AV100-17轴流压缩机

2004年度国家科学技术进步奖二等奖。 2100433B

主要完成人：姜国栋、印建安、孙继瑞、陈党民、张三元、陈余平、王仪田、蔡新平、孙鸿声、蒋荣辉

AV90－12全静叶可调轴流压缩机是为中国石油天然气股份有限公司大连石化分公司生产的用于350万吨/年重油催化裂化装置的轴流式主风机；也是该型号风机在石化领域使用的第一台大型轴流压缩机。该产品具有性能优良、运行平稳、噪音低、高效节能、控制水平高、安全可靠等特点，深受用户好评。AV90－12全静叶可调轴流压缩机主要用于催化裂化装置，高炉鼓风装置、化肥厂的空气压缩装置、空气分离、风洞试验等装置的供风设备。AV90－12轴流压缩机是陕西鼓风机（集团）有限公司、也是我国第一台该型风机，填补了国内空白。在产品的设计中，设计人员首先确立了四条设计原则，安全性、经济性、可靠性、合理性。要求设计的产品性能高、安全可靠、噪音低、经济合理、调节方便、自动化水平高、并能适合不同的应用范围。 以此为思路，设计人员再提出了详细、合理的设计技术方案。主要性能指标（设计点）介 质 空气进口温度（℃） 10.4进口压力（Mpa） 0.098进口流量（m3/min（干）） 7300 出口压力（MPa） 0.45轴 功 率（kW） 27768多变效率（%） 91.31转 速（r/min） 3750气体动力学设计采用了国际上先进的三元流模化设计技术，根据以实验为基础的数据编制计算程序，较准确地模拟了气体流动的真实性，合理设计轴流压缩机流道，保证了产品性能的优良和准确可靠；在结构设计中根据机组大跨距的特点，在转子动力学计算过程中，对轴承的动静态性能，转子的不平衡响应及转子振动采用国际上先进的Madyn程序进行详细分析计算，保证计算结果的准确可靠，同时，还对与风机相关的整个轴系进行扭曲振动计算，确保机组安全平衡运行。在结构设计中，运用价值工程指导设计，对需部件的通用性和合理性进行综合分析，比较和规纳，尽量提高产品的三化水平。风机的叶片、曲柄、滑块等为系列化设计，许多零部件尽可能通用，如轴承箱、机壳、轮毂等为标准化设计，机壳、调节缸、叶片承缸等采用水平剖分三缸型式，无立分面，因而刚性好，能改善热应力分布，减小热变形、噪音、振动等，同时便于安装和拆卸。转子采用整体锻造等内径型式，叶顶间隙小，刚性高，加工方便，内泄漏减小，效率高。调节机构中我们运用了合金作为轴承和滑动支承，具有良好的无油润滑作用，不用维护，使用灵活方便，寿命长。该机组采用整锻实心轴等内径转子，叶顶间隙小、刚性好、内泄漏小、效率高；转子叶顶气流速度低，产生的噪音低；定子部分采用了叶片承缸、调节缸、机壳三层缸的结构，减少了热应力和热变形；叶片承缸采用球墨铸铁，机壳采用灰口铸铁，减少振动，吸收噪音，使本机噪音小，符合国家标准要求；AV90－12全静叶可调轴流压缩机，是国内生产的第一台该型号的轴流压缩机。 该产品采用先进的三元流模化设计，等内径和三层缸结构，全静叶可调方式，先进的DCS自动化控制等先进技术设计。在国内也只有陕西鼓风机（集团）有限公司一家生产。AV90-12轴流压缩机不仅可应用于石化行业，同时该产品还可广泛应用于冶金行业2000～3500M3高炉主风机，还可用作液化天然气、大型空分装置和风洞试验等同等风量、压力气源的装置．根据对国内外市场的大量调查发现，每年总的需求量为3～5台，故每年为本公司创造产值6450～10750多万元，利润1290～2150多万元。 所以，该产品的研制推广，具有较高的经济价值和社会意义AV90－12轴流压缩机由于其结构合理，气动计算先进可靠，使其具有性能可靠、高效节能、调节方便、工况范围宽广的特点。同时，由于该产品具有完备的自控系统，使其运行安全可靠。综上所述，AV90－12轴流压缩机的技术水平已经完全达到了国际先进水平，是很好的高效节能。2100433B

“透平”是英文“TURBINE”的译音，其中文含义为：“叶片式机械”，对于这一英文单词，全世界不管哪种语言，都采用音译的方法，所以“透平式压缩机”的意义也就是叶片式的压缩机械。与离心式压缩机相比，由于气体在压缩机中的流动，不是沿半径方向，而是沿轴向，所以轴流式压缩机的最大特点在于：单位面积的气体通流能力大，在相同加工气体量的前提条件下，径向尺寸小，特别适用于要求大流量的场合。另外，轴流式压缩机还具有结构简单、运行维护方便等优点。但叶片型线复杂，制造工艺要求高，以及稳定工况区较窄、在定转速下流量调节范围小等方面则是明显不及离心式压缩机.

工业用轴流压缩机既要有高的效率又要有宽广的压比和流量变化范围。基于非稳定流场计算设计的叶型，能有效地控制叶面边界层分离，它的应用可以有效地拓宽压缩机稳定运行范围并提高效率。在国内该领域的研究尚属空白。本项目将在叶面边界层动态特性机理研究的基础上，建立一套现代叶型自动设计系统。为推动我国轴流压缩机技术的发展做贡献。 2100433B