壓縮機(jī)調(diào)控型氣膜端面密封自愈技術(shù)研究.pdf

1、氣膜端面密封的運(yùn)行性能的優(yōu)劣是制約大型壓縮機(jī)組向高參數(shù)工況發(fā)展的重要因素，與傳統(tǒng)的動(dòng)壓型氣膜端面密封（簡(jiǎn)稱(chēng)為動(dòng)壓型密封）相比，調(diào)控型氣膜端面密封（簡(jiǎn)稱(chēng)為調(diào)控型密封）不僅具有泄漏率低、耐磨性好和壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，而且其特有的自愈調(diào)控特性使其極為契合當(dāng)今化工生產(chǎn)大系統(tǒng)對(duì)設(shè)備故障診斷、在線(xiàn)自愈的要求。本文以自愈調(diào)控技術(shù)為主線(xiàn)，采用數(shù)值分析和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，從穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能優(yōu)化、運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別、自愈調(diào)控方法等方面對(duì)調(diào)控型密封展開(kāi)深入而系統(tǒng)的研究，

2、以期指導(dǎo)調(diào)控型密封的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與實(shí)用操作。
　　基于有限單元方法，聯(lián)立求解軸向力學(xué)平衡方程和氣膜壓力控制方程，獲得了調(diào)控型密封在實(shí)際工況條件下的運(yùn)行性能參數(shù)，如平衡膜厚、氣膜剛度和泄漏率等。研究了端面靜壓結(jié)構(gòu)參數(shù)，如節(jié)流孔直徑、節(jié)流孔位置、均壓槽深度和均壓槽寬度對(duì)密封穩(wěn)態(tài)性能的影響。采用中心復(fù)合設(shè)計(jì)方法開(kāi)展密封端面靜壓結(jié)構(gòu)的優(yōu)化分析，得到了以工作間隙和運(yùn)行穩(wěn)定性為目標(biāo)函數(shù)的靜壓結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)優(yōu)選值范圍，為實(shí)現(xiàn)調(diào)控型密封的高效可靠運(yùn)轉(zhuǎn)奠

3、定了基礎(chǔ)。
　　建立了調(diào)控型密封運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中運(yùn)行狀態(tài)的識(shí)別模型，分別從密封氣膜厚度和泄漏率角度提出了密封系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的表征方法。對(duì)比研究了調(diào)控型密封和動(dòng)壓型密封的臨界脫開(kāi)性能，分析了工況條件對(duì)運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別判據(jù)(臨界轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速ncr、臨界調(diào)控氣壓pscr和復(fù)合開(kāi)啟比COR)的影響，以用于指導(dǎo)調(diào)控型密封實(shí)際應(yīng)用的操作。
　　在識(shí)別密封實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的基礎(chǔ)上，提出了調(diào)控型密封的自愈調(diào)控方法。分析了調(diào)控氣壓對(duì)密封穩(wěn)態(tài)性能的影響權(quán)重，從理論

4、上研究了以調(diào)控氣壓為調(diào)控因子實(shí)現(xiàn)密封系統(tǒng)在線(xiàn)自愈的可控范圍?；跉饽の_潤(rùn)滑理論，研究了調(diào)控型密封的動(dòng)態(tài)自愈調(diào)控規(guī)律，并得到了不同工況條件下，自愈調(diào)控方案的密封性能目標(biāo)。
　　設(shè)計(jì)并制造、構(gòu)建了用于試驗(yàn)研究的調(diào)控型密封和自愈調(diào)控系統(tǒng)，提出了以調(diào)控型密封平衡工作膜厚（或向內(nèi)泄漏率）為調(diào)控目標(biāo)的自愈調(diào)控技術(shù)路線(xiàn)。進(jìn)行了調(diào)控型密封的主動(dòng)調(diào)控試驗(yàn)、靜壓開(kāi)啟試驗(yàn)和自愈調(diào)控試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比分析理論計(jì)算和工程試驗(yàn)的結(jié)果，驗(yàn)證了本文理論研究的正確性