相似理论在离心式压缩机变工况中的应用
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在一定转速下压缩机流量与出口压力、消 耗 的功率 和压 缩机 的 效率所 组成 的曲 线, 为压缩机性能曲 线, 如图 1 所示。
这 些 曲 线清 晰 的 表示出 了压 缩机 各种工况下的性能, 是 压缩机 的运 行和 图 1 压缩机性能曲线 变工况分析 重要依 据。
在离心式压缩机中, 流道中各对应 点的相 同参数之比, 即速度、压力、温度和比重之比各 个相等, 为压缩机两流动过程相似。在此种情况
时, 应将 短路器插在 FA—FB 位置; 当软件版
( 编辑 松柳)
·38·
《机械工程师》 1997. 3
由压缩机原性能曲线查得: Q= 22000 kg/ h 时,
排气压力为 Pd = 5M Pa。如入口压力为 Ps = 0. 431M Pa, 压缩 机在 100% 负荷 时的 压 力比 为:
= P d / Ps = 5/ 0. 431= 11. 6 压缩机在 110% 负荷时出口压力为:
参考文献
1 大连工学院. 离心式压缩机. 化学工业出版社 , 1982 2 黄钟 岳. 化工透 平式压缩机. 大连理工大学出 版社,
1 98 9 3 西安交 通大学. 离心 式压缩 机原理. 机 械工业 出版
社, 1980 4 大连工学院. 工业汽轮机, 1982
( 编辑 松柳)
·3 9·
下, 可应用相似论对压缩机变工况下的性能进 行研究。在生产中, 为提高产品产量, 在压缩机 结构不变的前提下, 必须提高转速。为此, 需用 相似理论通过性能换算, 求出变工况条件下的 压力、功率、流量能否达到要求, 其变化是否在 安全范围之内。
通常, 工厂增加产量时, 压缩机的转速变化 不大于 20% , 对压缩机性能影响不显著, 气体 参数变化也不大。因此, 可用近似计算方法进行 性能换算。现以 102J 原料气压缩机为例进行换 算:
3. 安全性问题 首先遇到的是临界转速的 制约, 应根据工作转速、系统的临界转速较验轴 为何类型, 即刚性轴应满足: n≤0. 75nc, 挠性轴 应满足 1. 45nc1 < n< 0. 7 nc2, 以防止产生共振, 103J 满足要求。其次为叶轮的线速度, 一般规 定不大于 320 m / s, 而 103J 压缩机叶轮线速度 为 280～295 m / s, 因而提速后也是安全的。再 有为轴向力问题, 压缩机流量提高 10% 时, 轴 向力近似增大 40% 左右, 在压缩机设计时, 通 常规定残余轴向力在 10000N 左右, 103J 机组 采用金斯伯雷型止推轴承, 总承载能力为 50000N 以上, 轴承的承载仍能满足要求。
∑ K m = 1 +
1 = 1. 28 Ki+ 1
m m-
1=
Km Km-
1
yP =
1. 28 × 0. 78 1. 28 - 1
=
3. 57
式中 m 为多变指数 y p 为多变效率, 取 0. 78
7. 当发生故障时, 自动显示故障代码 F xx 本≤2. 2( 128K EP RO M ) 时, 应 将短路 器插 在
′= 〔+
(
uu′) 2(
m-
1
m
〕m -
m
1
= 16. 6
式中 u′、u 为负荷百分数, u′= 110% , u= 100% P d ′= p s · ′= 7. 15M Pa
功率为
N ′= ( uu′) 3N =
(
11 10
00)
×375
0=
4 988k w
式中 N 为 100% 负荷时功率值 流量为
相似理论在离心式压缩机变工况中的应用
孔宪芳 胡 滨 张铁柱
摘要 本文结合工厂 实际生产情况, 用相似理论来研究压缩机变工况, 从而为提高生产能力提供依据。
关键词: 相似原理 变工况 性能曲线
1 引言 众所周知, 离心式压缩机都是按特定工况
设计的, 称做设计工况。压缩机只有在这一工况 下运行, 才有最高的效率, 工作状态最佳。但在 生产过程中, 操作条件是经常发生变化的, 如进 气量的增加或减少, 组份的改变或者人为的提 高产品的产量等, 这些都使压缩机的原有工况 发生改变, 以适应生产的要求。此时, 可以用相 似原理来评估变工况下压缩机的性能, 计算出 压力、流量和功率的大小。 2 相似理论在变工况下的应用
可从故障表中查出故障原因; 当调整或修改有 F B—FC 位置。
关参数值时, 可查阅参数表。
9. 调机时, 必须按调试框图程序操作。其中
8. 6RA27 系 列装置主要用于 3. 3 版本软 三个调节器优化过程必须完成, 否则装置不能
件的使用操作。当软件版本≥3. 1( 256KEPROM ) 正常工作。
Q′= uu′Q= ( 111000) ×22000= 24200kg/ h
式中 Q 为 100% 负荷时流量值
有了上述的功率 N ′, 流量 Q ′和压力 P′d, 就可以
做出在
110% 负
荷 时压
缩 机性
能 曲 线,
如图 2 所示。同
理, 可做
出 103J
压 缩机
的 三段
性 能曲
线, 如图
3 所示。 图 2 换算后 102J 性能曲线 3 分析与讨论
1. 从前面的分析可知, 压缩机在保持相似
的条件下, 可用相似理论来进行变工况的性能 换算, 并依此来进行增大负荷的可行性研究和
安全性研究。
2. 可行性问题 我厂使 103J 压缩机提高能
Βιβλιοθήκη Baidu
力为 10% 。其三段性能曲线已表示在图 3 中, 三段设计功率为 17600 kW , 流量增加 10% 时,
102J 原料气压缩机使用介质为油田气, 其 组份如下 N 2 : 1. 5% ; C4 : 83. 5% ; CO 2: 0. 5% ; C2 H6: 5. 8% ; C3H8 : 5. 9% ; CH 10: 2. 6% ; C9 H12: 0. 5% ; 其中重组分被乙烯留用。
由于 CH4 的 K 1 = 1. 32, N 2 的 K 2 = 1. 41, 则原料气的平均绝热指数 K m 为:
《机械工程师》 1997. 3
图 3 103J 压缩机三段性能曲线
实际功率增大 30% , 压机总消耗功率为: N ″= 17600( 1 + 0. 3) = 22880 kW
拖动 103J 的两台汽轮机总设计功率为 20510 K W , 其额定功率 N ′′′= N ″/ 0. 8～0. 9= 22788 ～25638 kW , 因此汽轮机可满足功率要求。
这 些 曲 线清 晰 的 表示出 了压 缩机 各种工况下的性能, 是 压缩机 的运 行和 图 1 压缩机性能曲线 变工况分析 重要依 据。
在离心式压缩机中, 流道中各对应 点的相 同参数之比, 即速度、压力、温度和比重之比各 个相等, 为压缩机两流动过程相似。在此种情况
时, 应将 短路器插在 FA—FB 位置; 当软件版
( 编辑 松柳)
·38·
《机械工程师》 1997. 3
由压缩机原性能曲线查得: Q= 22000 kg/ h 时,
排气压力为 Pd = 5M Pa。如入口压力为 Ps = 0. 431M Pa, 压缩 机在 100% 负荷 时的 压 力比 为:
= P d / Ps = 5/ 0. 431= 11. 6 压缩机在 110% 负荷时出口压力为:
参考文献
1 大连工学院. 离心式压缩机. 化学工业出版社 , 1982 2 黄钟 岳. 化工透 平式压缩机. 大连理工大学出 版社,
1 98 9 3 西安交 通大学. 离心 式压缩 机原理. 机 械工业 出版
社, 1980 4 大连工学院. 工业汽轮机, 1982
( 编辑 松柳)
·3 9·
下, 可应用相似论对压缩机变工况下的性能进 行研究。在生产中, 为提高产品产量, 在压缩机 结构不变的前提下, 必须提高转速。为此, 需用 相似理论通过性能换算, 求出变工况条件下的 压力、功率、流量能否达到要求, 其变化是否在 安全范围之内。
通常, 工厂增加产量时, 压缩机的转速变化 不大于 20% , 对压缩机性能影响不显著, 气体 参数变化也不大。因此, 可用近似计算方法进行 性能换算。现以 102J 原料气压缩机为例进行换 算:
3. 安全性问题 首先遇到的是临界转速的 制约, 应根据工作转速、系统的临界转速较验轴 为何类型, 即刚性轴应满足: n≤0. 75nc, 挠性轴 应满足 1. 45nc1 < n< 0. 7 nc2, 以防止产生共振, 103J 满足要求。其次为叶轮的线速度, 一般规 定不大于 320 m / s, 而 103J 压缩机叶轮线速度 为 280～295 m / s, 因而提速后也是安全的。再 有为轴向力问题, 压缩机流量提高 10% 时, 轴 向力近似增大 40% 左右, 在压缩机设计时, 通 常规定残余轴向力在 10000N 左右, 103J 机组 采用金斯伯雷型止推轴承, 总承载能力为 50000N 以上, 轴承的承载仍能满足要求。
∑ K m = 1 +
1 = 1. 28 Ki+ 1
m m-
1=
Km Km-
1
yP =
1. 28 × 0. 78 1. 28 - 1
=
3. 57
式中 m 为多变指数 y p 为多变效率, 取 0. 78
7. 当发生故障时, 自动显示故障代码 F xx 本≤2. 2( 128K EP RO M ) 时, 应 将短路 器插 在
′= 〔+
(
uu′) 2(
m-
1
m
〕m -
m
1
= 16. 6
式中 u′、u 为负荷百分数, u′= 110% , u= 100% P d ′= p s · ′= 7. 15M Pa
功率为
N ′= ( uu′) 3N =
(
11 10
00)
×375
0=
4 988k w
式中 N 为 100% 负荷时功率值 流量为
相似理论在离心式压缩机变工况中的应用
孔宪芳 胡 滨 张铁柱
摘要 本文结合工厂 实际生产情况, 用相似理论来研究压缩机变工况, 从而为提高生产能力提供依据。
关键词: 相似原理 变工况 性能曲线
1 引言 众所周知, 离心式压缩机都是按特定工况
设计的, 称做设计工况。压缩机只有在这一工况 下运行, 才有最高的效率, 工作状态最佳。但在 生产过程中, 操作条件是经常发生变化的, 如进 气量的增加或减少, 组份的改变或者人为的提 高产品的产量等, 这些都使压缩机的原有工况 发生改变, 以适应生产的要求。此时, 可以用相 似原理来评估变工况下压缩机的性能, 计算出 压力、流量和功率的大小。 2 相似理论在变工况下的应用
可从故障表中查出故障原因; 当调整或修改有 F B—FC 位置。
关参数值时, 可查阅参数表。
9. 调机时, 必须按调试框图程序操作。其中
8. 6RA27 系 列装置主要用于 3. 3 版本软 三个调节器优化过程必须完成, 否则装置不能
件的使用操作。当软件版本≥3. 1( 256KEPROM ) 正常工作。
Q′= uu′Q= ( 111000) ×22000= 24200kg/ h
式中 Q 为 100% 负荷时流量值
有了上述的功率 N ′, 流量 Q ′和压力 P′d, 就可以
做出在
110% 负
荷 时压
缩 机性
能 曲 线,
如图 2 所示。同
理, 可做
出 103J
压 缩机
的 三段
性 能曲
线, 如图
3 所示。 图 2 换算后 102J 性能曲线 3 分析与讨论
1. 从前面的分析可知, 压缩机在保持相似
的条件下, 可用相似理论来进行变工况的性能 换算, 并依此来进行增大负荷的可行性研究和
安全性研究。
2. 可行性问题 我厂使 103J 压缩机提高能
Βιβλιοθήκη Baidu
力为 10% 。其三段性能曲线已表示在图 3 中, 三段设计功率为 17600 kW , 流量增加 10% 时,
102J 原料气压缩机使用介质为油田气, 其 组份如下 N 2 : 1. 5% ; C4 : 83. 5% ; CO 2: 0. 5% ; C2 H6: 5. 8% ; C3H8 : 5. 9% ; CH 10: 2. 6% ; C9 H12: 0. 5% ; 其中重组分被乙烯留用。
由于 CH4 的 K 1 = 1. 32, N 2 的 K 2 = 1. 41, 则原料气的平均绝热指数 K m 为:
《机械工程师》 1997. 3
图 3 103J 压缩机三段性能曲线
实际功率增大 30% , 压机总消耗功率为: N ″= 17600( 1 + 0. 3) = 22880 kW
拖动 103J 的两台汽轮机总设计功率为 20510 K W , 其额定功率 N ′′′= N ″/ 0. 8～0. 9= 22788 ～25638 kW , 因此汽轮机可满足功率要求。