离心空压机研究

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1、DH-71型离心式空压机装置系统的工作点研究ResearchonOperatingPointofDH-71CentrifugalAirCompressor邹正文李桂兰/四川大学化工机械与控制工程系刘志华杨长岭/攀枝花新钢锐股份有限公司氧气厂摘要：对现场空压机装置的运行参数进行了研究，建立了装置系统的数学模型，诊断出其运行工作点与设计点的偏差。关键词：离心式空压机管网特性曲线工作点研究中图分类号:TH452文献标识码:B文章编号:1006-8155（2005）02-0011-05Abstract:Researchiscarriedoutonrunn

2、ingparametersofaircompressorunitinlocale.Themathematicmodeloftheunitsystemissetup.Thewindagebetweentherunningpointandthedesigningpointisdiagnosed..Keywords:CentrifugalcompressorCharacteristiccurveofpipingnetworkResearch1引言攀钢氧气厂现有4台DH-71型离心式空压机，三开一备制，均为沈阳鼓风机厂70年代产品，采用T4100-4/1

3、430型电动机配齿轮增速箱驱动，为3台国产6000m3/h制氧机提供一定压力的原料空气，是制氧机的动力源，起着相当垂要的作用。在整个制氧机的能耗中，空压机耗电山70%以上，因此，提高空压机运行效率対降低制氧机的能耗，意义十分重大。该空压机设计入口压力0.86725x105Pa（绝）,排气压力5.3xl05Pa（表）,流量40000m3/h,多变效率72%,电机功率4100kWo实际运行中气量为38330m7h，出口压力4.8xlO5Pa（表），机组效率50%左右,说明该压缩机装置实际运行状态效率仍很低，能量损失较大，因此应对现场压缩机装置的运行参

4、数进行深入的分析研究，以诊断出其运行工作点与设计点的偏离程度，才有可能提岀切实可行的运行节能技术改造方案。2测绘现场压缩机装置绘出结构布置图测绘现场压缩机装置系统管道、管件、阀件、设备等的布置及尺寸，如图1所示。冷大螺杆空压机pb0・464)・48MPa俵侶36°C4号空分器门丁门3号50000、、2号0900a__2000777>////C=3833()Nm/h0<=O・48MPd表)g36°C吸zy;=776Pa1000塔0125001250*0100013000命□i°cp=85758珂(绝)•亏空压机300()fo234000500U=H

5、W/=370Aco&：=0.95ginruffll压缩机装置流程图3压缩机装置系统特性方程的建立3.1装置特性曲线的理论基础压缩机装置系统，通常是指与压缩机连接的进气管路、排气管路和这些管路上的附件以及设备的总称。所谓装置特性方程也就是管路特性方程，它是指当管路情况一定吋，气流流过该管路系统吋所需的能量头力讪与管路流最0•的关系。但按离心圧缩机的规定来讲，管路指的是压缩机麻面背压系统的管路及全部装置。这样，在研究圧缩机与其管路系统的关系时就可避开压缩机进气条件随工况而变化的情况，使问题得以简化。在此管路中，管路系统所需的能量头力祇可用管端压力几

6、（亦称管路端压，即压缩机出口的背压）的人小来反映，因此管路特性曲线就可以用几£来表示叭如图1所示，列出管路两个端点j及b间的伯努利方程,即(1)两式相等化简得(3)式中（功必b——管路中由）到1）间的所有流动损失之和，J/kg设压缩机串联在管路的一开始，能头Iw是在j・e段管路中，即压缩机进出口两法兰截面处加入,实质上就是气流从压缩机所获得之能暈头，故如列j・e段管路的伯努利方程式(2)由式⑶可看出，原式中管路所需的能量头htllb己被引入的以所代替。因为气流在管路中的流动可视作指数为加的多变过程，故件3(纠畔-1]'pm-1pepe若忽略气流动

7、能变化项丄（C/?2-Ct,2）«0,则式（3）可变为2/H-1斗Z[(乩)百_1]+(工仏)0加j0Pe(5)解出imPbPe(J1加-1(6)一3%丿j_b1PemPe把上式按二项式定理展成级数，并取前两项作为近似值，得乩"_口十乩（物）1—乩（物）(7)Pemm一1pepe化简得Pe=Pb+PedhJjj(8)管路中的阻力损失能头是沿程摩擦阻力损失工力甌及局部阻力损失》/切Z和，即=工2丄（仑尸丄+工飢2）丄（9）dF2F2式中d.I——管路的直径和长度，mF——管路通流面积，m?Q——管路的流量，n?/s兄——管路屮某一管径为d,长为/

8、的管段的摩擦系数C—管路中某局部阻力点处的局部阻力系数要注意式中的流量Q是随压力大小而变化的，如考虑到沿程摩擦阻力，则沿管路压力是在不断