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空压机在变频供气系统可靠性剖析

空压机在变频供气系统可靠性剖析

  1变频恒压(Constant pressure)供气系统(system)的可靠性模型。

  变频器调速整置实现了恒压供气,工作可靠,系统压力恒定,具有较好的控制效果。最主要的是实现了高效(指效能高的)节能,同时由于采用了变频器对电机实行软启动(start up),最大化减少了设备消耗,增加了空压机的使用的时长。变频器可以较好的调节系统的压力,流量,温度等的参数稳定性,从而对提高压缩(compression)机(compressor)的工作性能,延长系统工作寿命有着重要作用。
  由于在供气系统(system)中,大家采用了两台空压机工频供电运行,另一台空压机备用,以保证系统正常供气。因此,可将空压机的构成看作一个2/3G的表决系统即三个变频空压机中有两个或两个以上正常工作(gōng zuò)时,系统才正常工作。图2表示该系统的可靠性框图。
  图2变频(frequency conversion)恒压(Constant pressure)供气系统(system)的可靠性框图可靠性框图描述了系统的功能与组成系统的各个元件之间的可靠性关系,它指出了系统要完成规定(guī dìng)的功能,哪些元件必须正常地工作。
  记过滤(filter)器的可靠性为R1;电动机的可靠性为R2;空压机的可靠性为R3;储气罐(gas container)的可靠性为R4;控制箱的可靠性为R5,则变频恒压(Constant pressure)供气系统(system)的可靠性方程RS为。金沙澳门官网工作时,空气经过自洁式空气过滤器被吸入,通过PLC自动清洗过滤器,空气在经过进口导叶自动调节后进入一级压缩,经一级压缩后的气体温度较高,然后进入中间冷却器进行冷却(水走管内,气走管外,中冷器的水流量要求为110m/h)之后进入二级压缩系统
  RS=R1R2。
  3 j=2 3 j R j 3(1-R3)
  3-j R4R5R1(1)。
  2可靠性特征量的选择及评估方法。
  2.1单机可靠性特征量的选择与评估方法。
  可靠性特征量是能够刻画产品可靠性的参数(parameter),例如产品的工作寿命,强度等等。金沙澳门官网工作时,空气经过自洁式空气过滤器被吸入,通过PLC自动清洗过滤器,空气在经过进口导叶自动调节后进入一级压缩,经一级压缩后的气体温度较高,然后进入中间冷却器进行冷却(水走管内,气走管外,中冷器的水流量要求为110m/h)之后进入二级压缩系统可靠性特征量的选择(xuanze)要根据各部件的具体性质,并参照以往的经验。
  2.2系统可靠性评估方法(method)。
  2.2.1过滤器,控制箱应采用指数(index)串联系统的可靠度置信限方法。
  设i个指数型元件串联系统的可靠度为R,记第i个单元产品(Product)的试验数据为i,ri,i为总试验时间,ri为失效数。当i个部件间的试验总时间相差不大时,这时R的置信下限为。
  RL=(1-)
  1/min当。
  l i=1 i=0时e xp- r+1(1- 1 9(r+1)
  + ur 3r+1)
  3当。
  l i=1 i0时(2)。
  式中:置信水平=. i i=1 i/i(3)。
  其中,i为第i个单元产品的成功次数,i为第i个单元产品的失效次数。
  min=min(1,2,#,l),=min. l i=1 rii/. l i=1 ri。昆山空压机是一种用以压缩气体的设备。空气压缩机与水泵构造类似。大多数空气压缩机是往复活塞式,旋转叶片或旋转螺杆。离心式压缩机是非常大的应用程序。
  l i=1 i/l. l i=1 ri0,r=. l i=1 ri/i,i=i/t,i=1,2,#,l,u为标准正态分布的分位点。
  2.2.2储气罐应采用正态分布双侧置信限方法假定产品特性值X来自同一总体的样本大小为n的独立随机样本x1,x2,#xn,给定置信水平(Level),当。未知时,对于给定的特性值上(下)限,要求可靠度单侧置信下限。
  据特征值上(下)限计算系数K.当规定(guī dìng)上限U时,K= U-X S(4)
  当规定下限L时,K= X-L S(5)。
  由给定的置信水平,样本大小n及计算得的K值,反查K系数表(GB4885-85,1985),即得特性值X的可靠度单侧置信限。
  2.2.3采用fiducial方法求空压机表决系统(system)的近似置信限。
  设由空压机构(organization)成的2/3G表决系统由相互独立的3个相同的指数寿命(lifetime)型元件组成,元件的可靠性都为R3,则这个2/3G表决系统的可靠度为R=。
  3 i=2 3 i R j 3<1-R3> 3-i。设(zi,i)为第i个元件取得的实验数据,zi为第i个单元产品的试验次数,i为第i个单元产品的成功(success)次数,fi为第i个单元产品的失效次数,且有zi=i+fi.工程(Engineering)上常用信赖(fiducial)方法。
  求表决系统(system)的近似置信下限即。
  51第3期杨玲等:变频恒压供气系统的可靠性分析建模。
  E(Ri)=i i+1 zi,E(R 2 i)=i i+2 zi(6)。
  由此解得系统(system)可靠性的信赖近似限RL为。
  n= E(R)-E(R 2)
  E(R 2)-<E(R)> 2 F=n<1-E(R)> IRL(s,F+1)=1-(7)
  式中,IRL(s,F)= 1 B(s,F)
  RL 0 R S-1(1-R)
  F-
  1. dR称为不完全#-函数;n,s称为系统(system)的成败(释义:成功(success)或失败;指失败、用于偏义)型试验数(n试验次数,s成功次数),可查GB4087.3表用线性插值方法求得可靠性信赖近似限。
  3变频恒压供气系统的可靠性评估方法。
  由变频恒压供气系统的可靠性框图可以看出,该系统中过滤器,电动机,空压机(compressor)构成的2/3G的表决系统,储气罐,控制箱,过滤器的可靠性是串联关系。变频恒压供气系统的各个单元产品由于是不同分布的,将其全部转换为成败(释义:成功或失败;指失败、用于偏义)型产品后,该系统可以看成是由6个成败型产品串联而成,然后计算系统的可靠度置信下限。
  由k个成败型产品(Product)串联而成的系统,记第i个单元产品的试验数据(data)为ni,si,ni为第i个单元产品的试验次数,si为第i个单元产品的成功次数,fi为第i个单元产品的失效次数,且有ni=si+ fi.为了确定置信水平下的系统可靠度置信下限,工程(Engineering)上流行Lindstrom-Madden方法。
  -M方法,即。
  N=min1%i%n ni F=N1-& n i=1 si ni。
  F x=0 N x R N-x 1-R x =1-(8)。昆山空压机维修工作时,空气经过自洁式空气过滤器被吸入,通过PLC自动清洗过滤器,空气在经过进口导叶自动调节后进入一级压缩,经一级压缩后的气体温度较高,然后进入中间冷却器进行冷却(水走管内,气走管外,中冷器的水流量要求为110m/h)之后进入二级压缩系统
  式中,N,F分别为系统的等效试验数和失效数,通常F为非整数,可查GB4087.3表用线性插值求得可靠性置信下限。
  一个较为复杂的串联系统(system),组成系统的单元产品往往是不同分布类型的,如有成败型产品,又有威布尔产品,指数寿命型产品,还可能有正态寿命型产品等等。为了采用系统可靠性评估的L-M方法,它要求组成系统的各单元产品必须是成败型试验(test)数据。对此,北京大学郑忠国教授解决了非成败型试验数据转换为等效的成败型试验数据的问题,并证明了这一转换的解的存在性和唯一性。
  4系统可靠性的计算与结果分析。
  根据相关(related)技术(technology)资料和MATLABApp仿真(simulation)与计算,给出变频恒压供气系统中各个组成元件的可靠度信赖近似限及转换为成败(释义:成功或失败;指失败、用于偏义)型试验数据,具体结果。金沙澳门官网平台在空压机的进、排气口安装消声器或设置消声坑道以后,气流噪声可以降到80db(a)以下,但空压机的机械噪声和电机噪声仍然很高,因此还应在空压机的机组上安装隔声罩。4、悬挂空间吸声体:在佛山凌格风空压机站,高大空旷的厂房混响很重。
  5结语。
  本文通过(tōng guò)对分析变频恒压(Constant pressure)供气系统的工作原理(yuán lǐ),利用可靠性的理论对变频恒压供气系统进行可靠性建模,并运用L-M方法给出了系统可靠度的定量评估结果,这对工程设计具有重要的引导作用。


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