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大型氦气螺杆压缩机核心技术研究开发与应用

科学通报 2022年第21期67卷 2482-2491页

作者：胡忠军吴霞俊林文剑王炳明张开闯朱振中谭海龙胡建军李强中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室北京100190 无锡锡压压缩机有限公司无锡214145 福建雪人股份有限公司福州350299

大型氦低温制冷技术是支撑空间技术和前沿基础科学等研究的关键技术.氦气喷油式螺杆压缩机是实现大型氦低温制冷循环的一种核心设备,技术难度高于一般气体介质的压缩机,是螺杆式压缩机技术制高点之一.针对压缩氦气容易泄漏和冷却难两大... 详细信息

大型氦低温制冷技术是支撑空间技术和前沿基础科学等研究的关键技术.氦气喷油式螺杆压缩机是实现大型氦低温制冷循环的一种核心设备,技术难度高于一般气体介质的压缩机,是螺杆式压缩机技术制高点之一.针对压缩氦气容易泄漏和冷却难两大技术挑战,我们研究了适用于氦气工质高效率压缩的核心技术,包括转子新型线开发、喷油雾化冷却、高效率油-氦气分离技术等.提出了转子内部泄漏归一化权重分析方法和复杂多变量整体优化方法,开发出N_He和I两种适用于氦气压缩的流线型非对称新型线,动力学上更利于油膜形成,进一步提高了容积效率;根据螺杆转子热弹变形分析,采用补偿法设计调整转子间隙,提高了运行的可靠性.研究形成了单机压比范围为4~15和容量排量范围为100~10000 Nm3/h的成熟工业化产品,不同型号的性能指标达到或优于国际同等产品.研发的产品在国家重大低温装备、航天级氢液化、核工业、可控核聚变和氦工业等战略领域都获得了长期稳定的成功应用,促进了我国超导研究、前沿科学、氢能源和航天事业等领域的发展.

关键词：氦气螺杆压缩机大型低温制冷氢液化超导

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双螺杆水蒸气压缩机喷水冷却特性研究

机械工程学报 2023年第6期59卷 141-148页

作者：田雅芬耿妍婷夏阳赵兆瑞上海理工大学制冷与低温工程研究所上海200093 上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

水蒸气压缩机在机械蒸汽压缩、海水淡化、高温热泵等工业领域具有良好的节能潜力与应用前景。喷水可以有效解决排气温度过高的问题,提高水蒸气压缩机的性能。为了获得最佳喷水量的变化规律,建立了双螺杆水蒸气压缩机喷水冷却实际工作过... 详细信息

水蒸气压缩机在机械蒸汽压缩、海水淡化、高温热泵等工业领域具有良好的节能潜力与应用前景。喷水可以有效解决排气温度过高的问题,提高水蒸气压缩机的性能。为了获得最佳喷水量的变化规律,建立了双螺杆水蒸气压缩机喷水冷却实际工作过程的传热传质模型,考虑喷入水的汽化、泄漏、闪蒸、输送等对实际压缩过程的影响。与试验结果对比,计算结果误差在±5%以内,表明模型能够较好地预测喷水螺杆水蒸气压缩机的工作过程与性能。利用此模型,研究了喷水量、转速和吸气压力对压缩机性能的影响。研究结果表明,喷水可以有效提升压缩机性能,相比不喷水而言,喷水在部分工况下可将压缩机容积效率提高11.9%,绝热效率提高17.2%,且存在最佳喷水量,使得喷水螺杆水蒸气压缩机的性能最佳,最佳喷水量随着转速、吸气压力的增加而增加;最佳喷水比主要受转速的影响,随着转速的增大而增大,其最佳喷水比在8.9%~10.4%之间;随着吸气压力降低,压差增大,喷水螺杆水蒸气压缩机的性能降低较快,表明泄漏对喷水螺杆水蒸气压缩机性能影响较大,尚需进一步研究。

关键词：螺杆压缩机水蒸气喷水冷却传热传质

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螺杆压缩机高能效设计的现状及展望

液压与气动 2021年第11期45卷 94-105页

作者：彭博严迪武汉科技大学机械自动化学院湖北武汉430081

作为一种典型的容积式压缩机,螺杆压缩机以急剧增长的趋势广泛应用于各个工业领域,在节能环保等技术要求逐渐提升的背景下,其能效水平的高低已成为决定其未来发展的关键指标。详细介绍了螺杆压缩机高能效设计方面的研究现状,重点针对影... 详细信息

作为一种典型的容积式压缩机,螺杆压缩机以急剧增长的趋势广泛应用于各个工业领域,在节能环保等技术要求逐渐提升的背景下,其能效水平的高低已成为决定其未来发展的关键指标。详细介绍了螺杆压缩机高能效设计方面的研究现状,重点针对影响能效方面的关键因素,包括几何参数、运行参数、系统的结构形式、驱动形式等进行了详细的对比综述。对螺杆压缩机能效方面的研究进展进行分析和讨论,并对其未来的发展方向进行展望。

关键词：螺杆压缩机能效几何参数设计研究进展

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螺杆压缩机冷却效率优化及噪声控制

机械制造 2024年第2期62卷 56-57,61页

作者：王涛郭萌楠山西晋城煤业集团勘察设计院有限公司山西晋城048000

为了解决螺杆压缩机在运行过程中效率低的问题,提出调整冷却循环水塔运行参数,并进行排压调节的优化方案,实现冷却效率的优化。针对螺杆压缩机在运行过程中噪声大的问题,提出采用以亥姆霍兹共振器和穿孔板共振结构为核心的降噪结构,实... 详细信息

为了解决螺杆压缩机在运行过程中效率低的问题,提出调整冷却循环水塔运行参数,并进行排压调节的优化方案,实现冷却效率的优化。针对螺杆压缩机在运行过程中噪声大的问题,提出采用以亥姆霍兹共振器和穿孔板共振结构为核心的降噪结构,实现对螺杆压缩机运行噪声的有效控制。实际应用表明,优化后螺杆压缩机冷却效率从87.9%提高到94.6%,运行噪声降低26.7%,螺杆压缩机的运行质量得到提高。

关键词：螺杆压缩机冷却效率优化噪声控制

R410A小型制冷螺杆压缩机与涡旋压缩机的理论性能比较

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流体机械 2023年第12期51卷 71-80页

作者：张治平马凯李丹童何志龙空调设备及系统运行节能国家重点实验室广东珠海519070 珠海格力电器股份有限公司广东珠海519070 西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

为了探究螺杆制冷压缩机小型化的潜力与优劣,选择相同理论排气量与转速的螺杆与涡旋压缩机进行理论设计。通过归一化分析,建立了螺杆压缩机与涡旋压缩机几何性能的量化评价标准。并采用㶲分析模型,分析了螺杆与涡旋压缩机的泄漏㶲损失。... 详细信息

为了探究螺杆制冷压缩机小型化的潜力与优劣,选择相同理论排气量与转速的螺杆与涡旋压缩机进行理论设计。通过归一化分析,建立了螺杆压缩机与涡旋压缩机几何性能的量化评价标准。并采用㶲分析模型,分析了螺杆与涡旋压缩机的泄漏㶲损失。通过建立统一的热力学模型,分析了内容积比、间隙及转速对热力学性能的影响。研究发现,内容积比设计对涡旋压缩机绝热指示效率影响显著,而对螺杆压缩机效率的影响不显著;涡旋压缩机排气孔口面积远小于螺杆压缩机排气孔口,其排气功率损失高于螺杆压缩机。相同间隙下,螺杆压缩机的相对泄漏量与泄漏㶲损失高于涡旋压缩机,每增加0.01 mm的间隙,涡旋压缩机的绝热效率下降6%,螺杆压缩机的绝热效率下降11%。在额定转速3000 r/min时,螺杆压缩机的绝热效率与容积效率分别低于涡旋压缩机6%,13.6%。在2250,1500,750 r/min的转速下,螺杆压缩机绝热效率较涡旋压缩机分别减少9%,13%,26%,为提高小型螺杆制冷压缩机性能,应将其进行高速化设计。

关键词：螺杆压缩机涡旋压缩机泄漏特性热力学特性㶲分析

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螺杆压缩机出口消声器管系振动治理

压缩机技术 2023年第3期 47-51页

作者：王云飞马雪刘泽涵张鑫蒋峰中国石油独山子石化分公司新疆克拉玛依833600

某石化公司丁二烯抽提装置的循环气压缩机出口消声器自开工以来一直存在振动问题。经检测,消声器管系的压力脉动值在4.0~8.3 kPa,消声器筒体的振动最大值为100 mm/s,消声器附属管线的振动最大值为90 mm/s,整个管系的主频率均为397.5 Hz... 详细信息

某石化公司丁二烯抽提装置的循环气压缩机出口消声器自开工以来一直存在振动问题。经检测,消声器管系的压力脉动值在4.0~8.3 kPa,消声器筒体的振动最大值为100 mm/s,消声器附属管线的振动最大值为90 mm/s,整个管系的主频率均为397.5 Hz。讲述通过使用流场分析、脉动分析、模态分析技术对消声器振动产生的原因进行建模诊断分析。得出振动产生的主要原因为消声器气流脉动值超标,附属管系刚性不足,气流脉动与管系固有频率产生共振。经过多种改造方案的分析和对比后确定最终改造方案,即将机组出口原两腔室消声器改为三腔室消声器,消声器入口的短节增加波长共鸣器,消声器出口管系安装刚性支架,主管线仪表支管安装固定支架和粒子阻尼器。治理实施后消声器出口管系的气流脉动值平均值降低至2.5 kPa,消声器筒体振动最大值降低至32 mm/s,附属管线振动最大值降低至10 mm/s,主振动频率降低至200 Hz,充分验证了改造的有效性。

关键词：螺杆压缩机出口消声器管线振动脉动

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螺杆压缩机典型故障振动分析及诊断应用研究

螺杆压缩机典型故障振动分析及诊断应用研究

作者：王琪东南大学

学位级别：硕士

螺杆压缩机因其运行平稳、效率高、在正常运行条件下无脉动等特点,在企业中得到了广泛的应用。与其它类型压缩机相比,优点为流量大、重量轻、运转率高、维修方便、气量控制范围广、压缩机排气量大;缺点为对压力、流量、温度变化比较敏感... 详细信息

螺杆压缩机因其运行平稳、效率高、在正常运行条件下无脉动等特点,在企业中得到了广泛的应用。与其它类型压缩机相比,优点为流量大、重量轻、运转率高、维修方便、气量控制范围广、压缩机排气量大;缺点为对压力、流量、温度变化比较敏感,操作条件较为苛刻,故障不易排查等。相比较其他类型压缩机,螺杆压缩机更加依赖操作人员的经验和故障诊断技术。因此,对螺杆压缩机典型故障及专家诊断的研究在促进压缩机长期平稳运行,降低压缩机故障维修率,提高维修准确性和针对性这几个方面就有了较为重要的意义。本文以某款双螺杆制冷压缩机为研究对象,通过对其常见故障进行归纳总结,得出了压缩机故障诊断的有效方法。通过运用时频谱图和二维全息谱图对其振动故障进行分析,实现了压缩机大修方案的优化并验证了结论。同时通过对压缩机故障树的建立和分析,实现了压缩机的专家诊断。主要内容如下:1)以某款双螺杆制冷压缩机为例,结合工程应用对压缩机常见故障进行归纳,给出了常见故障的现场处理策略;对比分析常见参数法、振声法、油液分析法三种诊断方法的优缺点,得出了振声法作为后续双螺杆制冷压缩机故障诊断方法。2)在振动分析方法分析基础上,采用二维全息图谱对振动信号进行分析与特征提取,给出了分析、验证、优化振动数值,进行了分析流程。使用手持式数据采集/分析仪进行振动信号采集,形成时域频谱图进行分析,并用MATLAB软件构建振动实例的二维全息图谱对分析结果进行验证。3)针对双螺杆制冷压缩机常见故障现象,利用故障原因和对应的处理方法来构建相应的故障树,给出了基于故障树的专家诊断流程,并通过现场设备故障进行了验证,证明了算法有效性。

关键词：螺杆压缩机故障诊断频谱分析二维全息谱故障树

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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螺杆压缩机效能改进创新现状及展望

科技创新与生产力 2023年第7期44卷 20-22页

作者：赵杨阳大连石油化工工程公司辽宁大连116031

节能减排是世界发展的趋势,提高螺杆压缩机的效能,是节能减排重要一环。本文介绍了螺杆压缩机能效提升主要集中在几何参数方面、工况参数方面、系统的结构形式方面和驱动形式方面的技术创新,并对螺杆压缩机效能提升进行总结和展望,提出... 详细信息

节能减排是世界发展的趋势,提高螺杆压缩机的效能,是节能减排重要一环。本文介绍了螺杆压缩机能效提升主要集中在几何参数方面、工况参数方面、系统的结构形式方面和驱动形式方面的技术创新,并对螺杆压缩机效能提升进行总结和展望,提出未来螺杆压缩机还应从几何参数方面、工况参数方面、系统的结构形式方面和驱动形式方面的技术创新进行研究,为节能减排做出贡献。

关键词：螺杆压缩机效能改进节能减排创新发展

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螺杆压缩机皮带传动机构自张紧装置设计研究

流体机械 2018年第5期46卷 49-53页

作者：李奇张成彦戴国俊李浩合肥通用机械研究院有限公司压缩机技术国家重点实验室安徽合肥230088 江苏恒达动力科技发展股份有限公司江苏南京246005

对CCSB-40/200型高压空压机中的螺杆机皮带传动设计进行了研究,经三角皮带选型、传动特点分析选择以张紧螺杆机的方案,提出了设计中所要关注的焦点;张紧弹簧设计中除满足三角皮带的张紧条件,还需在稳定性、疲劳强度和振动等方面进行校... 详细信息

对CCSB-40/200型高压空压机中的螺杆机皮带传动设计进行了研究,经三角皮带选型、传动特点分析选择以张紧螺杆机的方案,提出了设计中所要关注的焦点;张紧弹簧设计中除满足三角皮带的张紧条件,还需在稳定性、疲劳强度和振动等方面进行校核、验证才能使设备传动能够运转稳定、寿命长;设计的一种自动张紧装置对螺杆机的传动设计具有一定的参考价值。

关键词：螺杆压缩机自张紧装置设计