往复式压缩机气量调节系统分析与装置优化

【摘要】：压缩机作为广泛应用于石化冶金行业的通用机械,随着现场生产需求的变化,对大型往复式压缩机进行气量调节也是必不可少的。其中部分行程顶开进气阀气量调节方法具有调节范围大、操作方便和等比降低能耗等优点,是一种理想的调节方法。分析气量调节对压缩机的动力学性能的影响,对气量调节装置进行优化设计、对推广该气量调节方法具有重要的意义。本文首先对气量调节工况下的压缩机动力学性能进行了深入研究,评估了气量调节系统对压缩机平稳运行的影响,为气量调节方案的设计提供理论支持;其次对液压执行机构中的液压分配器进行结构优化设计,并对内部流道进行流体仿真分析。最后通过设计的液压性能试验,来验证新液压分配器的性能能否满足气量调节系统的要求。本文的主要研究内容如下:1)压缩机变工况下的动力学性能分析。针对变工况下压缩机气缸内气体力的变化,以某一具体型号压缩机为例,计算得出对于不同气量调节比例下的相关参数。对该压缩机的运动学及动力学参数进行系统的计算分析,绘制各参数在一个旋转周期内的曲线。同时将正常工况与变工况下的参数进行对比分析,分析得出气量调节系统的安装不会对压缩机平稳安全运行造成不利影响。2)液压分配器的结构改进和内部流场特性研究。重新设计液压分配器的内外结构,完成中间旋转轴、内外套筒等所有零部件的设计,完成分配器的轴承、密封件等附件的选型。同时对新分配器内部液压油的流动特性进行流体力学仿真,对内部流动的压力分布、速度分布以及迹线分布进行研究。3)液压分配器的液压性能试验,搭建相关实验平台。编写基于LabVIEW的数据采集和监控系统。从额定供油压力的性能分析、高低压配比以及出口压力对称性三个方面,来验证新液压分配器的性能。实验结果表明,新设计的液压分配器能够满足气量调节系统的性能要求。