浅谈增压透平膨胀机防喘振控制设计与应用分析

增压透平膨胀机在运行中,会产生喘振问题,如果不进行技术处理,设备运行的稳定性和安全性将会受到很大影响。本文对增压透平膨胀机喘振问题出现的原因进行了分析,并就其防喘振设计与应用进行了讨论,希望能够防止增压透平膨胀机进入喘振区域,确保设备的正常运行。     

KDON—350/700型空分设备

该设备在齐鲁石化公司一次开车产出合格气体、超过设计指标,《中国机电报》《工人日报》等报刊曾纷纷报导这一成果,1994年并荣获国家级新产品称号。该设备采用带增压透平膨胀机制冷分子筛常温吸附净化流程,运行安全可靠、操作简便,氧氮产量比1:2以上;采用全低压冷冻循环,高效带增压透平膨胀机制冷,故能     

气体轴承透平膨胀机故障分析与处理

气体轴承透平膨胀机的故障诊断和处理,对保证整个制冷系统安全运行有重要影响。分析气体轴承透平膨胀机的结构组成对故障诊断意义重大。通过静平衡和动平衡试验消除由于转子不平衡引起的卡机故障。对转子超载引起的卡机故障应规范操作,保证启动和运转时不超速。分析了轴承所受的径向载荷和频繁启停及闪停电引起的影响气体轴承稳定性的问题,指出了供气压力、径向半径间隙及转子的平衡性间的关系。通过调整机壳与工作轮叶片的间隙避免内泄漏的增大。采取调整工作轮后部的密封间隙和充足的密封气量等措施减少外泄漏的发生。分析了液击故障产生的原因,提出处理方法。对管路堵塞、轴承气不洁净引起的运行故障作了分析处理。提出通过严格动静平衡试验、正确组装、规范操作以及经常维护等方法来保证气体轴承透平膨胀机的安全稳定运行。     

增压器内部流场分析及气液两相流特性研究

以增压器为模型,对增压器中压力波动产生的原因进行了分析。为揭示增压器增压原理及内部气液两相流的特性,基于Reynolds时均化的N-S方程和标准的两方程湍流模型,运用流场计算软件的动网格技术,对高压缸中水和气体两种不同介质的增压过程进行了数值计算,并将计算结果与实测结果进行了比较。研究表明:增压器增压过程是一个逐层增压的过程,同时如果增压器内部含有气体,将增加增压器的压水时间,并引起增压器压力波动的增加,从而影响整台超高压设备的性能。在实际运行过程中,应该避免气体流入高压缸,必要时还可以在管道中安装气液分离器去除水中残留的气体。     

气体轴承透平膨胀机安装与应用

<正> 1.气体轴承透平膨胀机的工作原理气体轴承用气体作润滑剂,在轴与轴承之间构成气膜,使活动面与静止面避免直接地接触,这就是气体轴承的原理。用压缩空气在膨胀机内绝热膨胀直接产生冷量获得低温,并使空气在空分塔中节流液化,同时补偿空分设备中的各种冷量损失,透平膨胀机     

KDON-1000/1100空分设备

KDON-1000/1100空分设备采用全板式,全低压、正流透平膨胀机制冷,双级精馏,切换板式流程。 该产品采用了一系列80年代后期引进的法液空和美国普莱克斯技术和国内开发的新技术。 相对于国内水平,分子筛增压透平膨胀机流程又有所提高;设备配套的透平膨胀机,引进美国罗特福劳公司的技术和采用美国NPEC专     

双螺杆膨胀机的流场湍流特性分析

双螺杆膨胀机长期处于高温高压工况条件下,其内部流场非常复杂。通过建立双螺杆膨胀机流场分析模型,采用基于ANSYS的计算流体力学软件对转子进行了高速运转的固液两相动力学分析,得到了双螺杆膨胀机流场湍流特性。分析结果表明:整个流场的速度相对平稳;螺杆转子结构参数的差异导致阴阳转子流道表面上的速度分布参差不齐;流体在啮合区容易产生涡流,影响膨胀机工作性能。     

透平膨胀机动压气体止推轴承的试验研究

将自行设计的复合式螺旋槽动压止推轴承应用在高速透平膨胀机上，对其在动压下的振动特性进行了试验研究。试验结果表明：在高速透平膨胀机上采用复合式动压螺旋槽止推轴承，转子运行平稳、振动特性良好，轴承与系统体现出较好的配合性能；一定压力下的辅助供气是全动气体止推轴承具有良好的起停性能的重要保证，对于透平膨胀机采用的全动压气体止推轴承，供气压力在0．1-0．2MPa之间。止推轴承的径向承载力不够是最终失稳的主要原因，可通过提高轴承的设计承载能力和合理选择叶轮及工作轮参数将轴向力控制在很小的范围内来提高轴承稳定性。     

非包容转子碎片撞击飞机增压舱的数值模拟

为了更加合理地评估非包容转子碎片对飞机机身的危害,研究了增压舱内部气体压力是否会对碎片撞击过程产生影响。针对非包容转子碎片撞击飞机增压舱蒙皮的穿孔问题,应用ANSYS旗下的非线性动力学分析软件AUTODYN对非包容碎片撞击飞机增压舱进行了数值模拟研究。结果表明:在一定的气体压力下,气体压力对飞机增压舱蒙皮穿孔大小的影响可以忽略不计。     

透平膨胀机气体轴承的数值模拟

应用ANSYS有限元软件对透平膨胀机的核心部件——气体轴承进行模态分析和谐响应分析,求解转子的振型、应力分布、固有频率和失稳转速。并对不同轴承半径间隙时的转子动力学分析,根据失稳转速的变化规律,得出所设计的双排径向静压气体轴承的最佳轴承半径间隙:Cr=0.02 mm。     

氦气体轴承透平膨胀机研制

根据氦制冷系统的要求设计氦透平膨胀机,按透平膨胀机的整体热力性能及机械性能进行多目标优化方法设计,对氦透平膨胀机的结构形式、热力性能进行优化设计。对传统的 Riccati 传递矩阵法改进推导进行临界转速求解,提出一种切向进气的静压气体轴承结构形式,通过设置回气孔和轴向排气孔,提高主轴的失稳转速。通过现场氦气试车,氦透平膨胀机运转平稳,热力性能优异,表现出良好的整机性能,完全达到了氦制冷系统的设计要求。     

低温氦透平膨胀机静压气体径向轴承的改进设计

针对超导托卡马克(Experimental advanced superconducting Tokamak, EAST)氦制冷机中的低温氦透平膨胀机运行不稳定性问题,从雷诺方程出发,推导出可以一次性计算得到静压气体轴承4个性能参数的计算程序:承载能力、刚度系数、气体消耗量和摩擦功耗.做出承载能力和气体消耗量随小孔直径和随半径间隙的变化曲线.在现有条件下提出改进氦透平膨胀机的设计方法,试验结果表明,此方法能有效改善氦透平膨胀机的稳定性,该研究成果是下一步整体改进EAST低温氦透平膨胀机重要理论的前提.     

透平膨胀机的失效分析

根据透平式膨胀机气体轴承的工作原理,针对空分装置透平膨胀机组在实际运行中的振动和轴承烧损情况进行分析,提出故障的处理方法和改进措施。     

油气混合氦透平膨胀机在EAST低温系统中应用现状研究

介绍用于EAST(Experimental Advanced SuperconductingTokamak)低温系统中特殊结构的氦透平膨胀机,并且指出在当前降温过程中氦透平膨胀机不稳定性问题。分析2种降温模式(使用透平D和不使用透平D)对制冷机性能的影响,结果表明不使用透平D将会大大降低制冷机的性能。在现有条件下提出对静压气体轴承的改进设计,试验结果表明此方法能有效改善氦透平膨胀机的稳定性。     

主动电磁轴承转子系统振动模态的分析研究

概要介绍了电磁轴承支承下多质点柔性转子振动模态计算分析方法 ,对一套低温制氧高速透平膨胀机的电磁轴承转子系统的振动模态进行了分析 ,阐述了电磁轴承转子系统振动模态与传统油膜轴承转子系统振动模态的不同之处 ,指出了振动模态分析对电磁轴承系统传感器安装位置设计的重要性 ,及传感器安装位置的设计原则。     

应用于跨临界CO_2压缩循环的双转子滚动活塞式膨胀机的研究

由于二氧化碳制冷系统的制冷效率与人工合成制冷剂相比处于劣势,故采用跨临界循环,并利用膨胀机回收膨胀功以减少膨胀过程的能量损失,达到提高整个循环效率的目的。针对目前膨胀机存在的诸多问题,设计应用于跨临界CO2压缩循环的新型双转子滚动活塞膨胀机。该膨胀机的一级气缸始终与进气管连通,二级气缸始终与排气管相通,随着转子的转动在两气缸之间形成膨胀空间,因此,不需要专门的进气控制装置。对膨胀机的运行过程进行理论分析和设计计算,得出主要结构参数,并进行受力和力矩计算。分析结果表明,在膨胀过程中,一级转子的总力矩始终为正值,膨胀将结束时两转子的总力矩变为负值。在角度θ2之前,二级转子的驱动力矩大于一级转子的驱动力矩,在角度θ2之后,一级转子的驱动力矩更大。     

二氧化碳摆动转子膨胀机的设计与受力研究

设计开发了二氧化碳摆动转子膨胀机,代替节流阀减小节流损失。研究给出了膨胀机摆动转子进行受力分析情况,对关键部件摆动转子进行了应力与变形的计算。结果发现膨胀机的摆杆两侧的摩擦力很大,将会导致此处的摩擦损失增大。与滚动活塞膨胀机相比,摆动转子膨胀机的总力矩更大,更有利于膨胀机的运行。计算结果表明,摆动转子膨胀机结构上有优势,承压能力很好,适于在高压差下工作。     

高速透平箔片动压气体轴承固体润滑涂层研究进展

箔片动压气体轴承广泛应用于高速透平膨胀机、微小型燃气轮机、涡轮增压机等高速透平机械中。固体润滑涂层可为箔片动压气体轴承提供启停阶段的润滑保护,对保证箔片动压气体轴承稳定性与使用寿命至关重要。本文回顾了国内外箔片动压气体轴承固体润滑涂层的研究历史与现状;结合文献资料着重分析了PS系列、Korolon系列和DLC系列的固体润滑涂层特性,并对其应用场合和优缺点进行了探讨。     

气体分离设备行业现状及发展趋势

20世纪90年代中期，气体分离设备行业进行了一次重大的技术改革，几项具有世界先进水平的新技术得以在行业内广泛应用，即规整填料精馏塔；全精馏无氢制氩；高效率高压增压透平膨胀机的设计与制造液体内压缩流程的计算与应用；大截面大规格板式换热器的设计与应用。这些关键技术的应用，使国产空分设备的技术水平大大提高，国产大型空分设备已接近国际先进水平，在一些关键技术上已经达到世界先进水平。     

径向小孔静压气体轴承的试验研究

本文对多排小孔静压气体径向轴承的静、动特性及稳定性进行了研究，将试验数据与理论结果和中压透平膨胀机气体轴承运行数据进行了对比，并分析了影响轴承性能的各种因素。