过程工程学报 ›› 2022, Vol. 22 ›› Issue (11): 1547-1557.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222121
郑思佳1*, 李雪源2, 程华1, 雷思罗2, 陈敬东1, 王峰1, 陈家文2, 黄兴鸿3, 钟林4
Sijia ZHENG1*, Xueyuan LI2, Hua CHENG1, Siluo LEI2, Jingdong CHEN1, Feng WANG1, #br# Jiawen CHEN2, Xinghong HUANG3, Lin ZHONG4
摘要: “十四五”期间全国天然气管网已形成了互联互通,但管输气质更加复杂,一定量的粉尘广泛存在于天然气管道中,导致储气库往复式压缩机压缩缸发生异常磨损。基于切向撞击能量模型,结合现场测量和计算流体力学动网格方法,明确了压缩缸磨损特性。结果表明,压缩缸内润滑油与粉尘混合后形成研磨膏,随着粉尘质量浓度从0.01%增至3.00%,研磨膏黏度从4.51×105 mPa?s增加至1.27×106 mPa?s,密度从890 kg/m3增至980 kg/m3;压缩缸磨损多发生在其12点和6点钟方向,当活塞在行程的两侧时,压缩缸内剪切应力和磨损速率最小,当活塞位于行程中点时,压缩缸内剪切应力和磨损速率最大;发现对于每1000 h运行不需修复压缩缸(磨损量小于0.13 mm),粉尘质量浓度宜控制在0.60%以下,每5000 h和每10 000 h运行不需更换压缩缸(磨损量小于1.16 mm),粉尘质量浓度应分别控制在1.30%和0.40%以下;当粉尘质量浓度为0.01%时,磨损速率随润滑油黏度降低而降低,当粉尘质量浓度为0.51%和1.00%时,当润滑油黏度在2.59×105, 2.21×105, 1.97×105 mPa?s时,计算磨损速率随黏度降低陡然增大。