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廠房通風(fēng)_濕簾冷風(fēng)機的使用和安裝要點氣體分子量與壓縮機級的關(guān)

  濕簾冷風(fēng)機使用要點：

　　1、濕簾冷風(fēng)機和水泵電路宜集中控制，控制開關(guān)應(yīng)裝室內(nèi)。冷風(fēng)機使用前，應(yīng)確保濕簾和水池中無雜物，每年清洗1～2次；冬季不用時，將池內(nèi)水放凈，用塑料布把箱體包扎好，以免雜物進入機內(nèi)。

　　2、加入池中水應(yīng)為清潔水，以保持濕簾冷風(fēng)機管路暢通和濕簾高效率。如發(fā)現(xiàn)濕簾供水不足或不均時，要檢查池中是否缺水(池中浮球閥能自動補水和斷水)，水泵是否運轉(zhuǎn)以及供水管路和水泵入水口，尤其是噴水管路上小孔有否堵塞，檢查噴水管路是否位于濕簾正中。

　　濕簾冷風(fēng)機是新時代選擇：濕簾冷風(fēng)機即濕簾+風(fēng)機縱向通風(fēng)降溫系統(tǒng)，是當今世界上最經(jīng)濟、最環(huán)保降溫系統(tǒng)。工作原理是：波紋狀濕膜表面有層薄薄水膜，當室外干熱新鮮空氣被對面風(fēng)機抽吸穿過濕膜時，空氣中熱量被濕膜上水吸收并將水蒸發(fā)進入室內(nèi)，形成涼爽濕潤空氣，使人產(chǎn)生清新感覺。

　　濕簾冷風(fēng)機安裝須知：

　　冷風(fēng)機安裝于窗、墻之外，用管接頭與窗口或墻口或墻孔相接。冷風(fēng)機出口應(yīng)該高一些，不宜直吹人體。安裝前，先用角鋼焊好托架，其參數(shù)尺寸，由安裝現(xiàn)場情況確定。考慮到檢修時人進入機內(nèi)安全，宜采用40-50角鋼。

　　濕簾冷風(fēng)機離墻距離應(yīng)大于30CM，以免進入該側(cè)濕簾氣流受阻。濕簾冷風(fēng)機通風(fēng)方式一般有縱向和橫向二種，橫向通風(fēng)氣流過流斷面積大，風(fēng)速小，容易造成較大面積死角，而縱向通風(fēng)氣流斷面積小，風(fēng)速大，死角面積很小。使用條件許可情況下，應(yīng)該盡可能采用先進縱向通風(fēng)方式。


引言

　　目前我國石油、化工、制冷、化肥等企業(yè)正朝著大型化、集中化、高效化、低成本的方向發(fā)展，這樣就對化工流程的核心設(shè)備，離心壓縮機有了更高的要求。這幾年為了滿足用戶對大流量、高壓比、級間加氣等壓縮機的要求，我公司設(shè)計了很多大型、高壓的壓縮機。例如現(xiàn)在的空壓機流量基本上都在 36000 ～ 5 2000 Nm ³ /h 范圍內(nèi) , 葉輪直徑基本上都在 900mm ～ 1200 mm 之間。甲醇壓縮機在 2006 年時，基本上都是年產(chǎn) 10 萬噸甲醇項目 , 而在 2007 年到現(xiàn)在基本上都是年產(chǎn) 20 噸甲醇項目 , 裝置年產(chǎn)量翻了一倍。 最近還設(shè)計制造乙烯三機即丙烯壓縮機、裂解氣壓縮機、乙烯壓縮機，徹底地打破了國外發(fā)達國家的壟斷，實現(xiàn)了乙烯三機的國產(chǎn)化。這對石油化工的高產(chǎn)化、國產(chǎn)化有著重要的意義，但對于壓縮機的本體結(jié)構(gòu)設(shè)計和設(shè)計計算的難度也越來越大。

1 　大支撐跨距壓縮機在現(xiàn)實工作中的應(yīng)用

　　大支撐跨距是指壓縮機驅(qū)動端支撐軸承和非驅(qū)動端支撐軸承之間的距離與葉輪最大內(nèi)孔直徑的比值簡稱 L / D 。這是衡量一臺壓縮機是否穩(wěn)定的一個重要指標，是離心壓縮機轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析的一個重要的內(nèi)容。隨著離心壓縮機大型化、多級化的發(fā)展，這個指標越來越受到人們的重視。它主要是由于壓縮機的級數(shù)過多而導(dǎo)致壓縮機轉(zhuǎn)子過長而產(chǎn)生的。

1.1 氣體分子量與壓縮機級的關(guān)系

　　氣體的分子量越小越難壓縮，比如在氫氣壓縮機中，一級葉輪的壓比大概只有 1.0 ～ 1.12 ，例如，云南云維集團 20 萬噸甲醇壓縮機 , 氫氣的含量為 68% ，平均分子量為 11.55, 氣體在壓縮機中的總壓比為 2.6 ，該壓縮機用了 9 級壓縮 , 有兩個級間冷卻器、 1 個防喘振冷卻器，機型為 3BCL529 。而在分子量較大的壓縮機中氣體比較容易壓縮，但由于要控制馬赫數(shù)不能大于 1 ，所以葉輪的周速不能過高。

1.2 葉輪的轉(zhuǎn)速和做功

　　同一型號的葉輪做功能力的大小與驅(qū)動機能提供的功率和轉(zhuǎn)速有關(guān)，足夠大功率的作用是為了使主軸能夠傳遞足夠的扭矩確保壓縮機的正常運行；葉輪的轉(zhuǎn)速越高，葉輪對氣體做功越多，即氣體的壓升越大，但是由于受到驅(qū)動機、葉輪周速、材料強度、馬赫數(shù)等方面的限制。壓縮機靠提高轉(zhuǎn)速來提供做功的能力是有限的。

1.3 離心壓縮機中常用的葉輪

　　葉輪對氣體的做功能力與葉輪的工作效率有關(guān)，葉輪的效率主要取決于葉輪的氣動型線即葉輪的葉片型線。目前常用的葉輪有大三元葉輪、高效二元輪、二元輪。大三元葉輪采用三元葉片，葉輪的出口角角度大，是效率最高的葉輪，其效率在 83% ～ 90% 之間，但是大三元葉輪流量的工作范圍較小。二元葉輪的葉片是二元葉片，葉輪的出口角較小，流量的工作范圍較大。高效二元輪介于大三元葉輪和二元輪之間。這 3 種葉輪常常搭配使用。為了提高設(shè)計工作效率葉輪基本級已經(jīng)標準化，平均效率已達到 80% 以上，提高的空間很有限。

　　通過增加壓縮機的級數(shù)來提高葉輪的工作轉(zhuǎn)速已成為提高壓縮機整機工作壓比最有效最直接的方法。于是出現(xiàn)了云南云維的 20 萬噸甲醇項目的 3BCL529 、 2MCL609 、 BCL6010 等超長的機組。

2 技術(shù)難點分析及設(shè)計過程介紹

　　產(chǎn)品 2MCL609 是典型的大支撐跨距壓縮機。現(xiàn)結(jié)合理論與實際，對該產(chǎn)品的技術(shù)難點及計算過程簡單介紹如下。

　　離心壓縮機的級數(shù)按照文獻 [1] 的介紹一般少于 9 級，但將壓縮機的級數(shù)設(shè)計到 9 級甚至 10 級是在提高壓縮機轉(zhuǎn)速、提高葉輪的工作效率等辦法的基礎(chǔ)之上，還無法達到用戶要求參數(shù)時，而最后采用的一種方法。壓縮機的級數(shù)越多壓縮機的轉(zhuǎn)子越長，驅(qū)動端的支撐軸承和非驅(qū)動端支撐軸承之間的距離越大，也就是在這里所說的 L / D 。 L / D 的數(shù)值一旦超過了規(guī)定的數(shù)值，壓縮機轉(zhuǎn)子的強度分析就成為必須考核的內(nèi)容。強度分析結(jié)果不合格，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)方案乃至氣動方案的更改。

　　強度分析主要包括單個葉輪的強度分析和轉(zhuǎn)子軸系的動力學(xué)分析。單個葉輪的強度分析包括葉輪應(yīng)力計算、半開式葉輪的輪 盤自振頻率分析、半開式葉輪的葉片自振頻率分析；轉(zhuǎn)子軸系的動力學(xué)分析主要是轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性分析，包括氣體激振分析軸和鍵的強度計算�；剞D(zhuǎn)剛體質(zhì)量、重心、轉(zhuǎn)動慣量計算及軸向推力計算、平衡盤尺寸確定也在其中。

　　氣體激振是轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析的關(guān)鍵內(nèi)容。氣體激振是指在壓縮機中由于葉輪內(nèi)部發(fā)生旋轉(zhuǎn)脫離而產(chǎn)生的對機器的氣體激勵。對于大分子量及壓力高的的離心壓縮機，如化肥裝置中的 CO 2 壓縮機和合成氣壓縮機，在方案設(shè)計中需要考慮此類問題。自激振動是指壓力高、分子量較大的氣體在通過平衡盤等密封時，由于壓比高而有可能達到音速進而誘發(fā)對轉(zhuǎn)子的氣體激振。

　　現(xiàn)在針對機型為 2MCL609 的壓縮機進行分析。

2.1 　轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)

　　圖 1 為 2MCL609 轉(zhuǎn)子的計算模型簡圖。

　　轉(zhuǎn)速：額定轉(zhuǎn)速為 8320 r/min 。

　　轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)：總長為 3057 mm ；跨距為 2475 mm ；總重為 1300.105 kg ,負壓風(fēng)機報價。

　　軸承靜載： 軸承 1 為 6450.87 （ N ）；軸承 2 為 6303.16 （ N ）。

　　軸承參數(shù)： 最大預(yù)負荷下的最小軸承間隙為 軸承半徑間隙 min =0. 1357 mm 。

2.2　 轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性分析判別標準

　　引起轉(zhuǎn)子失穩(wěn)的因素包括密封作用力、葉輪處的氣動力、軸承油膜作用力等。根據(jù) API617 第 7 版中 2.6.5 節(jié)相關(guān)規(guī)定，對轉(zhuǎn)子進行 I 級穩(wěn)定性分析。

　　預(yù)期的交叉耦合剛度（見 API 617 標準第 7 版 2.6.5 .6.a ）

 

2.3 　產(chǎn)品2MCL609穩(wěn)定性分析 　

　　對于本臺產(chǎn)品,廠房降溫水簾，各級參數(shù)見表 1 。

表 1 各級計算參數(shù)

Hp/kW

Dc/mm

Hc/mm

ρd/(kg/m 3 )

ρs/(kg/m 3 )

N/(r/min)

195.820

600.000

42.000

0.930

0.783

8320

209.060

600.000

43.000

1.089

0.930

8320

227.650

600.000

36.000

1.280

1.089

8320

233.830

600.000

30.000

1.500

1.280

8320

234.380

600.000

14.000

2.023

1.687

8320

219.100

600.000

16.500

2.375

2.023

8320

218.810

600.000

18.500

2.767

2.375

8320

223.210

600.000

22.500

3.196

2.767

8320

218.710

600,玻璃鋼負壓風(fēng)機.000

22.000

3.668

3.196

8320

　　對于本臺產(chǎn)品，分析結(jié)果表明： II 級穩(wěn)定性分析合格。

3 　結(jié)論

　　綜上所述，在大支撐跨距設(shè)計過程中，轉(zhuǎn)子軸系的穩(wěn)定性分析主要從以下 3 個方面著手：第一，合理的設(shè)計壓縮機的結(jié)構(gòu)，在滿足壓縮機的氣動性能的條件下，使壓縮機的結(jié)構(gòu)盡量的緊湊；第二，合理的選擇軸承，軸承的技術(shù)參數(shù)決定著軸系的支撐剛度，對軸系的轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析影響很大；第三，在壓縮機的選型過程中要合理的選擇壓縮機的基本級，壓縮機的選型決定著壓縮機主機的設(shè)計方向，是不可忽略的。


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