工艺压缩机在石油化工PSA制氢能耗优化中的应用研究

为了优化变压吸附(PSA)制氢工艺,降低石油化工制氢能耗,提出以某公司净化设备工艺压缩机中的PSA制取吸附氢装置作为研究对象。首先,通过对工艺压缩机脱碳装置和制氢装置改造后的运行数据进行分析比较,分析了压力波动吸附的实际运行过程;其次,以工艺压缩机各种工艺制造条件下的吸附时间、氢气产量和氢气产率作为主要研究目标,确定最佳吸附时间范围和最佳操作点,解释了影响氢气产率的因素,并提出优化建议;最后,设计实验对优化后的方案进行验证。结果表明：对工艺压缩机的工艺步序优化之后,减少了两组工艺步序,相比原工序,减少了一些吸附时间,提高了吸附剂的回收再生效果。优化后的两组实验有效组分产率比前两组更高。该研究对石油化工行业中的PSA制氢工艺进行了优化,降低了能耗,为相关研究提供了一定的思路和借鉴。     

多圆柱复合包络型面单螺杆压缩机工作特性建模及分析

多圆柱复合包络型面具有复杂的三维空间结构,是影响单螺杆压缩机性能的重要因素。为了研究多圆柱复合包络型面单螺杆压缩机的工作特性,建立了多圆柱复合包络型面压缩机的几何特性数值分析模型,利用上述模型,对比分析了多圆柱复合包络型面和单直线包络型面对单螺杆压缩机几何特性及热力学性能的影响。结果表明：多圆柱复合包络型面的采用使得实际星轮齿宽会随星轮转角的变化而变化,且均大于单直线型面星轮齿宽;受星轮齿宽变化的影响,任意星轮转角位置处,多圆柱复合包络型面单螺杆压缩机工作腔容积增大,最大基圆容积增大5.2%,工作腔内部压力减小。多圆柱复合包络型面单螺杆压缩机封闭螺旋线更靠近进气端,排气孔口起始位置更靠近排气端,导致排气过程延迟,排气过程流动阻力损失增加。通过上述工作,可为新型多圆柱复合包络型面单螺杆压缩机的设计及结构优化提供理论依据。     

圆盘密封单螺杆泵排液特性分析

圆盘密封单螺杆泵排量大、磨损小、介质适应性强,但目前针对该泵工作特性的研究甚少,严重限制了其推广应用。鉴于此,基于圆盘密封单螺杆泵的工作机理,构建了泵送过程几何模型,得到了圆盘密封单螺杆泵排液体积的数值计算模型,分析了啮合副型面参数对排液过程工作特性的影响机理。结果表明:单个转动周期内,圆盘密封单螺杆泵的排液过程明显的分成两段;排液体积随偏心距、密封盘半径变化分别呈反比例、正比例线性关系;排液体积与中心距、螺杆半径的变化关系呈"倒V形",且当中心距和螺杆半径等值时达到峰值。研究结果可为进一步研究圆盘密封单螺杆泵工作特性、优化啮合副结构设计提供一定的理论指导。     

离心透平转子的动力学分析与试验

针对某离心式透平膨胀机转子,采用MADYN2000进行动力学建模,对高速轴进行了无阻尼临界转速分析与临界转速图谱分析,选定了轴承刚度范围。确定轴承结构后校验了轴承的动态特性,该轴系的阻尼临界转速满足API617设计要求,并用不平衡响应计算为叶顶密封间隙设计提供了依据。在机组试验过程中,可重复观察到显著的跨临界现象,并对试验期间出现的油膜涡动情况进行了剖析。达到额定转速后的轴承振动趋于良好,经停机拆解未发现叶顶密封有磨损痕迹。试验结果表明,离心透平转子的临界转速和轴承温度计算与试验结果基本吻合,转子动力学分析在新机组的开发过程中具有良好的指导意义。