雙螺桿蒸汽壓縮機(jī)

目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上雙螺桿空氣壓縮機(jī)和制冷壓縮機(jī)已有廣泛應(yīng)用，生產(chǎn)制造的廠家較多，能效比較高，性能可靠。但這兩種雙螺桿壓縮機(jī)均采用向壓縮腔內(nèi)噴油的結(jié)構(gòu)型式，以大大減小設(shè)計(jì)、制造難度。用于化工行業(yè)的工藝壓縮機(jī)，其輸送介質(zhì)往往具有腐蝕性，不允許輸送介質(zhì)含油，對(duì)安全性、平穩(wěn)性要求較高，因此雙螺桿工藝壓縮機(jī)與傳統(tǒng)意義上的雙螺桿空氣壓縮機(jī)、制冷壓縮機(jī)等具有本質(zhì)不同。其在結(jié)構(gòu)上，不允許轉(zhuǎn)子間直接接觸（因?yàn)椴粐娪停枰胪烬X輪精確控制轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)；由于沒(méi)有潤(rùn)滑油密封各個(gè)工作間隙，對(duì)其設(shè)計(jì)、制造精度有更高的要求，否則會(huì)因?yàn)閮?nèi)漏氣而導(dǎo)致性能急劇下降；輸送流量遠(yuǎn)大于普通螺桿壓縮機(jī)，以滿足工藝需要，轉(zhuǎn)子直徑普遍達(dá)到400mm以上，遠(yuǎn)大于常規(guī)噴油壓縮機(jī)的350mm以下；對(duì)安全性要求較高，廣泛采用雙端面干氣密封等高端密封元件，因此要求壓縮機(jī)整機(jī)振動(dòng)控制比較嚴(yán)格，防止密封損壞等惡性事故。

2、樂(lè)科公司專用雙螺桿工藝壓縮機(jī)
2.1總體特點(diǎn)
為滿足公司節(jié)能產(chǎn)品的定制化需要，我司專門研發(fā)了針對(duì)自回?zé)峋s、乏汽增壓等節(jié)能系統(tǒng)產(chǎn)品的專用雙螺桿工藝壓縮機(jī)。
該型壓縮機(jī)采用自研的第三代不對(duì)稱型線，具備從幾何特性到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)等不同層面的設(shè)計(jì)能力，具有單級(jí)壓比高、流量范圍廣、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定高的特點(diǎn)。
2.2第三代不對(duì)稱型線
根據(jù)不同項(xiàng)目的需要，我司對(duì)流量、壓比、壓差、效率等不同層面的要求進(jìn)行優(yōu)化，基于自研型線庫(kù)采用不同的設(shè)計(jì)。型線均為點(diǎn)帶狀嚙合，運(yùn)行平穩(wěn)；利用曲面密封效應(yīng)，有效提高壓縮機(jī)容積效率；接觸線、泄漏三角形等泄漏通道幾何尺寸均明顯減小；運(yùn)行過(guò)程中更符合運(yùn)行流場(chǎng)中的流線，有效減小氣體阻力。

2.3成熟的定制化產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)范
1)幾何特性及壓縮機(jī)工作過(guò)程計(jì)算
雙螺桿工藝壓縮機(jī)幾何結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，用于節(jié)能產(chǎn)品時(shí)，輸送介質(zhì)和運(yùn)行工況變化范圍均較大。我司具有雙螺桿壓縮機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)的完整能力，對(duì)壓縮機(jī)內(nèi)的容積變化、泄漏通道面積變化等均進(jìn)行精確計(jì)算，在此基礎(chǔ)上結(jié)合工質(zhì)的熱物性及工況要求，對(duì)其工作過(guò)程進(jìn)行精確的預(yù)測(cè)，如下圖是某型壓縮機(jī)的內(nèi)部容積變化過(guò)程及泄漏通道的分布情況：

下圖所示為某項(xiàng)目中用到的水蒸氣壓縮機(jī)內(nèi)部p-V圖計(jì)算結(jié)果，其與實(shí)際的工程運(yùn)行情況偏差不超過(guò)10 %。

2)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核
工藝壓縮機(jī)的第一需求是安全性，我司對(duì)軸承、轉(zhuǎn)子等重點(diǎn)受力件均進(jìn)行完善的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核，這些工作均基于對(duì)幾何特性的計(jì)算，可精確分析轉(zhuǎn)子上的壓力分布，設(shè)計(jì)軸承壽命均超過(guò)10萬(wàn)小時(shí)，遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)內(nèi)同行1萬(wàn)小時(shí)左右的設(shè)計(jì)閾值。
同時(shí)，基于對(duì)轉(zhuǎn)子熱變形的合理預(yù)測(cè)，我司具備完善的定制化機(jī)型間隙設(shè)計(jì)規(guī)范，在滿足機(jī)組安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，內(nèi)泄漏較小，運(yùn)行效率高。下圖所示為基于幾何特性計(jì)算結(jié)果進(jìn)行的有限元分析，及轉(zhuǎn)子變形量預(yù)測(cè)。

3)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)
傳統(tǒng)的噴油雙螺桿壓縮機(jī)由于尺寸較小，運(yùn)行過(guò)程中遠(yuǎn)離一階臨界轉(zhuǎn)速。對(duì)于大型雙螺桿工藝壓縮機(jī)而言，干氣密封等易損件的使用壽命取決于壓縮機(jī)的工作振動(dòng)值，我司企業(yè)規(guī)范對(duì)壓縮機(jī)振動(dòng)限值較為嚴(yán)格，一般要求壓縮機(jī)振速小于等于5mm/s。
為此，制定了轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)企業(yè)規(guī)范，對(duì)常規(guī)的橫向振動(dòng)，和大型壓縮機(jī)特有的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)進(jìn)行全面分析，如下圖所示為同時(shí)考慮壓縮機(jī)組、增速箱及大型電機(jī)的設(shè)計(jì)模型：

這套設(shè)計(jì)規(guī)范成功運(yùn)用于海科等項(xiàng)目中的大型螺桿壓縮機(jī)機(jī)組，均運(yùn)行平穩(wěn)，驗(yàn)證了這套設(shè)計(jì)方案的可行性和必要性。
4)密封系統(tǒng)
我司與博格曼、成都一通等國(guó)內(nèi)外一線密封廠家合作開發(fā)適用于雙螺桿工藝壓縮機(jī)的密封方案，小機(jī)型中通常采用雙端面機(jī)械密封，大機(jī)型中根據(jù)介質(zhì)不同選用雙端面干氣密封或碳環(huán)密封。
在設(shè)計(jì)中均要求達(dá)到：正常使用壽命長(zhǎng)（對(duì)于干氣密封≥3年）、對(duì)泄漏的控制能力和預(yù)警能力強(qiáng)。對(duì)密封系統(tǒng)的不同工作狀態(tài)均有自動(dòng)化預(yù)案。

3、壓縮機(jī)參數(shù)
目前我司生產(chǎn)的雙螺桿工藝壓縮機(jī)可以達(dá)到以下運(yùn)行參數(shù)：
1)單級(jí)壓比最高可達(dá) 8.0
2)理論流量范圍：10 ~ 400 m3/min
3)適用介質(zhì)：水蒸氣，甲醇、乙醇等工藝氣體
4)振速保證在6mm/s以下，整機(jī)每年維護(hù)一次，十年穩(wěn)定
5)排氣溫度限制：≤ 250 ℃
6)可適配機(jī)械密封、碳環(huán)密封或干氣密封，安全性佳
7)絕熱效率：≥ 75% (壓比為3.0)，≥ 70% (壓比為5.5)
8)寬廣的流量范圍調(diào)節(jié)能力，低至20%
型號(hào)參數(shù)表如下所示：