双螺杆压缩机工作性能测试实验平台搭建及教学应用

为提升“过程流体机械”实验教学的高阶性、创新性、挑战度,设计开发了双螺杆压缩机工作性能测试实验平台。该平台可实现工作性能测试、示功(p-V)图绘制等常规实验,并支持开展变工况调节特性分析以及啮合副型面优化设计验证等研究性实验。平台硬件部分根据啮合副型面特征设计了传感器布置方案;软件部分基于LabVIEW软件完成在变载工况下绘制p-V图、计算指示功率及分析效率等数据处理功能。该平台应用于实验教学可为培养学生的工程实践创新能力提供保障。

大型冷库螺杆压缩机几何特征及型线优化研究

目的针对大型冷库系统用螺杆压缩机的型线设计与优化问题,建立型线几何特征计算数学模型,为螺杆压缩机型线设计与优化提供理论依据。方法以目前广泛采用的GHH型线为研究对象,基于本文采用的型线几何特征计算方法,发现GHH型线的接触线不连续。采用圆弧-圆弧包络线共轭曲线对代替原始GHH型线中的圆弧-圆弧共轭曲线对,实现接触线的连续,提出修正的GHH型线。进而以修正的GHH型线为研究对象,分析节圆半径、齿高、双边长度等型线参数对接触线、啮合线、泄漏三角形等型线几何特征的影响。结果研究发现,泄漏三角形的面积与节圆半径、导程呈线性正相关,与齿高、双边长度呈线性负相关,其中双边长度对泄漏三角形的面积影响最大。具体地,当节圆半径由48 mm增大至60 mm时,面积利用系数由0.462减小为0.427,接触线长度由174.5 mm增大至182.2 mm,泄漏三角形面积由1.7 mm^(2)增大至8.2 mm^(2)。结论本文建立了转子型线几何特征快速计算数学模型,对GHH型线进行了优化,实现了螺杆转子接触线的连续,揭示了型线参数对型线几何特征的影响规律,为转子型线优化提供了理论指导。

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。

双螺杆制冷压缩机排气压力脉动特性的实验研究

为研究一台冷水机组用双螺杆制冷压缩机的压力脉动特性,本文测录了压缩机压缩及排气过程的瞬态压力变化,解析其压力脉动频域特性,研究了运行转速和冷凝温度对压力脉动特性的影响,对比了压缩机采用变频与变滑阀两种容量调节方式在相同制冷量下的压力脉动、噪声和热力性能。研究结果表明:压缩腔压力脉动来源于转子工作容积内压力周期性升高,并受齿间多通道泄漏过程的影响;排气腔压力脉动来源于工作容积与排气腔的周期性连通与脱开,受排气压力及气体质量流量等因素影响。随着转速的升高,排气腔压力脉动从转速为1380 r/min时的58.6 kPa升至4200 r/min时的141.0 kPa。随着冷凝温度的升高,压力脉动幅值从34℃时的132.0 kPa升至57℃时的314.0 kPa。在相同制冷量下与容调滑阀相比,双螺杆制冷压缩机采用变频的容量调节方式在压力脉动、噪声和热力性能方面均具有显著优势,压力脉动降低54.6%以上,噪声值下降2.9 dB(A)以上,COP提升5.5%以上。

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。

丁二烯装置循环气压缩机出口消音器及管道振动原因分析及改造

针对某化工企业螺杆压缩机出口消音器及管道振动问题,对原排气管道进行了气流脉动和管道振动分析,结合现场管道振动实测数据,找到管道振动的主要原因并提出相应的改造措施。通过将消音器更换为三腔室阻抗复合式消音器,改变排气管道,增加支撑结构,加固热电偶支管等措施。改造后排气管道内各点的压力不均匀度均在API 619的允许范围内,脉动平均降幅72%;高阶固有频率避开压缩机激发频率的±10%,排气管道系统整体的一阶固有频率由4.572 Hz升至8.862 Hz,改造后的消音器振动值最大为32 mm/s,较改造前降低了64%;出口管道的振动值最大为10 mm/s,较改造前降低了87.5%,证明了改造措施的有效性。

芳烃装置低温热利用技术方案选择与实践

低温热利用是炼化企业的重要节能措施。分析了某芳烃装置低温热的节能潜力,根据低温余热“温度对口、梯级利用”的原则,对低温热发电方案和低温热产蒸汽方案进行了比较。选择了低温热产蒸汽方案,同时利用螺杆压缩机对蒸汽进行压缩升压,进行装置低温热的回收。选取重芳烃塔、甲苯塔和抽出液塔的塔顶低温热源进行低温热回收改造工作,将大型螺杆压缩机应用于蒸汽压缩工况,这是在石化行业内的首次应用。项目实施后,节省1.0 MPa蒸汽103.5 t/h,装置总能耗降低4474.4 kgoe/h,每年节能37585 toe,蒸汽运行成本降低6577万元/a,芳烃综合能耗降低37.53 kgoe/t(以对二甲苯计),节能效果非常显著。

螺杆式水蒸气压缩机性能分析及优化技术发展

相比其他类型水蒸气压缩机,螺杆式水蒸气压缩机具有动力平衡性好、适应性强、可实现较高压比等优势,但是这对其安全稳定性、密封性能等提出了更高的要求。本文从螺杆式水蒸气压缩机的应用场合、性能分析、优化技术3个方面对现有相关研究进行总结,并在此基础上分析螺杆式水蒸气压缩机的优化改进方向。

单螺杆压缩机星轮齿内到齿侧间隙的精准供液技术研究

单螺杆压缩机具有良好的力学性能,单机容量大、结构简单、易损件少,在无油空气压缩、低温热泵、水蒸气压缩等诸多领域具有良好的应用前景。星轮齿和螺杆齿槽组成的啮合副是单螺杆压缩机的核心部件,其必须具有良好的润滑,否则易因高速滑动遭到磨损。单螺杆压缩机通常会使用喷液润滑,然而在一些特殊领域内,喷入润滑液体(如水)可能会造成排气参数降低。为减少单螺杆压缩机的喷液量同时确保可靠润滑,提出了一种星轮-螺杆啮合副精准喷液润滑构造及其设计方法,并利用FLUENT模拟了构造内部润滑水的流动和传热过程,验证了构造及设计方法的合理性,为单螺杆压缩机向高转速、水蒸气压缩机领域的发展提供了一种技术方案。

螺杆式压缩机转子受力简化计算方法研究

为便于工程人员或设计人员进行螺杆式压缩机转子受力计算,满足转子强度校核、轴承选型以及轴承寿命核算要求,提出一种螺杆式压缩机转子受力简化计算方法,并通过计算流体动力学方法进行验证。结果表明:在不同工况下,该简化计算方法对径向力预测的偏差在8.0%以内,个别工况最大偏差为11.4%,轴向力的预测偏差在5.0%以内,简化模型能够满足工程应用的要求。

双螺杆压缩机工作性能参数仿真及试验研究

双螺杆压缩机是将低压气体转换为高压气体的一种旋转机械装置,现阶段存在着影响双螺杆压缩机内部流场性能参数的研究不够全面,缺少相关试验分析,并且四大工作性能参数对双压缩机性能的影响尚未系统化、定性化描述的问题。以5~6齿双螺杆压缩机为研究对象,利用Pro.e和Pumplinx软件为研究手段,建立双螺杆压缩机3D流体域模型,采用动网格技术分析了功率、流量、比功率、压力四大工作性能参数在瞬态流场特性下的变化规律,同时,进行了试验验证。结果表明,功率仿真数据与试验数据相比较,差异率为0.13%,排气量差异率为0.933%,比功率差异率为4.92%,压力差异率为0.388%。由此可知仿真值与试验值差异率均小于5%,吻合度较好,研究结果完善了双螺杆压缩机性能参数评价标准,为后续双螺杆压缩机性能优化提供了一种新方法。

高密度聚乙烯粉料输送螺杆压缩机结垢分析与改进措施

针对高密度聚乙烯装置粉料输送螺杆压缩机入口保护过滤器细粉含量高、压缩机转子结垢,导致盘车困难、压缩机转子抱死等问题,结合装置实际工况,对螺杆压缩机结垢原因进行了分析并提出解决措施。结果表明:通过调整高密度聚乙烯装置工艺运行参数降低聚乙烯细粉含量,以及更换保护过滤器滤芯类型减少聚乙烯细粉通过量等措施,成功解决了螺杆压缩机转子结垢问题,保障了螺杆压缩机安全运行。

转子式压缩机泵体压插管力与螺钉拧紧力矩关系的分析与验证

为了提升转子式压缩机产品能力与能效,本文通过理论分析,提出了一种转子式压缩机泵体压插管力与螺钉拧紧力矩的耦合设计方法,确保泵体的径向间隙设计参数在加工过程中不会发生变化。首先,通过调整过盈配合量为12.7~39.1μm和长度为9 mm来控制压插管力大小,满足联结处无工质泄漏且不会导致泵体产生横向位移;其次,考虑气缸螺钉拧紧力矩力为5 N·m,在保证其所产生摩擦力足以抵抗压入插管所产生的横向力以及泵体工作时的气体最大压差力前提下,螺钉拧紧力矩最小,以便相关零件之间产生的应力和变形最小。通过试验验证了理论方法的可行性,两者的误差在5%以内,实现了产品性能的提高。研究结果可为转子式压缩机的优化设计提供参考。

双螺杆制冷压缩机振动激励特性分析

螺杆压缩机振动噪声是产品舒适性的重要评价指标,研究压缩机激励特性对减振降噪具有重要指导意义。建立压缩机气体激励模型和螺杆转子啮合激励模型计算分析两种激励。开展样机振动响应测试和模态测试。将计算的激励加载到通过模态结果验证的压缩机有限元模型上得到两种激励的计算响应。通过计算响应与测试响应对比确定压缩机主要激励源。研究发现气体激励和啮合激励的频率成分均为基频及其谐次频率,气体激励主要以气流脉动基频贡献为主,啮合激励是引起压缩机振动的主要振源。研究结果可为双螺杆制冷压缩机振动控制提供优化指导方向。

螺杆压缩机在石油化工工艺中的应用研究

本研究旨在探讨螺杆压缩机在石油化工工艺中的应用。首先,我们对螺杆压缩机的原理和结构进行了介绍,包括其工作原理、主要构件、优势特点、存在的问题,如易受到液体、固体颗粒影响。然后,通过模拟分析研究了螺杆压缩机在石油化工过程中的应用。实验结果表明,螺杆压缩机具有高效率、稳定性好、能耗低的特点,在石油化工工艺中具有广泛的应用前景。

螺杆压缩机冷却效率优化及噪声控制

为了解决螺杆压缩机在运行过程中效率低的问题,提出调整冷却循环水塔运行参数,并进行排压调节的优化方案,实现冷却效率的优化。针对螺杆压缩机在运行过程中噪声大的问题,提出采用以亥姆霍兹共振器和穿孔板共振结构为核心的降噪结构,实现对螺杆压缩机运行噪声的有效控制。实际应用表明,优化后螺杆压缩机冷却效率从87.9%提高到94.6%,运行噪声降低26.7%,螺杆压缩机的运行质量得到提高。

电气控制柜误动作的原因分析及改进

针对电气控制柜在送电操作过程中常出现送电完成后设备立即启动的现象,分析电气控制回路和控制柜结构,发现控制柜结构存在设计缺陷,通过研究改进电气元件安装方式,彻底解决了故障隐患,确保设备运行可靠,避免发生人身和设备伤害事故。

海上油气田螺杆压缩机维修工艺优化

海上某油田(下称油田)LPG压缩机(下称压缩机)为国产两级式双螺杆压缩机,由于燃气量长期波动,压缩机频繁故障。在对机体故障类型及原因进行研究分析的基础上,针对机械密封失效、轴承损坏两个主要原因,进行了设备的五处关键位置装配优化,并结合配合间隙标准化、滑油流程改造。使得近年压缩机良好率保持100%,减少了人力和物料成本,且有效保障LPG产量。同类压缩机和泵也能借鉴相应装配思路,达到举一反三的效果。

螺杆式空气压缩机常见故障分析与处理

对螺旋杆空气压缩机运行故障的及时发现与解决,可确保海洋石油生产的安全稳定。基于此,将螺杆式空气压缩机作为主要研究对象,重点阐述其在运行过程中的常见故障,并采取必要的处理策略,以全面优化设备工作效率,降低故障风险,确保运行稳定性,推动渤海油田的高质量发展实现新跨越。

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。