压缩机工作原理（共8篇）
压缩机工作原理 篇1
大众斯柯达轿车电控变排量空调制冷系统, 采用变排量斜盘式空调压缩机, 其上装有一电磁阀 (排量调节阀) 。空调制冷系统工作时, 空调控制单元根据车内外温度传感器、蒸发器温度传感器、车速传感器及驾乘人员控制意图等信息, 进行综合分析之后给排量调节阀一个占空比信号, 控制其开度, 改变曲轴箱压力, 进而改变斜盘的倾角和活塞行程, 使压缩机的排气量能根据空调系统的控制目标实时调节。空调压缩机外形及内部核心部件的结构如图1~图4所示。
1-排量调节阀 2-皮带轮及过载保护装置
一、空调压缩机变排量控制原理
1. 当车内热负荷达到最大值或驾乘人员要求快速制冷 (表现为车内温度控制按钮瞬间调到最低) 时, 电磁阀的供电占空比等于100%, 电磁阀芯即针阀 (见图5中灰色箭头向下部分) 压缩弹簧外伸至行程最大处。此时, 压缩机曲轴箱与吸气腔相通与排气腔隔绝, 压力降到最小值, 作用在活塞右侧的压力远高于作用于活塞左侧的压力 (等于曲轴箱压力+弹簧力) 。这样, 弹簧 (图3) 被压缩, 斜盘倾角变得最大, 活塞行程最大, 压缩机排气量最大 (如图5所示) , 以快速制冷。
1-斜盘 2-主轴 3-弹簧
1-压缩机皮带轮 2-垫片 3-螺钉 4-花键毂 5-传动钢片组
2. 当车速升高, 车内热负荷减小, 电磁阀的供电占空比将减小, 针阀外伸行程减小。曲轴箱压力升高, 作用在活塞左侧的压力升高。这样, 弹簧压缩量减小, 斜盘倾斜角变小, 活塞行程变小, 压缩机排气量降低, 以节约燃油。
3.当车内热负荷降到最小值时, 电磁阀断电 (此时占空比等于0) , 针阀提升到最高处。此时, 曲轴箱与排气腔相通, 压力升到最大值, 作用在活塞左侧和右侧的压力相等。这样, 弹簧自动伸长, 斜盘倾角最小, 活塞行程最小, 压缩机排气量最小 (如图6所示) 。
二、 空调压缩机的驱动与过载保护装置
因压缩机的排气量可降低到接近0, 因此省去了电磁离合器, 使压缩机的质量减轻约20%。但因无电磁离合器, 正常情况下即使空调制冷系统不工作, 主轴也在旋转。当压缩机内部因故发卡致使主轴运转阻力增大到一定值时, 必须使压缩机主轴与发动机曲轴的动力传递中断, 为此, 在压缩机上设有过载保护装置。
压缩机的驱动与过载保护装置主要由皮带轮、传动钢片组及花键毂等组成, 如图7所示。花键毂由前、后两块特殊形状的钢板通过铆钉铆接在一起, 前后钢板均伸出三个爪, 后钢板伸出的三个爪上钻有直径约4mm的孔, 如图8所示。传动钢片内端通过螺钉与皮带轮连接, 外端压有直径接近4mm的凸起, 夹持在花键毂前、后两钢板之间, 且钢片凸起嵌入后钢板爪孔中, 如图9所示。
1-后钢板 2-内 3-直 4mm 的孔 4 -铆钉 5-前钢板
1-花键毂 2-传动钢片组
动力传递路线:发动机曲轴皮带轮→楔形传动带→压缩机皮带轮→传动钢片组→花键毂→压缩机主轴。
过载保护原理:当压缩机内部因某种原因发卡, 致使主轴运转阻力增大到使花键毂被制动, 此时传动钢片在皮带轮的拖动下外端将从花键毂前后两钢板间脱开, 从而保护了压缩机皮带不被损坏。
压缩机工作原理 篇2
活塞式压缩机的工作过程由：吸气――压缩――膨胀(做功)――排气四个过程组成一次循环。
A 吸气过程：当活塞继续向下运动，气缸内气体压力低于吸气腔压力时，其压力差足以打开吸气阀时，吸气过程开始，直至活塞到达下止点，吸气过程才结束。
B 压缩过程：当吸气终了时，气缸内充满低压气体，活塞从下止点开始往上运动，气缸容积逐渐变小，气缸内的气体被压缩，此时气体的压力与温度随之升高。吸气阀因受到较高气体压力而关闭，而排气阀则因此时气体压力还未达到排气压力，所以保持关闭状态，气体的压缩过程将持续到活塞向上运动到气缸内气体压力等于排气腔压力时为止。
C 膨胀过程：活塞从上止点开始向下运动时，气缸容积逐渐变大。由于余隙容积的存在(主要是指死点间隙和排气阀片以下的排气孔容积)，残留在余隙容积中的高温、高压气体也逐渐膨胀，此时气体的温度、压力也随之下降，直至气缸内压力达到吸气腔压力时，膨胀过程才结束。在膨胀过程期间，吸排气阀均处于关闭状态。
压缩映射原理及其应用 篇3
关键词：压缩映射 度量空间 收敛 存在性 唯一性
引言
压缩映射原理就是解决某类映射不动点的存在性和唯一性的问题，这些不动点可以由迭代序列求出。我们首先会介绍压缩映射原理（亦被称为Banach），在此基础上，会进一步介绍利用压缩映射原理求解数学分析中数列的收敛性、隐函数存在性、微分方程解的存在唯一性的问题。
1. 定义
1.1.压缩映射
1.1.1.
设T是度量空间X到X中的映射，如果对任意的 ，都有
（0< <1是常数），则T是X上的压缩映射。
1.1.2.几何意义
压缩映射即点x和点y经过映射T后，它们像的距离缩短了。
1.2.不动点
设T是度量空间X到X中的映射，如果有 ，使得
则称 为映射的一个不动点。
2. Banach压缩映射原理
设 是一个完备度量空间，T是X上的一个压缩映射，则T有唯一的不动点，即存在唯一的 ，使得 .
证明：（思路：利用迭代序列，先证其为Cauchy点列即任意的 >0，存在正整数N=N（ ），当n，m>N时有
，
再证x是不动点即 ，最后证明该点的唯一性即设 有 使得 ）
任取x0 ，令x1=T x0，x2=T x1，… ，xn=T xn-1
先考虑相邻两点的距离
再考虑任意两点间的距离n>m
0< <1
是Cauchy点列
X是完备度量空间
，使得
x是不动点
若还有 ，使得 则
0< <1
不动点存在且唯一
3. 压缩映像原理的应用
3.1.数列收敛性
3.1.1.定理
设 是 上的一个压缩系数为k（0 证明：（利用压缩映像的定义） ， n， （ ， ） 取 ， n， 数列 收敛 3.1.2.例题 3.1.2.1. 设 ， ，n=1，2，…证明数列 收敛。 证明： 显然 ， 是压缩映像 由压缩映像原理知 收敛 3.1.2.2. 设 ， ，n=1，2，…证明数列 收敛. 证明： 是压缩映像 由压缩映像原理知 收敛 3.2.隐函数存在定理 设 在带状区域 上处处连续，处处有关于y的偏导数 ，且如果存在常数m，M，适合 ，则方程 =0在闭区间 上有唯一的连续函数 ，使得 证明：（思路：空间 映射 压缩 定理） 在 中考虑映射 ，对任意 ，由连续函数的运算性质有 T是 到 的一个映射 任取 ， ，由微分中值定理，存在0< <1，使得 ，令 则0< <1， ，0< <1 映照T是压缩的 由Banach压缩映射原理， 上有唯一的不动点 使得 显然这个不动点 适合 3.3.微分方程解的存在唯一性定理 设 在矩形 连续，设 ， ，又 在R上关于x满足Lipschitz条件（即存在常数k，使得对任意的 ， 有 ）， 在区间 （ ）上有唯一的满足初始条件 的连续函数解. 证明：（思路同隐函数存在定理） 设 表示在区间 上的连续函数全体， 对 成完备度量空间。又令 表示 中满足条件 （ ）的连续函数的全体组成的子空间。 闭 是完备度量空间 令映射 ，如果 ，当 时， ，而 是R上二元连续函数 积分在映射中有意义 又 对一切 T是 到 的一个映射 由Lipschitz条件，对 中的任意两点x（t），v（t）有 令 ，则由 ，有0< <1 T是压缩的 由Banach压缩映像定理，T在 中由唯一的不动点（即 ，使得 即 且 ） 即x（t）是满足初值条件的连续解 假设 也是 满足初值条件的连续解，则 ， T的不动点是唯一的 有唯一解 参考文献： [1]夏道行，严绍宗，吴卓人，舒五昌：实变函数论与泛函分析[M]（下），1985； [2]郑维行，王声望：实变函数与泛函分析概要[M]（第二册），1980； [3]关肇直，张恭庆，冯德兴：线性泛函入门[M]，1979； 关键词：离心泵,压缩机,化工机械 0 引言 泵和压缩机不管是在石油储运、石油化工行业还是制冷制造, 化工合成等领域, 用途都极为广泛, 已经成为一种通用设备。目前, 泵和压缩机方面, 我国在不断的发展, 取得了不错的成果, 在很多企业机构都成功研发出了与之配套使用的不同用途的泵与压缩机。目前, 较早期无论是在技术水平还是工艺流程等方面, 泵与压缩机的研发制造等都有了很大的提高[1]。 1 泵 泵主要被用来输送液体, 或使液体增压, 是被普遍使用的一种机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体, 使液体能量增加。泵可以输送的液体种类很多, 在行业中得到重视。 (1) 泵的种类。泵根据不同的分类方式可以分为多种, 按工作原理分类, 分为容积式泵、叶片式泵、喷射式泵。根据运动部件运动方式、结构的不同还有不同的分类方法, 泵还可以按泵轴位置分为:立式泵、卧式泵;按吸口数目分为:单吸泵、双吸泵;按驱动泵的原动机分为:电动泵;汽轮机泵;柴油机泵;气动隔膜泵。泵跟着科学技术的发展, 也在不停的成长中。 (2) 离心泵的工作原理。离心泵在启动前, 必须灌满液体, 在叶轮的高速旋转作用下, 液体产生离心力, 向外甩出, 经过压出室进入排出管。随着液体被甩出, 叶轮附近形成了低压, 因此在吸入管内的液体和泵之间就有了一个压力差, 液体在压差的作用下, 不断的补充到泵内, 通过这种作用使泵能够不间断的持续运行。 (3) 泵的用途及应用。泵的用途十分广泛, 已经在很多领域得到普遍使用, 在石油化工行业, 泵用来输送液体, 调节流量、压力等。在农业中, 泵已经被普遍使用。在基建领域, 泵用来疏水供水等, 占有重要的地位。无论是污水处理, 还是给水供水, 都离不开泵。目前, 泵在各行各业中已经不可或缺。根据行业的不同需要, 泵的种类和性能也在不断提高。 (4) 泵的发展趋势。泵在经济发展中扮演着重要的角色, 但是在一些环境的影响下, 泵会遇到磨损, 腐蚀等问题, 是泵损坏, 不能工作。目前泵的生产与制作所有的材料比较单一, 都是以钢铁作为主要材料。在一些特殊环境下例如强腐蚀, 就比较难以适用。就需要使用比较耐腐蚀的合金, 甚至使用一些稀有金属解决腐蚀的问题, 这样一来, 制作生产成本大大增加。 随着对此类问题的普遍关注, 科研机构加大了研发力度, 一些企业和科研机构开始研制使用无机非金属材料作为泵体的主体材料, 在借鉴国外经验的同时, 我们也不断的创新, 拓展思路, 寻找新的途径, 目前我们已经取得了良好的使用效果。 泵在使用过程中能量损耗大, 使其使用效率降低, 虽然泵的效率收到多方面的影响, 但提高泵的效率也是目前泵发展的趋向之一, 同时密封性的提高也普遍受到研究的关注, 长期以来泵都以恒速运转, 这样使泵的转速与额定的流速不匹配, 变速泵为解决相应的问题也是发展的一个趋势。泵正在朝着科技化, 精密化, 特殊用途的泵的道路上发展[2]。 2 压缩机 压缩机在各行业中使用普遍, 它是将低压气体提升为高压气体的一种机械设备, 并且在制冷系统中占有核心地位, 是通用机械设备的一种。 (1) 压缩机的种类。压缩机的种类很多, 压缩机原理不同, 可分为容积型压缩机与速度型压缩机。容积型又分为:往复式压缩机、回转式压缩机;速度型压缩机又分为:轴流式压缩机、离心式压缩机和混流式压缩机。按应用范围又可分为低背压式、中背压式、高背压式[3]。容积式压缩机目前被普遍应用的就是冰箱和空调。 (2) 压缩机的工作原理。压缩机种类很多, 但是工作原理大致相同, 离心式压缩机的原理简要如下, 气体首先进入离心式压缩机的叶轮, 然后随着叶轮作用, 跟着叶轮作高速旋转, 同时在离心力的作用下向叶轮出口流动, 此时其压力和动能均得到提高, 气体在进入扩压器后, 动能又进一步转化为压力能, 气体再通过弯道、回流器流入下一级叶轮进一步压缩, 从而使气体压力达到工艺所需的要求。 (3) 压缩机的用途及应用。在化学工业合成方面, 压缩机有重要的用途, 其压缩气体到一定的高压用于高压反应的生成。在制冷方面, 压缩机有不可替代的地位, 在冰箱空调中应用普遍, 压缩机将气体压缩后冷却、膨胀并液化, 在制冷剂, 空气调节方面使用广泛。输送气体也是压缩机的用途之一, 根据输送气体的不同, 距离的长短, 压缩机的类型以及输送压力随其改变而改变[4]。 在气体输送方面, 压缩机被普遍使用。在风动机械的使用时, 可以使用压缩机压缩的气体作为驱动力, 不仅在风动机械使用时, 在更多的领域都可以使用压缩气体, 如一些仪器的控制等。在化石燃料的开采中, 压缩机的应用也十分普遍, 尤其在天然气的开采输送过程, 压缩机的使用更为突出。 (4) 压缩机的发展趋势。随着行业的发展, 压缩机的使用已初具规模。在能耗日益增长的今天, 压缩机正在朝着节能环保的方向发展。在企业以及科研组织等对传统压缩机改进的同时, 新型压缩机的研发也是研究的重点。进入二十一世纪, 行业分工越来越细, 对机械化要求也越来越高, 为了满足市场的需要, 精细化、多样化、科技化也是压缩机的发展趋势。虽然我国在研发制造压缩机领域取得较好的成果, 但和国外一些发达国家, 还有一定的差距, 我们需要在借鉴国外经验的同时, 发展出自己的特色。 3 结语 目前, 泵与压缩机在各行业中被普遍使用, 市场需求量大, 随着各行各业的发展, 对泵与压缩机的使用提出了更高的要求, 我国必须发展自己的技术优势, 提高质量, 改善产品种类, 满足特殊行业及市场的需求, 不断创新探索, 发展泵和压缩机, 使其运用到新的领域和行业。 参考文献 [1]贾瑞强.浅谈泵与压缩机[J], 科学时代, 2013 (19) . [2]赵章荣, 王玉良.国外工业泵的发展及其应用[J].抚顺石油学院学报, 2002 (04) . [3]邓德春.对化工压缩机发展及其应用的浅析[J].中国化工贸易, 2014 (02) . 蒸气压缩式制冷的工作原理是使制冷剂在压缩机、冷凝器、节流膨胀阀和蒸发器等主要的热力设备中来完成四个热力过程:即制冷剂的压缩、蒸发吸热、节流膨胀和冷凝放热(见图5---10)， 5---10 当压缩机工作时，对进入压缩机的制冷剂气休进行压缩。将低压气态的制冷剂压缩成为高压气态， 此时气体因被压缩而温度升高，进入冷凝器内对压缩机排出的高温高压气态制冷剂进行冷却，使其放热。在一定的温度和压力下，气态制冷剂即可成为高压液态制冷剂，放出的热量可转移给冷却物质(一般为水或空气)。高压液态制冷剂再进入节流膨胀阀进行节流膨胀，压力降低以保证冷凝器与蒸发器之间的压差，便于节流后的低压液态制冷剂在要求的低压下进人蒸发器。低压液体从周围介质吸收热量后蒸发为气体，而这周围介质可以是空气、水或其他物质。制冷剂蒸发吸热，呈低压气态后再进入压缩机内进行压缩，从而完成了一个制冷循环，如此连续进行不断的循环而达到制冷的目的。 1 压缩机原理 压缩机的结构框图如图1所示，空气经过过滤器F12进入压缩机，然后经过散热器降温后，经过过滤器、干燥棒过滤掉多余的水分，在经SQL3后分2路：一路进入储气瓶，另一路经过F10后供给主机。其中空气过滤器F12、F13在过滤空气杂质的同时也起到消音的作用。WT2、干燥棒能过滤空气中含有的冷凝水。F10为0.3μm的滤器，能过滤空气中的微粒，保证进入压缩空气的纯净，使用15 000 h须更换。压缩空气经过R1减缓压力波动后传给压力传感器。F11的作用是防止有颗粒进入到传感器，影响传感器的性能。SQL3为电控三通阀，当压力小于27 psi (1 psi=6.89kPa)时，SQL3不动作，压缩空气进入储气瓶中;当压力超过27 psi时，SQL3动作，经干燥棒F13后排出以释放过高的压力;当压力低于22.5 psi时，压缩机启动保持呼吸机足够的工作压力[2]。同时，SQL3在压缩机启动前1 s打开，一直持续到压缩机启动后0.5 s才关闭，以减轻压缩机启动时的负担。 220 V交流电进入到压缩机内的电路板上，通过继电器到电动机冷却风扇。继电器由AI板输入的信号控制[3]。机器内有温度控制器，如果机器超温，将信号回传给AI板，防止将电动机烧坏。AI板输出信号控制SQL3，当压力超过27 psi时，电磁阀打开，防止压力过高。 2 故障维修实例 2.1 故障一 2.1.1 故障现象 压缩机噪音过大。 2.1.2 分析与检修 打开机器侧盖，发现F12空气过滤器已经变黑，初步考虑是由于进气不畅引起压缩机声音过大。更换过滤器，声音恢复正常。一般使用250 h后须更换过滤器，及时更换过滤器能够延长压缩机的寿命。 2.2 故障二 2.2.1 故障现象 机器噪音过大，且机器报警空气压力低。 2.2.2 分析与检修 打开机器，由于过滤器更换时间不长，可排除过滤器故障。由于压缩机使用超过16 000 h，咨询厂家答复需要更换压缩机。即使大保养，费用也在10 000多。尝试自己维修，打开电动机，发现活塞为铝塞外加的皮垫，检查发现皮垫磨损严重，导致活塞漏气。通过别的渠道购买到皮垫，费用为100元，更换后，机器恢复正常。现使用半年多，未再出现过同类问题。 2.3 故障三 2.3.1 故障现象 开机后压缩机不启动。 2.3.2 分析与检修 打开机器，顺着线路检查，交流电已经进入电路板，但压缩机不启动，压缩机进线端没电，故障出现在压缩机电路板上面。经分析，发现220 V交流电经继电器直接进入电动机，查继电器两端，发现继电器损坏。由于同型号继电器不容易买到，更换市面上常见的继电器，为直流12 V控制交流220 V，更换后，机器恢复正常。 3 小结 PB840机器由于其稳定可靠，易操作，深得临床好评。平时应做好保养，对传感器、过滤器根据试用情况定时更换。机器本身通过EST、SST自检基本都能找出故障，根据维修手册排除故障也不难，熟悉呼吸机的功能会使排除故障起到事半功倍的效果。 参考文献 [1]范明利.PB840呼吸机气路故障维修浅析[J].医疗卫生装备, 2010, 31 (9) :139. [2]王保国, 周建新.实用呼吸机治疗学[M].北京:人民卫生出版社, 2005. 关键词：往复式压缩机,气量无级调节系统,节能 1 研究现状 1.1 研究背景 随着炼油技术的不断发展,炼油装置规模日益扩大,设备也趋向大型化。当前社会能源日益紧张,炼油生产流程消耗能源大,如何节能增效已经成为企业的当务之急。当前很多石油化工工业由于工艺要求不得不经常调节压缩机气量,或者长时间在远低于设计排量的情况下工作。虽然有很多方法可以调节压缩机气量,但能够实现对大型工艺往复式压缩机进行连续、经济、高效、快捷、精确调节的方式并不多。如何降低大型设备的能耗,成为炼油企业重点关注的问题。 1.2 我国炼油化工企业生产装置中压缩机气量调节现状 目前国内炼油厂对往复式压缩机普遍采用的是旁路节流的调节方法,即通过旁通阀从二级出口返回二级入口,从一级出口返回一级入口逐级回流的方式来实现。虽然这种调节方法简单可靠,但能耗大。随着工业企业中自动控制技术的不断发展,沿海及新建的炼厂生产装置逐步建立了自动控制系统来改变压缩机的气量的调节方式,如北海石化的连续重整装置、天津百万吨乙烯装置等。中石化某炼油厂,在2900k W的4M50型活塞压缩机上安装了气量调节系统,气量调节到40%-60%负荷时,每小时节电达1200k W,具有良好的节能效果。而由于种种原因,在长岭分公司当中自动化的总体水平还不高,新老装置发展也不平衡,还没有一种比较好的压缩机气量调节方式的技术来实现能耗控制。 1.3 项目拟解决的关键问题 ①解决石化装置的节能问题。在可持续发展的大背景下,企业要进行节能减排,就必须考虑装置的节能问题。如何降低大型设备的能耗,成为我们重点关注的问题。我们研究开发的无级气量调节自动控制系统,能否实现氢气压缩机(C102A)机组由现在的70%的负荷状态,改为压缩机排气量0-100%全行程范围无级调节,最终达到减少能耗的目的,是本项目的一个重要问题。 ②建成的控制系统实际投入使用时对装置运行平稳性的影响。C102A无级气量调节自动控制系统实际投入使用时,对于装置的平稳操作、装置反应压力的控制等方面的影响。 ③建成后的控制系统能否顺利实现自动控制的问题。压缩机C102A共有三级压缩。其控制方案将采取压力逐级递推控制的方法,非常复杂。冗余量、反馈量非常大。若机组采取无级气量调节系统后,控制方案在试运行过程中,出现机组压力波动较大,或者负荷在发生变化时,旁路调节不及时,或滞后或超前现象时,表明机组原有压力逐级递推控制方案与无级气量调节自动控制系统自身控制方案存在明显的排斥,此时系统将无法投入自动控制。因此,保证气量无级调节系统投入自动控制,是本项目的一个关键问题。 2 Hydro COM的工作原理 如图1所示,随着活塞在压缩机气缸中的往复运动,每个气缸侧的一个正常工作循环包括:①余隙容积中残留高压气体的膨胀过程,如图示A-B曲线,此时压缩机的进气阀和排气阀均处于正常的关闭状态;②进气过程,如B-C曲线,此时进气阀在气缸内外压差的作用下开启,进气管线中的气体通过进气阀进入气缸,至C点完成相当于气缸100%容积流量的进气量,进气阀关闭;③C-D为压缩曲线,气缸内的气体在活塞的作用下压缩达到排气压力;④D-A为排气过程,排气阀打开,被压缩的气体经过排气阀进入下一级过程。如果在进气过程到达C后,进气阀在执行机构作用下仍被强制地保持开启状态,那么压缩过程并不能沿原压缩曲线由位置C到位置D,而是先由位置C到达位置Cr,此时原吸入气缸中的部分气体通过被顶开的进气阀回流到进气管而不被压缩;待活塞运动到特定的位置Cr时,执行机构使顶开进气阀片的强制外力消失,进气阀片回落到阀座上而关闭,气缸内剩余的气体开始被压缩,压缩过程开始沿着位置Cr到达位置Dr。气体达到额定排气压力后从排气阀排出,容积流量减少。该压缩机流量调节方式简单高效,其优点是压缩机的指示功消耗与实际容积流量成正比。 HydroCOM(Hydraulically actuated Computerized controlled valves),它是贺尔碧格公司专门为往复式压缩机开发的液压式气量无级调节系统。其主要工作原理是计算机即时处理压缩机运行过程中的状态数据,并将信号反馈至执行机构内电子模块,通过液压执行器来实时控制进气阀的开启与关闭时间,实现压缩机排气量0-100%全行程范围无级调节。在Hydro COM系统在的控制下,压缩机的进气阀是一个由外置动力驱动的强制阀,而不是依靠压差工作的自动阀。 3 HydroCOM系统组成 图2是Hydro COM系统的基本组成图,它主要由以下几部分组成:上死点传感器TDC(Top Dead Center Sensor)、液压油站HU(Hydraulic Unit)、液压执行机构HA(Hydraulic Actuator)、中间接口单元CIU(Compressor Interface Unit)及服务器单元HSS。 4 石化企业实际应用C102A_HydroCOM预控制方案 4.1 控制方法 压缩机C102A和C102B分别作为常开机和备用机,配备了Hydro COM系统的压缩机C102A作为常开机根据实际生产工艺需要提供可变气量。当Hydro COM系统手动控制时,配备了Hydro COM系统的压缩机C102A可实现从0%至100%负荷之间的无级调节。 当Hydro COM系统自动控制时,一旦负荷低于30%,压缩机C102A的Hydro COM系统依然会以30%负荷维持运行,多余的气量利用旁通阀自动增加开度来实现科学合理调节。而负荷高于30%,旁通阀全关,由Hydro COM单独负责负荷的调节。即使Hydro COM系统出现故障,由于该系统能够自动切除故障,控制器信号依然能够接收到,C102A压缩机恢复到原来的100%负荷状态,多余的气量通过旁通阀自动增加开度来满足整个气量调节。 4.2 Hydro COM控制回路 压缩机的基本控制回路包括控制器,信号线性化,Hydro COM中间接口单元(CIU),Hydro COM执行机构,旁通阀。 4.3 控制变量 总的来讲,控制回路的任务是维持控制变量稳定,如:进气压力,排气压力,气体流量或其他量。 本控制方案中对如下控制变量进行控制:压缩机一级的主控变量是:压缩机的入口缓冲罐和出口压力的低选控制信号。通过压力PI控制器保持进、排气压力的稳定。压缩机二级的主控变量是:压缩机的二级入口压力。通过压力PI控制器保持入口压力的稳定。压缩机三级的主控变量是:压缩机的三级入口压力。通过压力PI控制器保持入口压力的稳定。 4.4 把Hydro COM系统嵌入到现有的DCS控制系统 由于把Hydro COM系统嵌入到原有控制系统和人机界面是有可能的。所以,现有控制程序没有改变使用原有控制变量和控制信号。Hydro COM的控制只是把之前旁通阀原有的控制信号,通过DCS组态分程把信号分为两个,一个给旁通回流阀,另一个给Hydro CO系统。 4.5 本项目的创新之处 ①本项目研究的对象为化工企业(重污染,高危险,省支柱产业)生产装置当中的往复式压缩机所开发的气量无级调节系统。②分析了石化装置170万吨/年渣油加氢装置新氢压缩机(C102A/B)工作现状,在其工作方式的现有缺陷基础上,通过研发实现节能改进;③在设计气量无级调节系统控制方案时,采用DCS、PLC,利用现代先进的控制理论确定设计方案。 5 后记 无级气量调节系统在往复压缩机的应用节能效果非常明显,年节约费用达409.69万元,投资回收期分别只有7个月。无级气量调节系统在往复压缩机的应用过程中,碰到了各种各样的问题,我们项目组通过认真分析、总结经验,得以有效解决。目前,无级气量调节系统在石化生产装置运行平稳,为生产装置的节能降耗做出了突出贡献;同时,也为进一步推广无级气量调节系统这项技术在其他往复式压缩机的应用,提供了宝贵的操作和维护经验。 参考文献 [1]张章林.Hydro COM气量无级调节系统在新氢机的应用[J].广石化科技,2011(3). [2]何文丰.镇海炼化设备节能技术应用[J].设备节能技术交流,2013. [3]袁春峰.贺尔碧格厂家技术培训,2013. [4]戴金祥.Hydro COM气量无级调节系统在220万吨蜡油加氢装置中的应用[J].安庆石化. [5]梁涌.《压缩机技术》2007第3期-维普资讯网. 1.基本概念和定理 为了结构的完整和叙述的方便, 我们给出文献中的几个概念和定理. 定义1.1设(X,ρ)为一个度量空间,T是X到X的映射,若存在0<α<1,使得坌x,y∈X,有ρ(Tx,Ty)≤αρ(x,y),则称T是X到X的一个压缩映射. 定理1.2(压缩映射原理 )设 (X,ρ)为一个完 备的距离 空间,T是X到X的一个压缩映射, 则T在X上存在唯一的不动点即存在唯一的x∈X,使得Tx=x. 事实上 ,这两个结 果在一般 的实数R上也成立 ,有如下结果. 定义1.3设函数f在区间I上有定义且f(I)奂I,若存在常数0<k<1,使得坌x,y∈I,都有|f(x)-f(y)|≤k|x-y|,则称函数f为区间I上的一个压缩函数,正常数k称为压缩系数. 定理1.4设f为区间I上的一个压缩函数,则f在I上存在唯一的不动点x∈I,使得f(x)=x.特别地,若数列{xn}∈I,且满足xn+1=f(xn),n=0,1,2…,则数列{xn}收敛 ,且有 注:显然压缩函数一定是连续函数.可以证明定理1.4中的迭代数列{xn}是一个柯西列 , 从而数列收敛 , 再根据函数的连续性由xn+1=f(xn)得f(x)=x.这里笔者就不再给出证明 ,可以参考文献. 这里我们主要利用定理1.4解决递推数列或可以化为递推数列的极限问题.应用的关键在于两个方面:首先,研究的数列{xn}满足迭代xn+1=f(xn)条件 ;其次 ,验证函数f(x)是个压缩函数. 下面我们结合典型的例题具体探讨压缩映射在解决数列极限中的优越性. 2.应用 类型一:直接应用定理型 这类题的主要特征是已知数列{xn}是迭代数列xn+1=f(xn) 那么解决问题的关键在于验证函数f(x)是否是一个压缩函数通常情况,我们考察函数f(x)的可微性,从而利用微分中值定理判别它是否是压缩函数,关键是要求导函数|f′(x)|<1,从而得出压缩系数.许多教材及教辅资料中,在解决递推数列极限问题时大多数是通过单调有界定理解决问题. 利用单调有界定理主要验证递推数列的单调性和有界性,目标很明确,但往往总有一个条件的验证,是很复杂或者无法解决的.事实上这时尝试换个思路考虑压缩映射原理,效果或许会事半功倍. 例1:已知数列{an}满足条件 : 分析:这个题目条件很简练,若考虑利用单调有界定理来完成,其有界性显然成立,但单调性验证起来比较麻烦.事实这个题符合迭代数列的形式, 只需我们考 查函数f (x)=2+是否为压缩函数,易得.下面一个关键问题在于函数f的定义域的确定, 由已知条件知我们可以让f定义在[2,+∞),从而由微分中值定理得x,y>2, 都存在一个δ介 于x和y之间 , 有故函数f为压缩映射 ,从而数列{an}收敛.不妨设再利用函数f连续性得对两边取极限得,不难解得a的有效数值. 下面我们看一道竞赛试题. 例2:证明数列{an}, 其中)的极限存在 ,并求极限. 分析:这个问题若尝试用单调有界定理去做,可能很难得到正确的解答,而用压缩映射原理则比较简单,只需要考查函数是压缩映 射即可 . 不难求得.后面的做法类似例1即可得到正解. 由于压缩映射原理在许多教材中没有给出, 但其实用性很强,因此在教学过程可以补充给出,让学有余力的学生自己查阅相关文献.这类题目常见于考研试题和竞赛试题,只要出现迭代数列形式,就可以尝试利用压缩映射原理来考虑,问题的关键是确定函数是否为压缩函数, 同时一定要注意函数的定义域.我们可以把这类问题归结为如下形式. 结论:设数列{xn} 满足迭代条件xn+1=f (xn),x1满足一定条件,函数f(x)是连续可微且|f′(x)|<k,0<k<1,则数列{xn}必收敛 , 其极限为函数f(x)的不动点. 类型二:先转化再应用型 这类问题中的条件相对含蓄些, 需要我们进行适当的变形或转化才能得到类型一的情形, 这里解决问题的主要突破口是对已知数列{xn}构造出迭代条件xn+1=f(xn). 例3:(Fibonacci数列)设,证明:数列{xn}收敛 ,并求极限 分析:这里若用单调有界定理做比较繁琐,但应用压缩映射原理就比较简单,当然需要读者能先找出迭代数列. 这类问题中虽然没有明显的迭代条件,但可以先考虑通常的方法,如单调有界定理、柯西收敛逐准则及夹逼定理等,也可以尝试往压缩映射原理条件上去凑,或许有意外的收获. 以上几个例子都是数列极限中常见的典型例题, 但几乎所有的教学参考书籍都没有提及利用压缩映射原理解决该问题, 事实上,利用该方法解决上述例题更简洁.数学分析中很多问题的解 决都得益 于把已知 条件往解 决方法原 理的条件 上“凑”,这种“凑”是一种技巧、策略 ,它是解决数学分析中问题的常见策略,初学者需要仔细体会. 数列极限的求解方法多种多样, 每种方法都有其条件要求和适用范围,需要灵活运用.压缩映射原理也不例外,在应用是时一定要注意条件的验证,同时要注意其使用范围. 摘要：压缩映射原理是泛函分析中最基本的存在性定理.本文通过对考研中数列极限的典型例题的解析,归纳总结出适合压缩映射原理求极限数列的一般形式,展示压缩映射原理在解决递推数学列极限中的优越性.压缩机工作原理 篇4
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压缩映射原理在数列极限中的应用 篇8