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        詳細內容

        雙螺桿蒸汽壓縮機

        樂科雙螺桿工藝壓縮機
        1、雙螺桿工藝壓縮機原理及特點
        雙螺桿壓縮機是容積式壓縮機的一種,即其通過不斷縮小的工作容積實現其中的氣體壓力升高,工作原理決定了雙螺桿壓縮機具有動力平衡性好、適應性強的特點。使用變頻調節的雙螺桿工藝壓縮機,可以實現接近線性的流量調節性能。在壓比變化時,其具有自適應壓比和強制輸氣的特征,不影響設備的正常運行,同時,壓縮過程允許多相混輸,允許帶液運行。雙螺桿壓縮機具有內壓縮過程,使其運行平穩性和工作效率遠高于羅茨式壓縮機,當壓比較高時優勢尤為明顯。

        目前,國內市場上雙螺桿空氣壓縮機和制冷壓縮機已有廣泛應用,生產制造的廠家較多,能效比較高,性能可靠。但這兩種雙螺桿壓縮機均采用向壓縮腔內噴油的結構型式,以大大減小設計、制造難度。用于化工行業的工藝壓縮機,其輸送介質往往具有腐蝕性,不允許輸送介質含油,對安全性、平穩性要求較高,因此雙螺桿工藝壓縮機與傳統意義上的雙螺桿空氣壓縮機、制冷壓縮機等具有本質不同。其在結構上,不允許轉子間直接接觸(因為不噴油),需要引入同步齒輪精確控制轉子運轉;由于沒有潤滑油密封各個工作間隙,對其設計、制造精度有更高的要求,否則會因為內漏氣而導致性能急劇下降;輸送流量遠大于普通螺桿壓縮機,以滿足工藝需要,轉子直徑普遍達到400mm以上,遠大于常規噴油壓縮機的350mm以下;對安全性要求較高,廣泛采用雙端面干氣密封等高端密封元件,因此要求壓縮機整機振動控制比較嚴格,防止密封損壞等惡性事故。

        2、樂科公司專用雙螺桿工藝壓縮機
        2.1總體特點
        為滿足公司節能產品的定制化需要,我司專門研發了針對自回熱精餾、乏汽增壓等節能系統產品的專用雙螺桿工藝壓縮機。
        該型壓縮機采用自研的第三代不對稱型線,具備從幾何特性到結構強度、轉子動力學等不同層面的設計能力,具有單級壓比高、流量范圍廣、調節能力強、運行穩定高的特點。
        2.2第三代不對稱型線
        根據不同項目的需要,我司對流量、壓比、壓差、效率等不同層面的要求進行優化,基于自研型線庫采用不同的設計。型線均為點帶狀嚙合,運行平穩;利用曲面密封效應,有效提高壓縮機容積效率;接觸線、泄漏三角形等泄漏通道幾何尺寸均明顯減??;運行過程中更符合運行流場中的流線,有效減小氣體阻力。

        2.3成熟的定制化產品設計規范
        1)幾何特性及壓縮機工作過程計算
        雙螺桿工藝壓縮機幾何結構較為復雜,用于節能產品時,輸送介質和運行工況變化范圍均較大。我司具有雙螺桿壓縮機氣動設計的完整能力,對壓縮機內的容積變化、泄漏通道面積變化等均進行精確計算,在此基礎上結合工質的熱物性及工況要求,對其工作過程進行精確的預測,如下圖是某型壓縮機的內部容積變化過程及泄漏通道的分布情況:


        下圖所示為某項目中用到的水蒸氣壓縮機內部p-V圖計算結果,其與實際的工程運行情況偏差不超過10 %。

        2)結構強度校核
        工藝壓縮機的第一需求是安全性,我司對軸承、轉子等重點受力件均進行完善的結構強度校核,這些工作均基于對幾何特性的計算,可精確分析轉子上的壓力分布,設計軸承壽命均超過10萬小時,遠超過國內同行1萬小時左右的設計閾值。
        同時,基于對轉子熱變形的合理預測,我司具備完善的定制化機型間隙設計規范,在滿足機組安全運行的基礎上,內泄漏較小,運行效率高。下圖所示為基于幾何特性計算結果進行的有限元分析,及轉子變形量預測。


        3)轉子動力學
        傳統的噴油雙螺桿壓縮機由于尺寸較小,運行過程中遠離一階臨界轉速。對于大型雙螺桿工藝壓縮機而言,干氣密封等易損件的使用壽命取決于壓縮機的工作振動值,我司企業規范對壓縮機振動限值較為嚴格,一般要求壓縮機振速小于等于5mm/s。
        為此,制定了轉子動力學設計企業規范,對常規的橫向振動,和大型壓縮機特有的扭轉振動進行全面分析,如下圖所示為同時考慮壓縮機組、增速箱及大型電機的設計模型:


        這套設計規范成功運用于??频软椖恐械拇笮吐輻U壓縮機機組,均運行平穩,驗證了這套設計方案的可行性和必要性。
        4)密封系統
        我司與博格曼、成都一通等國內外一線密封廠家合作開發適用于雙螺桿工藝壓縮機的密封方案,小機型中通常采用雙端面機械密封,大機型中根據介質不同選用雙端面干氣密封或碳環密封。
        在設計中均要求達到:正常使用壽命長(對于干氣密封≥3年)、對泄漏的控制能力和預警能力強。對密封系統的不同工作狀態均有自動化預案。


        3、壓縮機參數
        目前我司生產的雙螺桿工藝壓縮機可以達到以下運行參數:
        1)單級壓比最高可達 8.0
        2)理論流量范圍:10 ~ 400 m3/min
        3)適用介質:水蒸氣,甲醇、乙醇等工藝氣體
        4)振速保證在6mm/s以下,整機每年維護一次,十年穩定
        5)排氣溫度限制:≤ 250 ℃
        6)可適配機械密封、碳環密封或干氣密封,安全性佳
        7)絕熱效率:≥ 75% (壓比為3.0),≥ 70% (壓比為5.5)
        8)寬廣的流量范圍調節能力,低至20%
        型號參數表如下所示:

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