空氣分離壓縮機(jī)多機(jī)組軸系同步運(yùn)行穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著空分設(shè)備制造業(yè)的飛速發(fā)展，國(guó)產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)份額逐年上升。但國(guó)產(chǎn)大型空分設(shè)備運(yùn)行可靠性差，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期短（國(guó)外的1/2-2/3），設(shè)備故障率高，重特大事故時(shí)有發(fā)生。因此，空氣分離類成套裝備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性研究，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)迫切需要解決的科學(xué)問題。
　　論文以某大型空分壓縮機(jī)低壓端部分為對(duì)象，分析了機(jī)組軸系動(dòng)力學(xué)特性，探索了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)軸系同步運(yùn)行穩(wěn)定性的影響規(guī)律，提出了一種降低故障率，提高運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的動(dòng)力學(xué)匹配技術(shù)，主要完成了以下研究

2、工作。
　　(1)依據(jù)系統(tǒng)的工藝流程，用MATLAB仿真，得到穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)壓縮機(jī)機(jī)組狀態(tài)參數(shù)（入口溫度，壓力，濕度）的變化對(duì)工作參數(shù)的影響規(guī)律。研究表明，當(dāng)壓縮機(jī)機(jī)組入口溫度，壓力，濕度做周期性規(guī)律波動(dòng)時(shí)，機(jī)組出口工作參數(shù)表現(xiàn)出很強(qiáng)的繼承性，也會(huì)做不同幅值同周期性的規(guī)律性波動(dòng)。
　　(2)對(duì)軸系進(jìn)行載荷分析，研究了機(jī)組狀態(tài)參數(shù)變化對(duì)軸系受載的影響。周期性變化的狀態(tài)參數(shù)會(huì)施加壓縮機(jī)軸系周期性變化的載荷。Pro/E建立軸系三維模型

3、，導(dǎo)入ANSYS加載處理得到軸系有限元模型。
　　(3)用有限元法對(duì)軸系進(jìn)行模態(tài)分析，得出軸系前20階的臨界轉(zhuǎn)速和前6階陣型圖，確定軸系各階振動(dòng)形態(tài)及結(jié)構(gòu)薄弱部位。對(duì)軸系各軸段進(jìn)行不平衡響應(yīng)分析，得到各軸段幅頻響應(yīng)曲線，得知在工作轉(zhuǎn)速下，對(duì)軸系影響最大的是位于中壓缸軸段的不平衡質(zhì)量。對(duì)軸系穩(wěn)定性分析指標(biāo)進(jìn)行了歸類和總結(jié)，得到影響軸系運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性能的主要因素是主軸裝配抱彎曲、軸系動(dòng)載荷的影響以及機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的振動(dòng)等。
　　

4、(4)運(yùn)用Box-Counting原理和最小二乘法進(jìn)行曲線擬合，得出汽輪機(jī)軸段軸心軌跡穩(wěn)定性指標(biāo)為0.5653。計(jì)算出軸系軸承油膜系統(tǒng)的勞斯陣列，勞斯陣列各列元素都為正值，運(yùn)用勞斯穩(wěn)定性判據(jù)得到軸承油膜系統(tǒng)穩(wěn)定。運(yùn)用傳遞矩陣方法，借助MATLAB軟件進(jìn)行方程組的求解，計(jì)算出軸系各軸承的標(biāo)高與載荷，根據(jù)軸系在聯(lián)軸器處彎矩和剪力為零的原則，得到軸系揚(yáng)度曲線。計(jì)算得到軸系的前6階對(duì)數(shù)衰減率，軸系各階對(duì)數(shù)衰減率都大于零，最小值為0.202，驗(yàn)證