大型往復式壓縮機無級氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)優(yōu)化分析.pdf

1、大型往復式壓縮機是流程工藝領域用來壓縮氣體提高氣體壓力或輸送氣體的通用機械，也是量大面廣的高耗能設備。部分行程頂開進氣閥無級氣量調(diào)節(jié)方式具有節(jié)能降耗的優(yōu)點。但實際應用中發(fā)現(xiàn)，在氣量調(diào)節(jié)作用下，氣閥閥片由于存在壓叉力的作用，會出現(xiàn)氣閥閥片提早破裂損壞的情況。因此探討無級氣量調(diào)節(jié)工況下氣閥閥片結(jié)構(gòu)失效破壞原因，進一步探討氣閥在此運動規(guī)律下，壓叉力對氣閥閥片的沖擊載荷作用的影響，并進行疲勞壽命預估，開展氣量調(diào)節(jié)機構(gòu)優(yōu)化設計的研究十分重要。

2、r>　　論文在國家科技支撐計劃項目“高效節(jié)能壓縮機關鍵技術研究”，以及鎮(zhèn)海煉化研發(fā)項目“歧化裝置C102往復式壓縮機氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的研制”和中國石油烏魯木齊石化煉油廠“往復式壓縮機用無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)”項目的支持下，對氣量調(diào)節(jié)工況下的壓縮機熱力循環(huán)過程和氣閥運動規(guī)律進行了更為深入的理論和實驗研究，建立了流線型氣閥模型，并進行了動力學分析。數(shù)值計算結(jié)果表明流線型氣閥的節(jié)能效果更為優(yōu)良。并以現(xiàn)有氣量調(diào)節(jié)裝置為基礎，建立了正交各向異性短纖維復合材

3、料閥片模型，分析壓叉力對氣閥閥片的沖擊碰撞作用。同時研究了閥片側(cè)傾對頂開進氣閥的影響。通過耐久性疲勞分析軟件，研究對不同液壓頂開力和不同傾斜角度與閥片疲勞壽命之間的關系。為壓縮機頂開進氣閥無級氣量調(diào)節(jié)機構(gòu)優(yōu)化及其液壓系統(tǒng)的設計和改進了提供理論依據(jù)。
　　論文的主要研究內(nèi)容:
　　1)建立了氣量無級調(diào)節(jié)下流線型氣閥熱力循環(huán)數(shù)學模型，并進行了動力學分析，對比分析了流線型氣閥和普通平閥片在氣量調(diào)節(jié)中的效果。通過數(shù)值計算，得出流線氣

4、閥在氣量調(diào)節(jié)工況下，對氣閥的氣流通道進行流線型設計后，氣閥使用效率以及壓縮機功效有明顯提高。通過數(shù)值計算，得出流線型氣閥閥片切線角度取值為30°時，流線型氣閥能夠獲良好的節(jié)能效果。
　　2)建立了正交各向異性短纖維復合材料閥片模型，研究了氣量調(diào)節(jié)工況下壓叉對氣閥閥片的沖擊載荷作用的影響。分析了頂開進氣閥閥片的動態(tài)力學性能及其應力應變關系。并對此工況下閥片碰撞的疲勞壽命特性進行了研究，初步描述出不同液壓頂開力與閥片疲勞壽命之間的關系

5、。詳細計算分析后，為了改善閥片的受力狀況，得出較為合理的液壓頂開力，最大的液壓頂開力取值范圍應為4～6MPa。
　　3)研究了氣量無級調(diào)節(jié)工況下壓縮機氣閥側(cè)傾碰撞運動規(guī)律，分析在頂開進氣閥氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的壓叉力作用下，閥片的動態(tài)力學性能;建立了不同傾斜角度下氣閥閥片有限元數(shù)值仿真模型，模擬了在側(cè)傾碰撞中閥片的損傷;對比分析有無側(cè)傾兩種狀態(tài)下閥片側(cè)傾對氣閥閥片及其壽命的影響。并對側(cè)傾閥片疲勞壽命進行了預估，初步建立了側(cè)傾角度與氣閥壽命