活塞式压缩机全量程可调气阀的理论与实验研究

发布时间：2020-08-11 09:33

【摘要】：顶开进气阀进行气量调节是活塞式压缩机气量调节方法中的一种,它具有经济、可靠、结构简单及安装方便等特点。本文以顶开进气阀进行气量调节为理论基础,研制开发了一种新型的液压顶开进气阀无级气量调节系统,其核心为液压分配器和可调回流气阀。此调节系统通过控制液压分配器来改变顶开进气阀时间的长短从而改变了排气量,在压缩机气量变化的情况下,减小了能耗。本文详细分析了此种气量无级调节系统的工作原理,并结合阀道口流动特性在理论上计算了顶开进气阀过程中顶开力的大小,在此基础上设计了液压分配器的具体结构和气量调节控制系统并介绍了气量调节控制系统中监测功能的实现,最后通过实验验证了该系统调节的实际性能。通过本课题研究得到: 1.结合阀道口流动特性,详细推导了该系统中液压顶开力的理论计算公式,并对于气阀阀片的运动规律进行了计算机数值模拟,验证了顶开进气阀气量调节系统的可行性以及合理性; 2.搭建了顶开进气阀可调系统基于LabView的实验测试平台; 3.深入研究了顶开进气阀气量调节系统的工作原理,并提出了完整的结构设计方案; 4.完成了顶开进气阀气量调节系统的原理性实验。实验结果表明,该系统中液压顶开力的维持时间能够连续改变,同时气阀被顶开的时间也相应变化。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH45
【图文】：

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图1.5部分压开调节示意图艺的要求，会同时采用以上的几种方法。然方法控制的动态性和准确性还不够。比如，机要求能在2%0一10%0的排气量进行调节而送的场合控制的性能影响了操作成本和环境。最低的污染标准运行，复杂的控制方法被采准确，又快速，且简单、高效和可靠的气量

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可以使多余部分气体未经压缩而重新返回到进气总管，循环周期里只压缩了需要压缩的气量，从而大大节省了压缩机能耗，降低了压缩机运行期的总费用。液压气量调节系统如下:(图1.6以二级压缩机为例)。压缩机的任一工艺参数(如排气量，排气压力，进气压力等)可被选为控制变量，其数值经DCS/PLC或HG控制器转化成标准的4一20mA电流信号(对应0一10。%排气量)传递到接口控制中枢CIU中，CIU比较所要求的设定值，计算出进气阀延迟关闭的时间及此时的对应活塞位置;同时TDC传感器通过探测飞轮上的特定标识，经CIU推断出气缸中的实际活塞位置。通过对这两信号的比较，来指令执行机构连同卸荷器的运作(液压装置提供所需要的液压源)，使进气阀的启闭始终处于有效的控制状态

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排出这部分回流气体的能耗也就很小。当气体回流量满足要求后，关闭进气阀，缸内气体开始正常压缩。本产品在镇海炼化二重整车间的D2一20一9.2/11一51一BX型氢气压缩机上进行了安装调试，经长期运行，节能效果非常显著。图1.7为该系统的现场图。表1.1为工业实测数据。图1.7无级可调气阀现场图表1.1工业实测数据表序序号号排气量NM3/hhh电流AAA功率Kwww比功率率排气量下降率%%%lllll32000022.555230.00013.99910000222223000002].555219.00013.77793.7773333328500019.888201.66614.11189.0004444427000018.888191.55514.11184.4445555525500018.000183.33313.99979.7776666624000016.888171.11114.00075.0007777722500016.222165.00013.66670.0008888821000014.888150.77713.99965.5559999919500014.000142.66613.77761.000lll00018500013.222134.22213.88857.888lll11117500012.555126.88813.88854.777从表中可以看出，随着排气量的下降，功率也随之下降，而作为衡量节能效果的比功率几乎保持定值，节能效果非常明显。图1.7为该系统的现场图。

【引证文献】