螺杆压缩机指示图的测录及分析
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理论研究和实验分析双螺杆制冷压缩机的指示图吴华根,邢子文,束鹏程西安交通大学能源与动力工程学院, 710049,中国西安2003年10月20日接受;2004年1月14日修订;2004年1月14日收编摘要本文首次引入了计算双螺杆制冷压缩机指示图的新颖数学模型。
用于本模型与阳转子旋转角有关的几何参数有凹槽容积、吸入和排出面积、滑阀支路面积、泄漏面积等。
在理论研究中同时和分开考虑了五路内泄、油喷、气-油热转换、制冷剂性能和偏载等的影响。
为验证本模型和计算的p-V指示图,实验记录了双螺杆制冷压缩机p-V指示图。
通过在阴转子排出口侧部植入微型压力传感器顺利地记录下各种指示图。
理论计算结果很好地吻合实测数据,说明本文所构模型是预测双螺杆制冷压缩机性能和产品开发的强有力工具。
关键词:双螺杆;指示图;实验研究;理论1.论文概要双螺杆压缩机是简单设计在大范围工作压力和高效率流速中高速运转的正转偏转机器。
而且,它们都是可靠的和结构紧凑的。
因此,考虑到螺杆压缩机的优点,它们已经被广泛用于诸如工业制冷以及中央空调的应用中。
然而,双螺杆制冷压缩机的性能相对于控制热力学工作过程的设计参数是非常灵敏的。
本文的目的是为了计算显示压缩机内部热力学过程的p-V指示图。
性能仿真让我们对压缩过程有了全面的了解而且适用于决定最适宜的转子形状,其中一个要求是高性能。
最近,做了许多有关无油和油喷压缩机的模拟性能研究[1-3]。
藤原[4,5]和长田[5]创建了喷油螺杆压缩机的电脑模型,这里面考虑了有气体泄漏和冷却情况下的效果而且气体认为是理想气体。
肖等人[6]提出来用于模拟制冷螺杆压缩机性能的电脑模型。
邢等人[7,8]为双螺杆压缩机制作了电脑辅助设计系统,而且后来将它们转换成了软件包。
斯多葛等人[9,10]研究了油体在详细考虑了油体流动速率、入口温度、油滴雾化、喷油口的速度和角度在箱体中的定位等情况下对螺杆压缩机的影响,然后提出了热力学性能模拟原型。
实验五压缩机指示图、排气量、轴功率测试与计算机控制一、实验目的及要求1 学会使用计算机测试装置测绘压缩机指示图,懂得使用机械式弹簧指示器测绘压缩机指示图。
2 学会应用所录取的指示图分析压缩机运行工况的方法,从而加深对压缩机工作原理和性能的理解,并计算出压缩机的主要性能参数。
3 了解计算机测控系统和相关仪器仪表的的基本原理和使用方法。
4 了解压缩机及其装置的基本结构及作用、正确的运行程序和注意事项。
二、实验原理1.指示图及其形式活塞式压缩机的指示图是反映压缩机在一个工作循环中活塞在不同位置时气缸内气体压力变化的曲线,亦称气体力图。
根据录取的指示图可对压缩机的工作过程作一系列的分析计算。
例如,根据指示图面积可计算出气缸内平均指示压力、指示功率及气阀功率损失;根据吸入线长度可计算出容积系数λv;根据最高压力和最低压力可计算出气缸内的实际压力比;根据气体压力和活塞面积,可计算出产生的作用力,并以此作为动力计算及强度校核的依据;根据指示图还可分析压缩机的故障。
例如,根据指示图的形状可以分析判断气阀、活塞环、填料函等的泄漏情况;进排气过程的压力损失情况;压缩机膨胀的热交换情况等,从而根据这些分析对压缩机进行故障诊断。
由此可见,压缩机指示图的测试是研究压缩机性能与运行工况的一种基本方法。
在录取指示图时,纵坐标表示压力p,横坐标根据测量方式的不同可分为用气体容积、活塞行程s、曲柄转角α或时间t来表示,所以指示图曲线有以下几种形式:1)p-v图(压力-容积图),它反映气缸内压力与气体容积间的关系2)p-s 图(压力-行程图),它反映气缸内压力与活塞行程间的关系3)p-α图(压力-转角图),它反映气缸内压力与曲柄转角间的关系4)p-t 图(压力-时间图),它反映气缸内压力与一个循环周期内不同时刻间的关系1)2)3)4)的本质是一样的,在一定条件下可以相互转换。
由于转角α=ωt,可以确定时间与转角的关系;根据活塞式压缩机动力学,知道活塞的位移x与转角α之间存在着一定的关系x=f(α);而气体容积v=x·F,式中F为活塞面积。
压缩机运行状态的监测以及常见故障诊断方法分析压缩机是工业生产中非常重要的设备之一,负责将空气、气体或蒸汽等流体压缩,并将其输送到下一个设备中进行进一步处理。
由于该设备的运行状态对生产效率和设备寿命有很大影响,对其状态的监测和故障诊断十分关键。
本文将介绍一些常见的压缩机运行状态监测方法和故障诊断方法。
1. 压力测量法:使用压力传感器在进口端和出口端进行测量,可以获得压缩机的压力变化情况,从而判断压缩机的工作状态。
例如,在离合器离合之前,在压缩机的进口和出口端测量压力,可以确定压缩机是否在正常运行中。
2. 温度测量法:通过测量压缩机各部位的温度变化,可以确定压缩机的工作状态。
例如,在离合器离合之后,应该监测压缩机排气温度是否在正常范围之内。
如果排气温度过高,则说明压缩机可能存在故障。
3. 振动测量法:通过测量压缩机振动的振幅和频率可以判断压缩机的运行情况。
如果振动过大或出现异常频率,则可能表明压缩机存在故障。
1. 压缩机不启动或启动后立即停止可能原因:供电线路故障、电源断路器或保险丝坏了、空气滤清器或喷油器堵塞、启动电机故障。
2. 压缩机启动但排气压力不达标可能原因:排气阀门漏气、排气系统中存在堵塞、空气滤清器堵塞、排气压力调节器调节过低、压力传感器故障。
3. 压缩机存在异常运行声音可能原因:轴承磨损、销轴等配件磨损、离合器离合片磨损、压缩机内部漏气。
解决方法:更换轴承或其他磨损配件、更换离合器离合片、检查是否存在内部漏气。
总之,对于压缩机的运行状态监测和故障诊断是非常重要的,可以防止生产中的失效和损失。
通过监测和分析压缩机的运行状态,可以有效地预测可能出现的故障,并采取相应措施,使生产效率得到最大程度的提高。
螺杆压缩机使用前检查一、电源及电控仪表系统的检查1、首次开机前应检查配电容量与机组功率是否相符,所选用电缆线径是否能够承受主机最大工作电流。
2、检查电制是否与本机组相符,本机组电制:三相五线制(三根相线,一根零线,一根地线,380V±10%)。
3、检查压缩机的供电线路是否接紧接好,如有松动,重新拧紧,压缩机接线处用拧矩为500kg/cm。
由于主机经过长途运输以及吊装等因素影响,螺丝有可能产生松动。
否则可能会导致主机控制柜内电器元件(比如:空气开关、交流接触器等)以及压缩机的损坏。
4、用万用表对所有的电气线路仔细检查,检查接线是否正确安装到位;用兆欧测量,确信无外壳短路;检查接地线是否正确安装到位,对地绝缘电阻大于2MΩ;检查电源线是否合乎容量要求。
5、检查供给机组的电源线上是否安装上断路开关。
6、对控制柜内主回路所有接线和控制回路外部接线对照接线图全面检查无误后方可通电(比如曲轴箱油加热器、压缩机电子保护器、循环水温度传感器、靶流开关的接线、水泵的联控等);检查接线端螺栓是否拧紧,无松动现象。
检查各电控仪表、电器是否安装正确、齐全有效,检查电控柜内外特别是各点接线口上是否清洁无杂物。
7、检查完以上项目给控制柜通电时,电源指示灯亮,此时油加热器开始工作,观察相序保护器是否正常,如相序保护器正常(绿灯亮)合上控制柜内单极开关(QF2)控制回路开始工作,触摸屏(文本显示器)和PLC控制器全部投入运行。
二、压缩机及制冷剂管路系统的检查1、检查压缩机内油位是否正常,正常的压缩机油位一般在视镜的中部位置。
2、检查压缩机容调电磁阀线圈是否锁紧,容调毛细管有无破损。
3、制冷系统中的全部制冷剂阀(冷凝器出口处角阀,压缩机吸、排气截止阀)都处于开启状态,使制冷剂系统畅通。
4、检查高、低压力值,压力继电器高、低压设定值是否正常(高压设定值为1.8MPa,低压设定值为0.2MPa,用户不得擅自更改)。
5、检查压缩机润滑油是否预热8小时以上。
螺杆式制冷压缩机的故障分析及排除方法大全(上收藏)螺杆式制冷压缩机简介螺杆式压缩机可分为无油式和喷油式两种。
无油螺杆压缩机本世纪30年代问世时主要用于压缩空气,50年代才用于制冷装置中。
60年代出现了气缸内喷油的螺杆式制冷压缩机,性能得到提高。
随着科技的进步,齿形和其他结构的不断改进,性能有了很大提高。
再加上螺杆式压缩机无余隙容积,效率高,无吸、排气阀装置等易损件,因此,目前螺杆式制冷压缩机已成为一种先进的制冷压缩机,特别是喷油式螺杆压缩机已是制冷压缩机中主要机种之一。
由于其结构简单,易损件少,能在大的压力差或压力比的工况下,排气温度低,对制冷剂中含有大量的润滑油(常称为湿行程)不敏感,有良好的输气量调节性,很快占据了大容量往复式压缩机的使用范围,而且不断地向中等容量范围延伸,广泛地应用在冷冻、冷藏、空调和化工工艺等制冷装置上。
以它为主机的螺杆式热泵从20世纪70年代初便开始用于采暖空调方面,有空气热源型、水热泵型、热回收型、冰蓄冷型等。
在工业方面,为了节能,亦采用螺杆式热泵作热回收。
螺杆式制冷压缩机的故障分析及排除(上)1启动负荷过大或根本不能启动。
原因① 压缩机排气端压力过高;② 滑阀未停在“0”位;③ 机体内充满润滑油或液体制冷剂;④ 运动部件严重磨损、烧伤;⑤ 电压不足。
处理:①通过旁通阀使高压气体流到低压系统。
②将滑阀调至“0”位。
③盘车排出积液和积油。
④拆卸检修或更换零部件。
⑤检修电网。
2机组发生不正常振动。
原因① 机组地脚螺栓未紧固;②管路振动引起机组振动加剧;③ 联轴器同心度不好;④ 吸入过多的油或制冷剂液体;⑤滑阀不能定位且在那里振动;⑥吸气腔真空度过高;处理:① 旋紧地脚螺栓。
②加支撑点或改变支撑点。
③重新找正。
④ 吸入过多的油或制冷剂液体;⑤检查卸载机构。
⑥开吸气阀、检查吸气过滤器。
3压缩机运转后自动停机。
原因① 自动保护设定值不合适;② 控制电路存在故障;③ 电机过载。
处理:①检查并适当调整设定值。
螺杆压缩机相关辅助控制压缩机启停间隔:压缩机启动停止后间隔12min才能再次开机。
当按下启动按扭时压缩机电机得电前累计断电时间长于12min,则继续,否则提示“待机时间”且启动按扭复位为断开状态。
油加热启停:压缩机油加热指油槽加热模块及冷冻油储罐(若有)。
简单控制为,当压缩机电机断电时油加热启动,否则停止。
喷液冷却:压缩机运行在恶劣工况下时采取的内部降温措施(若有)。
压缩机运行中,排气温度低于设定的80℃(喷液冷却关闭温度),则喷液管路上的喷液切断阀(常闭)关闭(失电状态);或排气温度高于设定的85℃(喷液冷却启动温度),则喷液管路上的喷液切断阀(常闭)接通(得电状态)。
实际检测值介于两个设定值之间时,保持当前喷液切断阀通、断状态(得、失电状态)。
油冷旁通:冷冻油油温在适合的中间温度范围。
压缩机运行过程中,若排气温度低于设定的60℃(油冷旁通启动温度),则冷冻油外置冷却回路上的油冷旁通关断阀(常闭,若有)接通(得电状态);或排气温度高于设定的80℃(油冷旁通关闭温度),则冷冻油外置冷却回路上的油冷旁通关断阀(常闭,若有)关闭(失电状态)。
实际检测值介于两个设定值之间时,保持当前油冷关断阀通、断状态(得、失电状态)。
补油控制:保证压缩机内有适量的冷冻油。
压缩机运行过程中,若压缩机内置低油位开关断开,则储油罐至压缩机补油口(当前为回气管)管路上的补油关断阀(常闭)接通(失电状态);或若压缩机内置高油位开关闭合,则储油罐至压缩机补油口管路上的补油关断阀(常闭)关闭(失电状态)。
经济器投入:改变制冷循环流程,增加经济器的应用。
简单控制为,当压缩机加载到100%运行时即将经济器流程加入循环中,非100%运行时即出经济器循环。
压缩机运行过程中,当容调电磁阀SV1、SV2、SV3均失电状态(全部电磁阀失电),即切换至100%满负荷运行时,经济器切断阀(常闭,若有)接通(得电状态),部分制冷剂经液管旁通进入经济器内进行循环;或若容调电磁阀SV3得电(即减载至75%运行),则经济器切断阀(常闭,若有)关闭(失电状态)。
螺杆压缩机指示图的测录及分析
吴海
【期刊名称】《压缩机技术》
【年(卷),期】2001(001)001
【摘要】通过安装在阴转于齿根处的压力传感器,可以测出从吸气过程中段至排气过程完毕时基元客积中压力的变化,得到螺杆压缩机的一个基元客积工作过程的指示图。
对测得的指示图进行积分,就可以计算出指示功率,并进而确定压缩机的机械效率和绝热指示效率以及其他有关内容的研究。
【总页数】3页(P6-8)
【作者】吴海
【作者单位】大庆石油化工总厂化纤厂,
【正文语种】中文
【中图分类】TH455
【相关文献】
1.丙烷滚动活塞压缩机指示图测量与性能分析 [J], 吴建华;李育勇;王刚;江波;周杏标;谢婉
2.喷油螺杆压缩机指示图的试验研究 [J], 张小军;邢子文;彭学院;崔天生;束鹏程
3.活塞式压缩机指示图的录取与分析 [J], 邢万坤;俞竹青
4.分析单螺杆压缩机几何参数对压缩机性能的影响 [J], 车向前
5.螺杆压缩机测振传感器的选型及安装 [J], 包均纲
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