[发明专利]螺杆压缩机管道气流脉动计算方法

说明书

一种螺杆压缩机管道技术领域的螺杆压缩机管道气流脉动计算方法，包括以下步骤：第一，现场实测管系始端的脉动状态参数初始压力、质量流量；第二，求脉动激发函数的傅里叶级数，确认始端12个实系数；第三，调用各基本元件的转移系数，确定下游点的12个实系数；第四，引入终端边界条件，看计算结果是否到指定阶次；第五，若是计算结果没有到指定阶次，则重新回到第二步，再次确认12个实系数；第六，若是计算结果已到指定阶次，则把各节点各阶脉动压力进行叠加。本发明脉动激发源实时采集，计算程序的边界条件准确度高。

技术领域

本发明涉及的是一种螺杆压缩机管道技术领域的计算方法，特别是一种利用传递矩阵法实现准确计算的螺杆压缩机管道气流脉动计算方法。

背景技术

气流脉动引起的管道振动及其控制技术的研究具有广泛的应用背景。由于国外的工业化比国内起步早、规模大，国外压缩机行业的工程师也较早的认识到气流脉动对压缩机经济性和可靠性的显著影响。美国南方天然气协会管道和压缩机研究委员会从20世纪50年代中叶即已开始对往复式压缩机进行气流脉动的试验和理论研究。而螺杆压缩机由于起步较晚，在20世纪80年代刚刚起步，21世纪飞速发展，在大型工艺螺杆压缩机的应用过程中，气流脉动已成为管道振动隐形诱因，往往不被工程师重视，直到近几年工程现场一再出现因气流脉动引起的强烈管道振动，并对石化装置造成长期隐患，人们才意识到准确获得工艺螺杆压缩机气流脉动的测量和计算方法已迫在眉睫。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种螺杆压缩机管道气流脉动计算方法，通过质量流量、压力脉动传感器，获得螺杆压缩机进排气腔的质量流量、压力脉动源，采用转移系数法，编制气流脉动计算程序，智能计算出各管道单元的压力脉动值，从而准确获得气流脉动的具体数值，为消减管道振动提供改造依据。

本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括以下步骤：第一，现场实测管系始端的脉动状态参数初始压力、质量流量；第二，求脉动激发函数的傅里叶级数，确认始端12个实系数；第三，调用各基本元件的转移系数，确定下游点的12个实系数；第四，引入终端边界条件，看计算结果是否到指定阶次；第五，若是计算结果没有到指定阶次，则重新回到第二步，再次确认12个实系数；第六，若是计算结果已到指定阶次，则把各节点各阶脉动压力进行叠加。

进一步地，在本发明中，管系始端的脉动状态参数是通过压力脉动传感器、质量流量传感器实测的。

进一步地，在本发明中，各种计算中波动方程之解是按谐量求得

在本发明中，将复杂管道系统看成各种不同元件的组合，在找出各个元件上、下游状态参数关系的基础上，利用元件的组合关系确定整个管道系统不同位置之间的参数关系。重要的是如何确定各种管道元件进、出口之间状态复参数的关系，倘若下游点的复参数可以根据上游点的复参数来确定，则任何由这些基本元件组成的复杂管道系统内每一点的脉动压力和脉动质量流量都可以求得。

如果管系的始端的脉动状态参数(初始压力)、(质量流量)可现场实测，按照不同的元件，逐个使用相应元件的转移方程，依次递推，把管系内各个(分)点的脉动压力和脉动质量流量求出来。

在本发明中，由于波动方程之解是按谐量求得的，所以将采集到脉动激发源进行谐量分析，再按各阶谐量分别做出脉动压力的计算。然后把所计算的各阶脉动压力按它们的位相关系叠加起来，这样就能计算出管道中任一点的总的脉动压力变化规律。一般说来随着所取阶数的增加，计算所得之脉动压力值的精确度会有所提高，但是，势必更加增加运算的工作量。本发明的气流脉动计算程序取了100阶谐量的计算精度。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果为：第一，脉动激发源实时采集，计算程序的边界条件准确度高；第二，在压力脉动计算中，转移系数法更容易进行程序编写。

附图说明

图1为本发明中脉动压力计算流程图；

图2为本发明实施例中管道的简化模型。

具体实施方式