋势,随着背压由0.7 MPa提高至1.0 MPa,最优喷油量呈现升高的趋势。另外,喷油温度的升高使得双螺杆空压机的绝热效率下降、比功率上升,从而导致空压机性能恶化,因此在保证排气温度的同时,应尽量选择低的喷油温度。同时,喷油参数对泄漏与耗功的影响显著,随着喷油温度由303.15 K升高至323.15 K,各个泄漏通道泄漏量呈现上升的趋势,摩擦损耗呈现下降的趋势;随着喷油量由0.5 m 3·h^(-1)增加至1.5 m 3·h^(-1),各个泄漏通道泄漏量呈现下降的趋势,摩擦损耗呈现上升的趋势。研究工作可为喷油双螺杆空压机的性能优化提供有益的参考。

干式双螺杆空压机气动噪声优化设计

目前国内外干式双螺杆压缩机大多数直接采用了喷油螺杆压缩机的型线,一般通过改变齿数比,适应干式螺杆压缩机低压比和大气量的需求。通过对干式双螺杆空压机型线开展优化设计,将螺杆压缩机型线中瞬时啮合的曲线变为逐点啮合的曲线,避免压缩机螺杆齿面啮合的泵吸作用,从而降低压缩机气动噪声,改善压缩机运行环境。

螺杆空压机转子受力有限元计算研究

螺杆压缩机转子受力的准确计算是保障压缩机可靠性的基本条件。本文利用有限元方法对螺杆空压机阴阳转子所受气体力进行了分析计算,提出了实现转子受力计算的有效、快速的方法及实施方案。同时对转子所受轴向力进行了试验测试,验证了该方法的准确性。

移动式双螺杆空气压缩机系统动态特性分析

在对移动式双螺杆空气压缩机系统组成及运行原理分析基础上,建立柴油发动机子系统、空气压缩机主机子系统和进气控制子系统数学模型,利用Matlab/Simulink平台构建空气压缩机系统仿真模型,对空气压缩机在加/卸载运行条件下的系统压力、流量和轴功率进行仿真分析,以研究双螺杆空气压缩机动态特性;并通过试验验证数学模型的有效性。仿真和试验结果表明:用气量对空气压缩机系统动态特性产生影响,用气量波动越大,空气压缩机系统轴功率越高,能量利用率越低,且压力波动越大;用气量越大,空气压缩机加卸载频率越低,系统能量利用率越高;仿真结果和试验结果最大相对误差小于5%,所建立的数学模型能反映空气压缩机动态加、卸载运行过程。该研究可为空气压缩机系统节能运行提供参考。

反循环除霜对热泵用螺杆制冷压缩机性能影响的实验研究

双螺杆制冷压缩机由于其独特的优势已广泛应用于热泵产品中。针对风冷热泵用双螺杆制冷压缩机在反循环除霜过程中的性能特性进行了实验研究,研究结果表明:在进行反循环除霜时对压缩机的冲击比较大,压缩机排气压力急剧下降到0.65 MPa才逐渐上升,而吸气压力先直线上升,接着快速下降,甚至到0.1 MPa,然后才逐步上升,并和排气压力一样出现了较为强烈的波动;压缩机功率出现了类似排气压力的变化趋势;吸、排气温度的变化则缓和许多,排气温度先是由90℃下降到75℃,然后逐渐上高,最高至100℃左右,然后下降并逐渐趋于稳定,而吸气温度先升高并保持一段时间,然后逐渐下降;系统制热量逐渐下降,随后向循环水提供冷量,随着制冷工况的进行,供冷量先增加后逐渐降低并趋于稳定。对反循环除霜对制冷压缩机影响的研究为提高风冷热泵中压缩机的可靠性提供了实验依据。

螺杆空压机用消声器的设计和优化

高转速的干式螺杆空压机的排气管路中的噪声都比较大,为了有效降低螺杆空压机的排气噪声,利用双层微穿孔板声学理论,建立了由微穿孔板的孔径、板厚、穿孔率、腔深等结构参数计算双层微穿孔板结构扩散场吸声特性的数学模型,设计了一种适合该类空压机用的消声器,并利用遗传算法对其结构参数进行优化,得到双层微穿孔板最佳的吸声特性。优化结果表明:优化后的双层微穿孔板消声器的吸声系数比优化前大大提高,更有利于高转速干式螺杆空压机减噪的需求。

双螺杆空压机壳体声辐射特性分析

针对双螺杆空压机在工作过程中因声共振而产生的噪声问题,利用有限元技术,通过壳体结构模态分析得到固有频率,为声共振分析提供了激振频率范围。从各阶次声模态分布来看,发生声共振时,双螺杆空压机壳体表面不同位置激发出声共振时所产生的声压与声压级大小不同;不同特征频率下的声压与声压级幅值大小不同,声压级变化趋势基本与声压一致,且都处于波动状态。在同一特征频率下,声压位置由大到小依次是进气口端、排气口端、轴端、壳体表面。研究成果可为双螺杆空压机结构优化及降噪提供参考依据。

喷油双螺杆空气压缩机运行故障分析处理

以VP200型空气压缩机为例,从分析喷油式双螺杆压缩机的工作原理入手,分析了压缩机常见故障的发生机理,提出了解决办法和对压缩机的部分改造措施。

双螺杆式空气压缩机温高故障分析

府谷压气站采用INGERSOLL-RAND SSR-ML 45D型螺杆式空压机。文中引入螺杆式空压机的工作原理,分析了空气系统的作用及设备现状。温度过高故障是空压机的一种多发故障。文中以风冷式7.4立方机型为例,对润滑系统及油路元件、冷却系统、空气吸程和排程及控制管路元件等部分导致双螺杆式空气压缩机温高故障的原因进行了分析,提出了相应的解决办法及预防措施。深入研究将大大减少机组故障的发生,从而保证输气生产的安全进行。

双螺杆空压机气动噪声的数值模拟研究

为了研究双螺杆空压机内气动噪声的大小与分布规律,建立双螺杆转子的三维模型与空压机的流场模型。将流体动力学计算方法和声学有限元技术相结合,研究转子中心距和齿顶间隙对双螺杆空压机宽频噪声的影响。结果表明:双螺杆空压机进气口边缘处声功率级最低,与进气口接触且逐渐接近转子容积部分声功率级较低,而转子啮合部和排气口位置的声功率级最大,且宽频噪声的大小随着压力差增大而增大;当齿顶间隙为0.2 mm时,空压机的宽频噪声较小;转子中心距为81.2 mm时,空压机的宽频噪声较小。

基于不同啮合线对双螺杆空气压缩机转子的设计分析

介绍了双螺杆空气压缩机转子型线设计的研究现状及主要方法。重点研究基于啮合线反求转子型线的新方法,根据阴阳螺杆转子坐标系建立了啮合线坐标系,研究了啮合线为点、直线和曲线时反求转子型线的方法,最后得出不同啮合线下的转子型线的通用计算公式,为双螺杆空气压缩机转子型线的设计提供了参考。

燃料电池用干式双螺杆空压机转子临界转速有限元分析

随着对新能源汽车的需求日益增大,燃料电池电动车概念逐渐火热,应用于燃料电池系统中的空压机的研究也不断深入。燃料电池系统中的无油双螺杆空压机转速可达上万转,甚至几万转才可满足要求,使用ANSYS分析软件分析空压机的转子临界转速的方法,指导设计者计算螺杆空压机分析临界转速。

喷油双螺杆空压机的常见故障与维护保养

文章以产气量21 m3/min的喷油双螺杆空压机为例,阐述了喷油双螺杆空压机的原理及在运行过程中的常见故障、使用与维护。

低压比干式双螺杆空压机转子型线优化设计

针对低压比干式双螺杆空压机,开展了转子型线优化设计,将其中摆线部分改进为圆弧及其共轭包络线,在基本不影响泄漏三角形的基础上,将“曲线-曲面”密封改进为“曲面-曲面”密封,提升密封性能;同时,将齿根与齿顶连接线简化为一段高阶多项式曲线,降低了设计与计算的复杂程度。最后,通过实验,验证了改进后的转子型线,相比较于原型线,在气量和比功率等关键参数上,均有所提升。

某电厂空气压缩机房冷却水回水改造

为解决喷油双螺杆空气压缩机正常运行中排气温度高的问题,从喷油双螺杆空气压缩机工作原理及内部流程出发,分析出空压机冷却水回水设计不合理是空压机排气温度高的原因,并提出了改造方案,总结了日常维护及操作经验,保证设备稳定运行,为机组的安全生产提供有力保障。

喷油式双螺杆空压机常见故障分析

分析了喷油式双螺杆空气压缩机在运行中发生高温停机、停机反喷、排气含油超标、排气压力偏低等常见故障的原因。