空氣分離壓縮機多機組軸系同步運行穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著空分設備制造業(yè)的飛速發(fā)展，國產(chǎn)設備市場份額逐年上升。但國產(chǎn)大型空分設備運行可靠性差，連續(xù)運轉周期短（國外的1/2-2/3），設備故障率高，重特大事故時有發(fā)生。因此，空氣分離類成套裝備運轉穩(wěn)定性研究，已經(jīng)成為國內迫切需要解決的科學問題。
　　論文以某大型空分壓縮機低壓端部分為對象，分析了機組軸系動力學特性，探索了系統(tǒng)動力學參數(shù)對軸系同步運行穩(wěn)定性的影響規(guī)律，提出了一種降低故障率，提高運轉穩(wěn)定性的動力學匹配技術，主要完成了以下研究

2、工作。
　　(1)依據(jù)系統(tǒng)的工藝流程，用MATLAB仿真，得到穩(wěn)定運行時壓縮機機組狀態(tài)參數(shù)（入口溫度，壓力，濕度）的變化對工作參數(shù)的影響規(guī)律。研究表明，當壓縮機機組入口溫度，壓力，濕度做周期性規(guī)律波動時，機組出口工作參數(shù)表現(xiàn)出很強的繼承性，也會做不同幅值同周期性的規(guī)律性波動。
　　(2)對軸系進行載荷分析，研究了機組狀態(tài)參數(shù)變化對軸系受載的影響。周期性變化的狀態(tài)參數(shù)會施加壓縮機軸系周期性變化的載荷。Pro/E建立軸系三維模型

3、，導入ANSYS加載處理得到軸系有限元模型。
　　(3)用有限元法對軸系進行模態(tài)分析，得出軸系前20階的臨界轉速和前6階陣型圖，確定軸系各階振動形態(tài)及結構薄弱部位。對軸系各軸段進行不平衡響應分析，得到各軸段幅頻響應曲線，得知在工作轉速下，對軸系影響最大的是位于中壓缸軸段的不平衡質量。對軸系穩(wěn)定性分析指標進行了歸類和總結，得到影響軸系運轉穩(wěn)定性能的主要因素是主軸裝配抱彎曲、軸系動載荷的影響以及機組運轉過程中產(chǎn)生的振動等。
　　

4、(4)運用Box-Counting原理和最小二乘法進行曲線擬合，得出汽輪機軸段軸心軌跡穩(wěn)定性指標為0.5653。計算出軸系軸承油膜系統(tǒng)的勞斯陣列，勞斯陣列各列元素都為正值，運用勞斯穩(wěn)定性判據(jù)得到軸承油膜系統(tǒng)穩(wěn)定。運用傳遞矩陣方法，借助MATLAB軟件進行方程組的求解，計算出軸系各軸承的標高與載荷，根據(jù)軸系在聯(lián)軸器處彎矩和剪力為零的原則，得到軸系揚度曲線。計算得到軸系的前6階對數(shù)衰減率，軸系各階對數(shù)衰減率都大于零，最小值為0.202，驗證