透平壓縮機(jī)軸向力調(diào)控與密封改進(jìn)增效技術(shù)研究

大型透平壓縮機(jī)是石化等流程工業(yè)的心臟設(shè)備，其功率消耗是決定產(chǎn)品能耗主要因素。壓縮機(jī)氣體通過平衡盤的泄漏量為入口流量的5－10%，降低內(nèi)泄漏是提高機(jī)組容積效率的關(guān)鍵。干氣密封泄漏量僅為迷宮密封的1/50到1/100,，是用于離心壓縮機(jī)軸端密封的成熟技術(shù)，新機(jī)組已80％采用，但至今國內(nèi)外機(jī)組所有平衡盤密封仍采用迷宮或蜂窩密封。主要原因是平衡盤密封壓差和直徑遠(yuǎn)比軸端密封大，運(yùn)行中易損壞，更換須拆整機(jī)。為此，首次提出平衡盤密封采用干氣密封為主的復(fù)合密封結(jié)構(gòu)，和適應(yīng)工況變化調(diào)節(jié)平衡盤壓差的軸向力調(diào)控原理。應(yīng)用監(jiān)測診斷、智能決策、容錯控制、主動控制和嵌入式技術(shù),研制轉(zhuǎn)子軸向力調(diào)控系統(tǒng)；進(jìn)行增大轉(zhuǎn)子軸向阻尼和改進(jìn)密封結(jié)構(gòu)，提高其可靠度的實驗研究，以確保新型復(fù)合密封及止推軸承安全可靠，大幅度減少故障停機(jī)和氣體內(nèi)漏及軸承功率損耗，機(jī)組效率可望提高4％。為研制高效率高可靠度的透平壓縮機(jī)提供科學(xué)依據(jù)和關(guān)鍵技術(shù)。 2100433B

（1）數(shù)值模擬可以較為準(zhǔn)確地預(yù)測深井離心泵的性能及軸向力，在工作流量區(qū)間可以提供較為可靠的參考數(shù)據(jù)，但數(shù)值模擬預(yù)測值在偏離泵的工作流量區(qū)間時誤差相對較大。

（2）在進(jìn)行軸向力測量時，應(yīng)在試運(yùn)行一段時間后再將數(shù)值歸零，從而使所有轉(zhuǎn)子的重量都落在電動機(jī)軸上，保證所測數(shù)值為葉輪旋轉(zhuǎn)時所受軸向力的大小。

（3）前、后蓋板上的軸向力分量是葉輪軸向力的主要組成部分，減小后蓋板直徑可以有效地平衡部分軸向力。

（4）深井離心泵的軸向力隨流量的增加逐漸減小，在實際應(yīng)用中應(yīng)盡量避免泵長時間在小流量下運(yùn)行 。2100433B

所說的軸向力是慣性力，物體在轉(zhuǎn)動時由于存在角速度則會產(chǎn)生一個向心加速度，一般的物體在做轉(zhuǎn)動時都存在一個瞬時軸，可以把這個物體看作是在繞瞬時軸作定軸轉(zhuǎn)動，從而向心加速度指向瞬時軸。而慣性力的方向正好與向心加速度方向相反，這就是所說的軸向力。

一般慣性力的大小與物體的角速度，質(zhì)量，形狀，以及質(zhì)心等等都有關(guān)系，并不是簡單的就可以用一個公式解答的。一般質(zhì)點(diǎn)在繞定軸旋轉(zhuǎn)時，向心力F=m*w^2*r，m是質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，w是旋轉(zhuǎn)角速度，r是旋轉(zhuǎn)半徑。如果是剛體的定軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生慣性力，這屬于靜平衡和動平衡。