風(fēng)力機(jī)葉片的制造已建立于熱固性復(fù)合材料技術(shù)的基礎(chǔ)上。但熱塑性復(fù)合材料能賦予可回收性和其他優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)增強(qiáng)熱塑性塑料用于生產(chǎn)風(fēng)輪葉片時(shí)，與熱固性塑料相比，它可提供重大的優(yōu)勢。據(jù)無憂備件網(wǎng)了解，熱塑性塑料在加熱時(shí)有可塑性，并且保持塑性，而不像熱固性塑料永久堅(jiān)硬。因此，在使用壽命的后期，熱塑性葉片能通過加熱成型一些東西，進(jìn)行回收再利用。假定葉片制造現(xiàn)在每年要使用幾十萬噸復(fù)合材料，這就將形成一個(gè)越來越重要的市場效益。
優(yōu)勢與劣勢分析
優(yōu)勢一：可回收再利用
在使用壽命的后期，熱塑性葉片能通過加熱成型一些東西，進(jìn)行回收再利用。
優(yōu)勢二：固化周期短
熱塑性塑料還能解決固化周期的障礙，這種障礙現(xiàn)在減慢了熱固性葉片的生產(chǎn)速度。成型的葉片可以在加熱下脫模，進(jìn)一步加速生產(chǎn)過程。無憂備件網(wǎng)咨詢專家得知，部件可以通過加熱局部界面和焊接來共固化或連接。小部件能采用粒料注射成型。
優(yōu)勢三：強(qiáng)度、剛度更高
增強(qiáng)熱塑性塑料在相同重量下可以比熱固性塑料強(qiáng)度更高，這樣就能形成更輕的結(jié)構(gòu)。對這些塑料進(jìn)行葉片設(shè)計(jì)優(yōu)化可以形成不同構(gòu)造的結(jié)構(gòu)。例如，通過設(shè)計(jì)一個(gè)葉片，使它更像一個(gè)飛機(jī)機(jī)翼，用肋板和梁來加強(qiáng)，設(shè)計(jì)人員就能省掉許多目前用于葉片中的結(jié)構(gòu)芯材。泡沫和其他芯材吸收樹脂，增加重量和成本，而且必須加工成形。
在使用中，其抗雨、雪等的侵蝕要優(yōu)于熱固性塑料，并且通常具有更高的損傷容限，裂縫生長較慢。由于更具延長性，因此熱塑性塑料抗沖擊強(qiáng)度更佳，往往損傷顯示為可見凹痕，而不像熱固性復(fù)合材料，是藏于層板中，表面看不出缺陷。
劣勢一：抗疲勞性能差
增強(qiáng)熱塑性塑料的疲勞性能相當(dāng)差，這是因?yàn)槔w維和塑料基體之間較弱的連接。兩者間的連接是機(jī)械性的，是纖維四周的基體樹脂在固化過程中的收縮形成的，而不是化學(xué)連接。普通的偶聯(lián)劑用來提高玻纖、碳纖和熱固性樹脂的粘接，但對熱塑性樹脂不大起作用。無憂備件網(wǎng)專業(yè)提供進(jìn)口風(fēng)機(jī)解決方案，幫你正確選型，同時(shí)支持在線洽談，免費(fèi)電話等全方位的服務(wù)，歡迎洽談選購風(fēng)機(jī)。
劣勢二：熱/濕性能一般比熱固性樹脂差
熱/濕性能一般比熱固性樹脂差，這是由于熱的濕氣會(huì)膨脹基體，松動(dòng)機(jī)械連接，使基體分子鏈沿纖維滑動(dòng)。此外，大多數(shù)熱塑性樹脂加工困難，在熔融狀態(tài)其較高的粘性意味著需要較高的加工溫度和固化壓力，才能確保樹脂能完全地滲透入長纖維連續(xù)纖維。由于需要金屬模具，且能耗較高，因此成本上升。
全球風(fēng)電市場的加速發(fā)展，使葉片供應(yīng)商不僅要擴(kuò)能，而且要尋找加快生產(chǎn)過程的技術(shù)，以滿足未來的需求。無憂備件網(wǎng)預(yù)測熱塑性樹脂有潛在的優(yōu)勢可以幫助他們做到這點(diǎn)，同時(shí)還加強(qiáng)了超大型葉片的結(jié)構(gòu)可行性，并解決葉片退役后的可再生問題。對于風(fēng)能領(lǐng)域，由于其需求逐漸加劇，因此這些真正的塑料可以證明是一種變革的技術(shù)。

0引言
　　離心式壓縮機(jī)由于流量大、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)在航天、能源、化工及冶金等部門發(fā)揮著重要的作用。近年來，隨著石化企業(yè)大型乙烯裝置的不斷建成，被稱為乙烯裝置“心臟設(shè)備”的裂解氣離心式壓縮機(jī)也在市場的主導(dǎo)下向大型化發(fā)展[1]。在實(shí)際運(yùn)行中，裝置中儲(chǔ)存的高壓氣體量顯著增加。發(fā)生故障停機(jī)跳車時(shí)，高壓氣體不能及時(shí)排出，導(dǎo)致機(jī)組的進(jìn)出口壓力不能迅速平衡，高壓氣體從壓縮機(jī)出口通過壓縮機(jī)內(nèi)部流到進(jìn)口，氣體膨脹產(chǎn)生動(dòng)力，這種反向推動(dòng)力可能使壓縮機(jī)在停機(jī)過程中出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)將對干氣密封及其他零部件造成破壞，嚴(yán)重影響了乙烯裝置的平穩(wěn)、高效運(yùn)行[2]。
　　本文從工程和轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)角度對多級離心式壓縮機(jī)故障停機(jī)及可能出現(xiàn)的反轉(zhuǎn)過程進(jìn)行了研究，并以某石化企業(yè)大型乙烯裝置裂解氣壓縮機(jī)為例加以分析，建立了工程正常停機(jī)過程與反轉(zhuǎn)過程模型，對正常停機(jī)與反轉(zhuǎn)過程中的阻力矩與各段壓力分布進(jìn)行了分析。
1轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)原理與受力分析
　　根據(jù)動(dòng)量矩定理：在任一瞬時(shí)，相對某一固定軸線的動(dòng)量矩對于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)，等于所有外力對同一軸線的合成力矩[3]，即：


　　對于離心式壓縮機(jī)工程，則滿足：


其中：ω為離心式壓縮機(jī)的角速度；J為工程的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；ΣMi則為工程受到的外力矩之和。離心式壓縮機(jī)工程的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J可以通過計(jì)算各部分轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量后相加得到。
　　對于正常停機(jī)過程，離心式壓縮機(jī)所受到的外力矩為摩擦阻力矩ΣMf以及工藝氣阻力矩ΣMa，合外力矩等于工程各部分摩擦阻力矩與工藝氣阻力矩之和[4]，因此在這一過程中：


　　對于出現(xiàn)反轉(zhuǎn)的故障停機(jī)過程，高壓氣體的倒流將產(chǎn)生一個(gè)反向推力矩Mr，在工程從額定轉(zhuǎn)速降為零的過程中：


　　反轉(zhuǎn)開始到工程靜止的過程中：


　　根據(jù)上述基本方程，在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量已知并計(jì)算出離心式壓縮機(jī)以及驅(qū)動(dòng)用汽輪機(jī)的合外力矩后，可以計(jì)算出工程在正常停機(jī)以及出現(xiàn)反轉(zhuǎn)的故障停機(jī)過程中轉(zhuǎn)速隨時(shí)間的變化，進(jìn)而計(jì)算離心式壓縮機(jī)工程的正常停機(jī)時(shí)間與故障停機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)間[5]。
2工程結(jié)構(gòu)及參數(shù)
　　圖1為某石化企業(yè)大型乙烯裝置裂解氣離心式壓縮機(jī)工程結(jié)構(gòu)示意圖，整個(gè)機(jī)組分為三缸五段共15級。低壓缸型號為DMCL1004，雙進(jìn)氣水平剖分結(jié)構(gòu)，分為一段兩級壓縮，4個(gè)葉輪；中壓缸型號為2MCL1004，背靠背布置水平剖分結(jié)構(gòu)，分為兩段2+2級；高壓缸型號為2BCL807，背靠背布置垂直剖分結(jié)構(gòu)，分為兩段3+4級。各段之間布置有儲(chǔ)氣容器，離心式壓縮機(jī)由汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，額定轉(zhuǎn)速為4　564r/min。
　　離心式壓縮機(jī)工程裝有“三返一”和“五返四”防喘振管線及防喘振閥，工程一段進(jìn)口之前，五段出口之后以及三四段之間布置有截止閥，工程各段均采用干氣密封。


　　隨著乙烯裝置規(guī)模的擴(kuò)大，工程各段之間儲(chǔ)存的高壓氣體量也在不斷增加，各段容積見表1。在停機(jī)過程中，需要通過放火炬及增加旁路的方式將這部分氣體排出。

表1乙烯裝置裂解氣離心式壓縮機(jī)各段容積

位置

容積 /m3

一段排出至二段入口

530.34

二段排出至三段入口

617.29

三段排出至前單向閥

354.21

前單向閥至后單向閥

1598.62

后單向閥至四段入口

202.91

四段排出至五段入口

358.97

五段排出至電動(dòng)閥前

80.46

3正常停機(jī)過程計(jì)算
　　離心式壓縮機(jī)工程正常停機(jī)時(shí)，應(yīng)先切斷動(dòng)力源，并同時(shí)開啟放空閥和回流閥，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速將在工程阻力的作用下逐漸減小，工程內(nèi)部壓力逐漸平衡，離心式壓縮機(jī)進(jìn)入惰走過程。從停機(jī)信號發(fā)出到整個(gè)機(jī)組完全停止的時(shí)間稱為惰走時(shí)間，大型離心式壓縮機(jī)工程的惰走時(shí)間通常為5~8min。惰走過程中，必須保證潤滑油的供應(yīng)，因此高位油槽的容量是根據(jù)機(jī)組惰走時(shí)間確定的。
　　通過惰走時(shí)間可以判斷機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，記錄正常停機(jī)惰走時(shí)間作為參考，惰走時(shí)間減少，則軸承可能出現(xiàn)磨損或產(chǎn)生了其他阻力；惰走時(shí)間增加，則可能是驅(qū)動(dòng)源沒有完全切斷。
　　根據(jù)上文分析，在離心式壓縮機(jī)正常停機(jī)過程中，工程受到的合外力矩：


　　過程中的多變壓縮功為[3]：


　　氣體作用在葉輪上的阻力矩為：


　　在沒有預(yù)旋的離心式壓縮機(jī)中,廠房降溫設(shè)備，c1u≈0,車間通風(fēng)降溫，氣體作用的阻力矩Ma∝ω2。
　　對于軸承摩擦阻力，工程每個(gè)軸承處的摩擦阻力矩Mf=μG，其中μ為滑動(dòng)摩擦系數(shù)，G為軸承載荷[6]。在穩(wěn)定運(yùn)行工況時(shí)，軸承載荷近似保持不變，因而可以認(rèn)為ΣMf=M0，即為一恒定數(shù)值。由此可知，在離心式壓縮機(jī)正常停機(jī)過程中，其受到的合外力矩為：


　　根據(jù)離心式壓縮機(jī)工程自身結(jié)構(gòu)、幾何特性以及各處軸承特征，可以確定合外力矩的表達(dá)式。與此同時(shí)，依據(jù)設(shè)備生產(chǎn)商提供的資料或使用幾何特性進(jìn)行計(jì)算，可以得到整個(gè)離心式壓縮機(jī)工程的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。


　　通過求解微分方程，可以得到乙烯裝置裂解氣壓縮機(jī)的正常停機(jī)惰走曲線，見圖2。


4故障停機(jī)過程內(nèi)部壓力平衡計(jì)算
　　在離心式壓縮機(jī)工程故障停機(jī)過程中，防喘振管線中的防喘閥打開，工程內(nèi)部壓力逐漸趨于平衡。對于防喘閥，可以建立以下基本微分方程[7]：


式中，W為單位時(shí)間閥門流通量，M為氣體分子量。由于平衡時(shí)間較短，可以忽略過程中溫度、壓縮因子的變化以及氣體組成的變化，僅考慮管線內(nèi)部的流動(dòng)性質(zhì)。
　　依據(jù)前一時(shí)刻閥門前后的壓力，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)各閥門的流通量，而后得到離心式壓縮機(jī)工程各部分物質(zhì)的量在這一時(shí)間內(nèi)的變化，最后基于這一變化，計(jì)算出下一時(shí)刻閥門前后的壓力。在閥門前后壓力差小于某一特定值時(shí)，就可以認(rèn)為壓力達(dá)到平衡狀態(tài)。故障停機(jī)過程中壓力平衡曲線見圖3。


5故障停機(jī)反轉(zhuǎn)過程計(jì)算
　　離心式壓縮機(jī)工程停機(jī)信號發(fā)出后，壓縮機(jī)首先進(jìn)入惰走狀態(tài)，由于管線內(nèi)部存有較多量氣體，高壓氣體從壓縮機(jī)出口通過壓縮機(jī)內(nèi)部流到入口，產(chǎn)生了使壓縮機(jī)反轉(zhuǎn)的反向推力矩。反向推力矩與摩擦阻力矩等共同作用，使工程惰走時(shí)間迅速減少。根據(jù)現(xiàn)場記錄的數(shù)據(jù)，在出現(xiàn)反轉(zhuǎn)的情況下，離心式壓縮機(jī)工程轉(zhuǎn)速由正常工況降為零的時(shí)間少于工程壓力平衡時(shí)間。
　　在壓縮機(jī)工程轉(zhuǎn)速降為零之后，工程各段吸入與排出壓力仍然無法達(dá)到平衡，因而反向推力依然存在，這將導(dǎo)致離心式壓縮機(jī)在轉(zhuǎn)速降為零后開始反轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)開始后，工程首先經(jīng)歷加速過程，隨著壓力的逐漸平衡，反向推力矩逐漸減小，達(dá)到反向最大轉(zhuǎn)速后，離心式壓縮機(jī)進(jìn)入反向惰走停機(jī)過程。工程內(nèi)部壓力平衡后，在摩擦阻力矩與工藝氣阻力矩的作用下，轉(zhuǎn)速逐漸降低，直至最后工程停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　由上述分析可知，按照工程內(nèi)部壓力是否達(dá)到平衡，離心式壓縮機(jī)故障停機(jī)反轉(zhuǎn)過程可以分為兩個(gè)階段。由于惰走時(shí)間急劇減少，因而可知在沒有出現(xiàn)反轉(zhuǎn)之前，工程受到的反向推力矩Mr>>ΣMf+ΣMa。轉(zhuǎn)速下降到零和反轉(zhuǎn)過程中離心式壓縮機(jī)可近似視為向心透平，氣體在向心透平中產(chǎn)生的膨脹功[8]：


　　根據(jù)壓力平衡計(jì)算過程,除塵降溫，各段壓比表示為：

鋒速達(dá)是水簾生產(chǎn)廠家|環(huán)�？照{(diào)生產(chǎn)廠家|屋頂風(fēng)機(jī)廠家|，鋒速達(dá)承接規(guī)劃：豬場降溫|車間降溫|廠房降溫|豬場通風(fēng)|車間通風(fēng)|廠房通風(fēng)|屋頂排風(fēng)機(jī)|屋頂排熱|廠房通風(fēng)降溫|車間通風(fēng)降溫|通風(fēng)換氣排熱降溫工程|屋頂風(fēng)機(jī)安裝|負(fù)壓風(fēng)機(jī)安裝|水簾安裝|環(huán)�？照{(diào)安裝|通風(fēng)設(shè)備安裝|通風(fēng)降溫設(shè)備|通風(fēng)系統(tǒng)安裝案例|通風(fēng)降溫系統(tǒng)|屋頂通風(fēng)機(jī)|屋頂排風(fēng)系統(tǒng)
相關(guān)的主題文章:

• http://www.anxinfengji.com/ask/fjaz/5317.html