全风冷无泄漏往复式CNG压缩机工作特性研究

论文摘要

近年来,CNGV加气站用往复式CNG压缩机的发展方兴未艾,已成为全球压缩机市场最热卖点之一。然而,现行国产往复式CNG压缩机技术水平较为落后,已严重影响到了CNGV加气站的安全性、可靠性和经济性。本文从D-5/5-250型往复式CNG压缩机的设计实践出发,探讨了CNGV加气站用往复式CNG压缩机总体设计方案及其结构特性。针对存在的技术难题,提出了相应对策。本文还对往复式CNG压缩机填料组件的泄漏问题进行了研究。首先利用气液双相流动理论,推导出了由填料组件与活塞杆所组成的泄漏通道中润滑油膜厚度,并根据润滑油膜厚度确定泄漏通道中流体的泄漏模型。接着从流体力学的角度出发,分别推导出了泄漏气体和润滑油量的计算公式。然后通过实验对理论进行验证。实验结果表明,理论是可靠的。同时,为了减少手工计算的工作量,本文还开发了相应的往复式压缩机填料组件泄漏量计算应用软件。D-5/5-250型往复式CNG压缩机正处于调节和磨合期,运行结果显示该型压缩机具有优良的性能。本文所做的工作能用于指导CNGV加气站用往复式CNG压缩机的设计,对其他类似压缩机的研究也有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 本文的研究背景和意义
• 1.2 国内外发展现状及研究进展
• 1.2.1 压缩机的发展和研究现状
• 1.2.2 往复式CNG压缩机的发展和研究现状
• 1.3 研究课题简介
• 1.3.1 课题来源
• 1.3.2 研究目的和意义
• 1.3.3 本文所做工作
• 第二章 全风冷无泄漏往复式CNG压缩机结构
• 2.1 引言
• 2.2 全风冷无泄漏往复式CNG压缩机的结构特性
• 2.2.1 结构型式
• 2.2.2 压缩级数、列数及级在列中的配置
• 2.2.3 活塞组件
• 2.2.4 传动机构
• 2.2.5 气缸组件
• 2.2.6 气阀组件
• 2.2.7 驱动机器
• 2.2.8 填料组件
• 2.2.9 冷却设备
• 2.2.10 曲轴箱
• 2.3 全风冷无泄漏往复式CNG压缩机的主要技术参数
• 2.4 本章小结
• 第三章 全风冷无泄漏往复式CNG压缩机填料组件的泄漏
• 3.1 引言
• 3.2 填料的结构特性及其密封的工作机理
• 3.2.1 平面填料密封环
• 3.2.2 锥面填料密封环
• 3.2.3 其他结构形式
• 3.2.4 研究对象填料结构的选择
• 3.3 填料组件的泄漏机理
• 3.3.1 压紧式填料组件的泄漏通道
• 3.3.2 三瓣六瓣型填料组件的泄漏通道
• 3.4 填料组件的泄漏模型
• 3.4.1 常见泄漏机理与模型
• 3.4.2 三瓣六瓣型填料组件泄漏模型的建立
• 3.5 填料密封的泄漏模型求解
• 3.5.1 计算说明
• 3.5.2 模型求解及相应软件的开发
• 3.5.3 计算结果分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 全风冷无泄漏往复式CNG压缩机填料组件的泄漏实验
• 4.1 引言
• 4.2 实验装置
• 4.3 实验原理与方法
• 4.3.1 实验原理
• 4.3.2 实验方法
• 4.4 实验步骤
• 4.5 实验数据
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文及申请专利目录