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水帘厂家_太原小店区质监分局排查采暖锅炉隐患大支撑跨距压缩机
引言
目前我国石油、化工、制冷、化肥等企业正朝着大型化、集中化、高效化、低成本的方向发展，这样就对化工流程的核心设备，离心压缩机有了更高的要求。这几年为了满足用户对大流量、高压比、级间加气等压缩机的要求，我公司设计了很多大型、高压的压缩机。例如现在的空压机流量基本上都在 36000 ～ 5 2000 Nm ³ /h 范围内 , 叶轮直径基本上都在 900mm ～ 1200 mm 之间。甲醇压缩机在 2006 年时，基本上都是年产 10 万吨甲醇项目 , 而在 2007 年到现在基本上都是年产 20 吨甲醇项目 , 装置年产量翻了一倍。 最近还设计制造乙烯三机即丙烯压缩机、裂解气压缩机、乙烯压缩机，彻底地打破了国外发达国家的垄断，实现了乙烯三机的国产化。这对石油化工的高产化、国产化有着重要的意义，但对于压缩机的本体结构设计和设计计算的难度也越来越大。
1 大支撑跨距压缩机在现实工作中的应用
大支撑跨距是指压缩机驱动端支撑轴承和非驱动端支撑轴承之间的距离与叶轮最大内孔直径的比值简称 L / D 。这是衡量一台压缩机是否稳定的一个重要指标，是离心压缩机转子动力学分析的一个重要的内容。随着离心压缩机大型化、多级化的发展，这个指标越来越受到人们的重视。它主要是由于压缩机的级数过多而导致压缩机转子过长而产生的。
1.1 气体分子量与压缩机级的关系
气体的分子量越小越难压缩，比如在氢气压缩机中，一级叶轮的压比大概只有 1.0 ～ 1.12 ，例如，云南云维集团 20 万吨甲醇压缩机 , 氢气的含量为 68% ，平均分子量为 11.55, 气体在压缩机中的总压比为 2.6 ，该压缩机用了 9 级压缩 , 有两个级间冷却器、 1 个防喘振冷却器，机型为 3BCL529 。而在分子量较大的压缩机中气体比较容易压缩，但由于要控制马赫数不能大于 1 ，所以叶轮的周速不能过高。
1.2 叶轮的转速和做功
同一型号的叶轮做功能力的大小与驱动机能提供的功率和转速有关，足够大功率的作用是为了使主轴能够传递足够的扭矩确保压缩机的正常运行；叶轮的转速越高，叶轮对气体做功越多,负压风机厂家，即气体的压升越大，但是由于受到驱动机、叶轮周速、材料强度、马赫数等方面的限制。压缩机靠提高转速来提供做功的能力是有限的。
1.3 离心压缩机中常用的叶轮
叶轮对气体的做功能力与叶轮的工作效率有关，叶轮的效率主要取决于叶轮的气动型线即叶轮的叶片型线。目前常用的叶轮有大三元叶轮、高效二元轮、二元轮。大三元叶轮采用三元叶片，叶轮的出口角角度大，是效率最高的叶轮，其效率在 83% ～ 90% 之间，但是大三元叶轮流量的工作范围较小。二元叶轮的叶片是二元叶片，叶轮的出口角较小，流量的工作范围较大。高效二元轮介于大三元叶轮和二元轮之间。这 3 种叶轮常常搭配使用。为了提高设计工作效率叶轮基本级已经标准化，平均效率已达到 80% 以上，提高的空间很有限。
通过增加压缩机的级数来提高叶轮的工作转速已成为提高压缩机整机工作压比最有效最直接的方法。于是出现了云南云维的 20 万吨甲醇项目的 3BCL529 、 2MCL609 、 BCL6010 等超长的机组。
2 技术难点分析及设计过程介绍
产品 2MCL609 是典型的大支撑跨距压缩机。现结合理论与实际，对该产品的技术难点及计算过程简单介绍如下。
离心压缩机的级数按照文献 [1] 的介绍一般少于 9 级，但将压缩机的级数设计到 9 级甚至 10 级是在提高压缩机转速、提高叶轮的工作效率等办法的基础之上，还无法达到用户要求参数时，而最后采用的一种方法。压缩机的级数越多压缩机的转子越长，驱动端的支撑轴承和非驱动端支撑轴承之间的距离越大，也就是在这里所说的 L / D 。 L / D 的数值一旦超过了规定的数值，压缩机转子的强度分析就成为必须考核的内容。强度分析结果不合格，将导致结构方案乃至气动方案的更改。
强度分析主要包括单个叶轮的强度分析和转子轴系的动力学分析。单个叶轮的强度分析包括叶轮应力计算、半开式叶轮的轮 盘自振频率分析、半开式叶轮的叶片自振频率分析；转子轴系的动力学分析主要是转子的稳定性分析，包括气体激振分析轴和键的强度计算。回转刚体质量、重心、转动惯量计算及轴向推力计算、平衡盘尺寸确定也在其中。
气体激振是转子动力学分析的关键内容。气体激振是指在压缩机中由于叶轮内部发生旋转脱离而产生的对机器的气体激励。对于大分子量及压力高的的离心压缩机，如化肥装置中的 CO 2 压缩机和合成气压缩机，在方案设计中需要考虑此类问题。自激振动是指压力高、分子量较大的气体在通过平衡盘等密封时，由于压比高而有可能达到音速进而诱发对转子的气体激振。
据获悉，发改委会同环保部等部门编制的《节能环保产业发展规划》基本编制完成，近期将上报国务院。节能环保已被列为七大战略性新兴产业之首。规划将把高效节能技术和装备、高效节能产品、节能服务产业、先进环保技术和装备、环保产品与环保服务六大领域列为重点支持对象，在财政、税收、金融等方面提供政策支持。
具体而言，在节能产业方面，一是发展高效节能技术和装备，包括锅炉窑炉、电机及拖动设备、余热余压利用装备、节能监测技术和装备，重点示范推广稀土永磁无铁芯电机、基于吸收式换热的新型热电联产集中供热技术等;二是发展高效节能产品，包括家用和商用电器、照明产品、建材产品和汽车等，重点研发和示范具有自主智能财产权的新型节能汽车及配套系统，重点推广能效等级为1、2级的高效节能产品;
三是发展节能服务产业，推动节能服务公司为用能单位提供节能诊断、设计、融资、改造、运行等“一条龙”服务，以节能效益分享方式回收投资的市场化节能服务模式。
在环保产业方面，一是发展先进环保技术和装备，包括污水、垃圾处理，脱硫脱硝，高浓度有机废水治理，土壤修复，监测设备等，重点攻克膜生物反应器、反硝化除磷、湖泊蓝藻治理和污泥无害化处理技术装备等;二是发展环保产品，包括环保材料、环保药剂，重点研发和产业化示范膜材料、高性能防渗材料、脱硝催化剂、固废处理固化剂和稳定剂、持久性有机污染物替代产品等;三是发展环保服务，建立以资金融通和投入、工程设计和建设、设施运营和维护、技术咨询和人才培训等为主要内容的环保产业服务体系，加大污染治理设施特许经营实施力度。
在资源循环利用产业方面，重点发展共伴生矿产资源、大宗工业固体废物综合利用，汽车零部件及机电产品再制造，再生资源回收利用，餐厨废弃物、建筑废弃物、道路沥青和农林废弃物资源化利用，重点解决共性关键技术的示范推广。
据有关行业协会和专家测算，截至2009年底，国内节能环保产业总产值达1.71万亿元，在节能服务产业协会注册的节能服务公司500多家，城镇污水垃圾运营企业1000多家。预计2010-2016年，城镇污水垃圾、烟气脱硫脱硝设施建设投资可达6000多亿元，运营服务规模将超过6000亿元。
业界争议已久的“风电并网国家标准”已经完成送审稿，年底前将报批国家标准化管理委员会，随后进行发布。
相比之前国家电网的企业标准，新国标将对在建和新建的风电场和风电机组在有功功率、无功功率、功率预测和低电压穿越能力等方面提出更严格的要求。
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与此同时，来自上游的风电企业和制造厂商，也将面对这份全新的“标准”考验：如果不能达标，电网将有权不予吸纳该电场的发电，而电场也无法受 《可再生能源法》全额保障行收购框架的保护。
年底完成报批
目前在风电并网方面，一直沿用的是2005年发布实施的《风电场接入电力系统技术规定》，但该文件属于指导性文件，对并网标准并没有太多具体的限定内容。2009年，国家电网对此进行了修订，形成《风电场接入电网技术规定》和《国家电网风电场接入系统设计内容深度规定》，作为企业标准执行，但并不具有强制的约束力。
不过，最后形成的“风电并网标准”是在该企业标准的基础上形成的，一份是由中国电力工程顾问集团公司牵头起草的 《大型风电场并网设计技术规范》，一份是由中国电力科学研究院牵头起草的 《风电场接入电力系统技术规定》。
前者属于行业标准，将有望于年内发布。后者将代替2005年的《风电场接入电力系统技术规定》正式成为国家标准。据知情人士透露，新国标已经完成送审稿，年底前将报批国家标准化管理委员会，随后进行发布。
与装机的突飞猛进相比，风电的并网容量却增速缓慢。根据工信部的数据，截至2008年底，中国风电装机容量累计达1221万千瓦，但实现并网发电的只有894万千瓦，还有近三分之一的风电未实现联网。
“目前仍有900万千瓦机组空转或空置。”一位不愿具名的风电业内人士称，“风电并网的缓慢，与风电并网标准制定的不同步也有很大关系。”在该人士看来，介于风力发电的间歇性和上网调峰的不稳定，电网则始终对此心有顾虑，但具有了相关国家标准后，电网将有义务吸纳所有符合条件的风电。
“严格”的国标
一位参与标准制订和修订的相关人士告诉记者，并网国标的送审稿与此前征求意见的初稿相比基本没有改动，但相比之前的企业标准，国标将对在建和新建的风电场和风电机组在有功功率、无功功率、功率预测和低电压穿越能力等方面提出更为严格的要求。
“比如在低电压穿越方面，我们不仅保留了风电场并网点电压跌至20%额定电压时，风电场内的风电机组能够保证不脱网连续运行625毫秒的规定，还要求对于总装机容量在百万千瓦以上风电基地内的风电场，在低电压穿越过程中不仅要在曲线以上不脱网，还必须在电网下降过程中具有动态无功支撑能力。”上述人士表示。
此外，风电场的有功功率、无功功率和功率也都在原有国网企业标准的基础上提出了新的规定。不仅如此，还加入了风电场功率预测等新要求。
根据国标的要求，风电场必须配置风电功率预测系统,车间通风，对未来48小时进行短期风电功率预测并具备对15分钟～4小时进行超短期风电功率预测功能。
“目前西北和东北电网已经开展功率预测方面的研究并进行了相关要求，”上述业内人士表示，“这些标准都是在参考当前的风电机组、风电场和国外标准的基础上调研完成的，新标准更利于电网对风电的消纳吸收，让电网更加安全。”
国标还对风电场和风电机组提出了接入系统测试的规定，其中包括风电场有功与无功控制能力测试、电能质量测试和风电机组低电压穿越能力测试等。
“如果风电场的技术符合该国家标准，就在《可再生能源法》全额保障行收购框架范围之内，电网企业就有义务全额收购其发电项目的上网电量；反之，电网就可以不予收购。”上述参与制订标准的人士表示。
考验
面对严格的标准，有专家提出了质疑，认为电网能够在60万千瓦的火电机组发生故障切机时果断应对，相对容量较低的风电机组切机却被严加限制。甚至有一些风电企业担心，电网公司会以不符合并网技术标准为理由，拒绝让部分已建成的风电场并网，令投资无法收回。
也有专家表示担心，认为目前广泛投入使用和投产的上万台双馈型风机有可能因此退出风电市场，若进行改造，单机费用将高达70万元。
对此，中电联标准化中心副主任刘永东表示，国标主要针对新建和在建的机组及项目，不是所有风电场都要变化，已经中标和上网的不在此次标准范围之内。
当前国内双馈风机的80%以上份额来自华锐风电，据其副总裁陶刚表示，现在华锐生产的双馈新机型都能通过国标测试，甚至比国标更严格。另一家风机设备制造厂商，金风科技的研发部并网研究室主任乔元也表示，目前金风投放市场的1.5MW主流机型风机也都能满足新的国家标准，2.5MW及以上的机型正在进行相关测试，达到新标准也没有问题。
但从整个生产格局来看，除个别研发能力较强的企业外，行业还普遍存在自主创新能力不强、风电设备投资相对过热的问题。国家能源局新能源司副司长史立山日前透露称，当前70多家风电设备制造企业中，真正具备生产能力的只有10家左右，真正形成批量生产的就3家。
“现在的新机型只要稍微进行技术研发和改进就可以实现新标准的要求，成本也不高，问题在于想不想改进。”华锐风电的技术总监陈党慧也向本报记者表示。
刘永东也表示，新标准制订前期制定方已对标准涉及的各方进行了相关调研，特别是针对大部分风机厂商进行了研讨，目前的大部分风机都能够达到标准，现在的问题在于一些风电企业是否愿意增加投资成本和改变现状。“从征求意见的反馈来看，没有太大的意见。”
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