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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(jié)的雙螺桿工藝壓縮機
,可以實現接近線性的流量調節(jié)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(wěn)性和工作效率遠高于羅茨式壓縮機
,當壓比較高時優(yōu)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(yè)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(wěn)性要求較高
,因此雙螺桿工藝壓縮機與傳統(tǒng)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(guī)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(jié)能產品的定制化需要
,我司專門研發(fā)了針對自回熱精餾
、乏汽增壓等節(jié)能系統(tǒng)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(jié)能力強
、運行穩(wěn)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(yōu)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(wěn)
;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?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">。贿\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(guī)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(jié)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(guī)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(tǒng)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(yè)規(guī)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(yè)規(guī)范
,對常規(guī)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(guī)范成功運用于?div id="m50uktp" class="box-center"> ?频软椖恐械拇笮吐輻U壓縮機機組

,均運行平穩(wěn),驗證了這套設計方案的可行性和必要性

4)密封系統(tǒng)
我司與博格曼、成都一通等國內外一線密封廠家合作開發(fā)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(huán)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(tǒng)的不同工作狀態(tài)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(wěn)定

5)排氣溫度限制:≤ 250 ℃
6)可適配機械密封
、碳環(huán)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(jié)能力
,低至20%

型號參數表如下所示: