压缩技术论文范文第1篇
第1部分
射频系统级封装（RF SiP，RF System-in-Package）技术是一种对无线通信非常有用的封装平台，无线通信被如下事实所困，但由于目前SiP设计仍属于“专家工程”的工艺，不能像通用的设计解决方案那样分级。
为推动向主流SiP实现靠近，必须开发出集成、可分级的SiP设计方案，并提供参考流程。新解决方案将涉及对SiP产品设计方法学的更改。
该方法学得到新技术的支持，使工程师们能够从概念到成品对IC、IC封装和目标PCB进行协同设计。本文将描述SiP方法学的基本设计挑战，并提出一个易管理、节省成本的解决方案。
SiP：更多功能，更快速度
无线通信设备制造商越来越多地转向SiP设计，使他们在竞争性的时间期限内将更多功能压缩在更小的面积上。
其中一个原因是，SiP实现在封装架构方面允许高度的灵活性，尤其是对RF应用。它还允许更低的功耗和更低的噪音，在混合与匹配IC 工艺方面具有灵活性，而且它能更快生成相关的系统级芯片(SoC，System on a Chip)和SiP模块。
然而，正是SiP设计的优势——合并数字IC、逻辑IC、RF IC、无源元件和机械部件会产生最大的挑战。
这些挑战包括：在顶层进行多技术仿真的需要、集成无源元件的专用成型工艺，及复杂信号完整性和电源传输验证性能。下一代无线系统肯定将更复杂，因为系统必须是多标准和可重新配置的。
RF SiP 设计是基于单封装衬底的集成与实现平台，该衬底允许对数字IC、逻辑IC、RF IC及无源元件、SAW 滤波器和机械部件进行集成。已有集成了DSP、 CPU、和RF IC的SiP的实例。
在RF SiP设计实现中，封装已不仅仅是IC和电路板间的连接性内插件，而是变为系统集成的工具，并可以包含许多无源元件，其自身使RF SiP和典型的数字IC封装或SiP有很大差异。
例如，衬底互连/金属结构可看作有源器件，在功能性电路仿真中需要细致的建模、提取和包容，以便理解和管理耗散与辐射等高阶效应。
如前所述，RF SiP是由多个不同技术的设计元件集成在一个普通封装中而组成的。
为成功实现这些模块，需要一个全面的仿真解决方案以进行模拟、混合信号、RF、及全芯片设计验证，同时有多技术支持，以便不同工艺技术的裸片在顶层系统中能同时进行仿真，此处的顶层系统即为RF SiP模块。由于RF SiP模块衬底是基于另外的、完全不同的工艺技术，这使得对两个技术迥异的裸片进行的并行仿真更加难以控制。
由于设计的高频率，RF增加了复杂性。RF设计要求专门和特别的分析方法。时域和频域理论上有二元性，但在实际中需要归并这些域。
选用哪种方法，取决于电路类型、电路大小，或者是设计师偏好。最终这要求有一个无缝环境，以便选择模拟方法。
与模拟和定制数字仿真器不同的是，FastSPICE仿真器通过电路板模拟RF效应时并非特别实用。为加速仿真，设计师可能使用基于包迹的分析，以加速包含了非常高与非常低频率信号电路的仿真。
RF系统高度依赖无源元件来进行匹配、调谐、滤波和偏置。高Q值和低容差电感与电容在无线系统中非常普遍。
无源集成对于系统小型化和成本降低非常关键。对RF SiP应用有两种集成技术：集成式无源器件（或网络）与嵌入式无源技术。
集成式无源器件通常为接口至SiP的玻璃、GaAs或硅薄膜，类似于通过金属线键合和/或倒扣芯片技术的其他芯片器件。嵌入式无源技术将无源器件集成至RF SiP衬底的方式，和螺旋电感与交叉指型电容相集成方式相同。
与集成电阻和电容不同的是，螺旋电感除参数化的版图单元外，还需要有专用的综合与分析性能。设计师需要使用域解算器来捕获单电感器间的耦合效应，和/或在版图后提取过程中隔离互连。
实体设计的其他效应比在模拟设计中发现的对RF电路有更大影响。这使RF设计师有必要在仿真过程涵盖系统互连的精确模型。
对于关键部件或3D结构，如键合线，可能需要电磁仿真来捕获S参数以得到精确模拟。另外，高速要求使RF电路对信号和电源完整性问题极度敏感。
尽管基于连通性、约束驱动的版图和器件生成能增加生产率，但由于器件数量较少，版图自动化在RF设计中被考虑到的更少。RF域对物理拓扑高度敏感，以致在版图、提取和电路设计间产生了大量的迭代，并且对RF电路的优化也很冗长。约束驱动的流程能确保获取设计者的意图并缩短周期。
因此，RF SiP流程的精髓即处理、复制并控制版图的后仿真和效应，并以及时的方式在设计过程中适当的位置有效利用该信息。
不同部分的集成通常在设计周期的后期阶段完成。曲解说明书（通常是因为模糊的语言）导致的设计失误、非法的接口连接等如在后期阶段才找到，代价将非常高昂。
总之，需要以下述完整方案来解决RF SiP的挑战：
● 提供一个无缝流程，要始自完全的SiP 电气仿真，经单原理图驱动的版图实现，结束于全面的信号完整性检查。
● 跨多技术和包括系统级、数字、混合信号和模拟/RF在内的设计域，完成功能性、性能和闭环验证。
● 通过有效整合SiP级信号完整性分析和IC级寄生参数提取，提高仿真的精确性和完备性。
● 通过控制电感器综合与无源元件建模，优化片内和片外配置。
必须通过一个普通环境满足以上所有要求，该环境自身不仅要为SiP设计师的工作提供便利，还要使IC与物理封装实现相结合。
必须在多重提取级别同时包含SiP和芯片级视角，来回传递同一设计附件，以便于从任一环境角度进行验证/实现。
第2部分
RF SiP流程必须处理、复制并控制版图的后仿真和效应，并在设计过程中的适当位置利用该信息。
理想的RF SiP流程
该方案以对SiP产品设计方法学改进的形式而来，适应RF IC流程并将该基于原理图的流程与封装实现相联系的协同设计环境，是解决RF SiP设计挑战的核心要求。
协同设计将全部设计域（IC、封装和电路板）的模式带入普通的设计环境，以整个系统或子系统的顶层电气仿真作为起点，实现开发中设计的全局优化和个性化。这是一个跨所有相关设计域管理设计各组件间物理、电气和制造接口的设计过程。
这是能在紧逼的上市时间要求、复杂的成本结构和系统架构折衷间作协调的唯一方法。必须便利整个设计链的协作，因为，要高效地设计出SiP，将设计一个包括系统、SoC、电路、封装和电路板设计的复杂设计链。
传统上，这些设计师都是独立地工作，而设计都是使用不同工具、方法和流程分别进行生成、模拟、实现和验证，而没有对整个设计有一个单独的“系统”级电路仿真视角。
为RF SiP预备一个全新、单一的“大环境”并非答案——RF SiP设计方案需要将前端设计的IC领域与受IC领域的驱动的封装领域绑定，便于封装设计师实现SiP。为使一个RF SiP方案得到有效利用，它必须是某个工程师正在使用环境的一个天然部分。
在RF SiP设计中，RF IC 设计师会扩展他的顶层原理图和测试台，以便同样覆盖从前端布局或集成在封装衬底中的片外部件，封装设计师使用与前端的紧密互连，和对寄生效应和信号及电源完整性分析的专门注意，以物理实现SiP。
集成时，需特别注意谁来执行顶层仿真并完成顶层实体设计，以及设计附件（网表、模型、数据库等）得自哪里。设计附件是跨各设计域高效集成的重要部分。
在SiP设计中，设计师不仅要考虑时钟是否符合规格，还要考虑使用何种与怎样使用设计附件对集成和快速设计过程进行支持，尤其是在顶层。该附件需要在各设计域中自然地从设计过程分离。
定义RF SiP设计流程的最佳位置是从全局方法学视角和环境开始。工程师需要使他们能集中于他们专业知识领域的包容性方法学，在系统级环境中验证他们的设计，在顶层集成他们的IP。.
在IC 领域有两个依赖于应用的不同流程——用于RF/模拟/混合信号前端到后端IC实现的基于原理图的“定制”（或全定制）IC流程，一个数字实现流程。
所以对于RF SiP设计，目标途径需要来自定制的角度，其潜在的方法学建立于高级定制设计（ACD）方法学2。ACD方法学主要用于IC设计，但也可用于多种集成策略。
ACD方法学定义了适合于混合技术设计的工艺，它接受设计任务并使它们并行，同时考虑到顶层视角、寄生参数与初期和经常执行的分析功能。它最终使设计能在任何位置获得尽可能多的信息以进行下去。可预测性是ACD方法学的推动力。
可预测性的需要受两个主要因素的驱动：进度表，它必须从设计的开始就得到满足，同时必需快速地达到制造；性能要求，它必须得到满足，以便获得一次通过的成功，同时需要一个系统互连精确方法学。
为解决前述RF SiP设计的挑战，仅仅增加封装工具的部件和性能是不够的。正如前面提到的，SiP解决方案需将前端设计的IC领域和受IC领域驱动的封装领域绑定，以便封装工程师实现SiP。
以下对RF SiP任务流程的描述会集中于流程的SiP部分，而IC部分只做参考，描述它在何处和怎样与SiP流程连接。 RF IC 流程的细节详见RF Design Methodology Kit 白皮书3。
初级原理图和测试台的建立自顶向下的工艺始自初级电路设计，此时配备一个高级原理图，以研究设计的可行性并验证整体系统性能。在该阶段，晶体管级或所有子部件的具体模型可能还不存在。
因此，设计师将不得不采用行为或其他高级建模方法来表示缺失的部分。这就要开发各种其他实现选项和较短验证周期。
通常，会使用理想元件表示现成的SMD元件和嵌入了无源元件的衬底。同样，会使用自顶向下Verilog-A、Verilog-AMS、或VHDL模型代表大型混合信号和数字IC的功能。RF和高速电路可能也包含对互连寄生效应和传输线效应的估计。
仿真配置生成并保持于设计环境，便于大量仿真和对各模块的视图进行有效管理。
这些可能包括一个行为视图、一个版图前视图、几个寄生信息视图（其中一个视图可能有集总元件（RLC）分支电路，一个视图有由域解算器生成的S参量表示等），或许还有后面附注的行为视图。
该完整SiP配置作为可执行的规格，可将持续验证作为模块到期，在整个电气和实体设计过程中生成持续的进展路径。
因为问题能在尽可能早的阶段发现从而有时间去解决，而且模块可依照单个进度表并行地设计，所以这是非常重要的。这些规格后来会用于控制各部件的实现并将其集成至SiP设计。
该系列第3部分将探索一个分步实现的过程。
第3部分
通过协同设计方法学和相关技术平台的结合，企业可削减数周或数月的设计时间。
本三部曲系列的第1、2部分回顾了基本原理和SiP封装技术，并详述了针对RF SiP的设计挑战。在最后部分，作者描述了实现设计所需的步骤。
（1）详细的原理图
研究了初期设计后，下个步骤是理想元件到物理实现选项（如嵌入式对 SMD）的映射。这需要无源元件如螺旋电感、传输线单元和交叉指型电容进行符合规格的综合。
这带来两个关键性后果：可在模块级版图完成前用于仿真的无源元件早期模型的生成，和在目标工艺中用于物理实现的参数化版图表示（p cell）。螺线间相互耦合的初始分析也同样被激活。
值得注意的是，包括不同裸片片内电路图的完整SiP设计将被捕获，进入一个存入单独数据库的单独原理图。该环境也支持原理图驱动的版图实现，后者在连通性上正确，并将约束从原理图传送至版图实现。版图对电路原理图检查(LVS，Layout Versus Schematic test)、版图原理图间元件交叉探查、版图到原理图或相反过程的参数变化附注是整个流程中需要实现的更关键要求。
（2）初级SiP布局和规划
在某处，设计足够成熟，可以开始物理版图实现。这应该在设计早期完成，作为一种途径，以决定最佳封装规划来降低尺寸和成本，并决定最佳技术分割和I/O布局。包括IC裸片管脚符号、嵌入式p cell元件在内的所有 元件都被布局在设计中。在该位置，对倒扣芯片和金属键合线粘接的支持是进一步的要求。
应明智地利用版图自动化（自动化布线、连通性驱动的版图、约束驱动的版图和布局）。使用版图自动化的优势是，它紧扣原理图并提高生产率。在正向上，原理图信息被直接传送给版图编辑器。
然而，版图设计阶段的任何改变均可附注在原理图中。这样，原理图和版图都可以保持同步。这使得实体设计过程变得同前端过程一样可以重复。配置初始工具的时间总花销同整个设计过程的迭代相抵消。
如有可重复的版图工艺，工程更改单（ECOs）就能更高效地完成。要权衡自动化版图工艺的可重复性和高灵敏电路图的要求，后者需要人工的方法。
（3）生成SiP版图
经过初始SiP布局和规划，衬底可行性规划加上互连布线完成了实体设计流程的电气部分。可能用飞线标示未布线网络，以指导通常用于关键RF 信号网的人工详细布线过程。
通常这些网络有阻抗和布线约束的结合，不能使用自动布线器。因此这些网络会被给以优先待遇首先布线，接着是关键电源和接地。最后，再添加剩余的信号和电源网络。最后在该处需进行完整设计规则检查(DRC)、版图对原理图检查 (LVS)、版图对版图(LVL，Layout Versus Layout Test) 检查。对于复杂SiP设计，3D可视化检查也是必要的。
（4）版图后提取和再仿真
RF SiP设计对寄生效应高度敏感。在实现物理RF SiP衬底版图时，最可能要用到EM仿真，为无源元件提供高度精确的模型，并为关键信号提供互连路径。
例如，一些螺旋电感加之周围互连可能非常关键和作为EM仿真的目标，这些EM仿真模型可能被换进来以替代设计早期生成的模型，并与现有模型进行混合和比较。
管理不同级别的寄生信息的能力是极为重要的，因为设计师能描述包括各区域、线路或模块的寄生信息，并再次恢复运行时对精确性的交换能力。
通过寄生提取工艺管理绘制的电感是整个设计流程的一个重要方面，并保证给以特别考虑。事实上，可以考虑采纳中途相遇的方法生成电感。在设计过程早期，这些电感是利用一个自顶向下模型绘制（或综合）的。
随着设计的进行和版图的成熟，自底向上的工艺实现了更多改进。在该自底向上阶段，为电感包括了完全寄生效应，还有同其余电路一样的使用同一寄生方法学的周边电路。这实现了这些关键部件的更精确表达。
电路设计师需要选择最适合前端工艺方法的能力：快速准静态3D EM解算器或减速器、更精确的2.5-3D EM全波段数字解算器。全波段EM解决方案对复杂形态和更高频率谐波更佳，但是准静态在大型耦合设计领域更具优越性。但并非所有电路都有这些需求。
最终的完全寄生检查可作为签收、基于互连的提取，并且源自上述各种解算器的模型能与提取过的数据共存。差异可能会出现，但是对差异的理解本身就是重要的一步，因为取决于工艺信息和设置的各种情况会影响模型和仿真效果。就此而言，从不同阶段进行多种仿真运行，并为确保准确性而使用各种技术具有重要的价值。
结论
RF SiP实现方法学提供了一个新的封装平台，较SoC实现具有更高灵活性、更低成本、和更快周期的优势。SiP技术在节约成本的工艺里使数字和逻辑IC、RF IC和无源元件集成在独立的封装内。
带设计域间设计工具交互和基本方法学的设计流程的缺乏，被认为是充分利用SiP提供的优势的关键。
通过推荐的协同设计方法学的最佳实行和开展，和相关技术平台都应用于RF SiP Methodology Kit内分段代表设计，许多企业将能削减数周或数月的设计时间。
作者简介
Juergen Hartung已在Cadence设计系统公司工作了8年。开始时他是各 RF/模拟/混合信号研究的项目经理，现在则是负责无线应用设计流程的技术营销经理。在来Cadence前，他是德国汉诺威SICAN GmbH公司RF部门的设计工程师。
参考文献
The RF SiP Methodology Kit
www.cadence.com/products/
kits/rf_sip_methodology/ index.aspx
White paper: The Advanced
Custom Design Methodology
www.cadence.com/whitepapers/
Virtuoso_methodology WP.pdf
White paper: The RF Design Methodology Kit
www.cadence.com/whitepapers/rfic_flow_wp.pdf pdf
压缩技术论文范文第2篇
1 压缩机段间缓蚀剂注入技术改造
1.1 压缩段间运行问题分析
在装置运行一年以后, 急冷塔的PH一直不稳定, 与之相关的地方找原因。返回急冷水塔的有一股水来自压缩工段, 压缩工段V-1310的水通过P-1310输送去急冷水塔, 在装置满负荷运行下大约有15T/H的量, 因而这股水相的PH也影响急冷水塔的PH。在一段时间内, 特别关注这个问题, 联系分析人员, 对V-1310、V-1320、V-1330、V-1346的水相做PH、Fe离子分析。每班对V-1310、V-1320、V-1330、V-1346的水相用PH试纸测量PH, 很长一段时间PH一直在4.5-5.5, 呈酸性。压缩段间的裂解气管线和液相管线都是碳钢材质, 长时间在一定湿度的酸性环境, 对管线的腐蚀特别强烈。
1.2 问题的处理
针对现有的问题, 通过讨论研究, 采取段间注入缓蚀剂, 可以解决这一问题。在80区加氢装置有一块预留地, 可以设计助剂罐和计量泵的安放, 然后配管到压缩段间1-4段。由于装置处于运行状态, 如果在管线上打孔是行不通的。经过图纸与现场各个点的对比, 最后选择在每段的排出管线上。每段排出管线上有现场压力表, 正好配管到压力表引压管线上, 正好又解决了这个问题。
2 液相烃聚结器A-1380技术改造
2.1 液相烃聚结器A-1380问题分析
根据设计, 液相烃聚结器只有一台。实际上, 在平时运行操作过程中发现, 如果聚结器出现问题, 没法切出处理。在满负荷下运行, 设计液相量约22T/H。在很长一段时间里为了平衡罐存, 裂解原料中比如LPG、HTO等等重质原料的比率偏高, 因而经过裂解后压缩工段的液相负荷也偏高。在满负荷的情况下液相量大于等于27T/H, 因而聚结器A-1380一直在高负荷状态下运行, 这将对聚结器里边的聚合芯和分离芯的使用寿命是一个严重的考验。裂解炉每个2个月左右要切换烧焦, 裂解炉切换投料过程中 (时间短则也要几个小时) 液相量大于等于32T/H, 聚结器在超高负荷下运行, 严重影响其使用寿命。
2.2 问题的处理
在年初的短时间停工整改中, 这个问题在整改项目中。经过讨论与研究, 在A-1380A的旁边空地安装一备用聚结器A-1380S, 备用台各个附件和内件都和原件一样。原来运行近一年的聚结器A-1380A倒空、置换, 里边的聚合芯和分离芯都更换新件。
3 液相干燥器D-1380A/S技术改造
3.1 液相干燥器D-1380A/S入口水相问题分析
液相干燥器的液相烃类从干燥器的底部进顶部出, 再生周期为48小时, 当其中一台运行, 另一台就处于再生状态, 物料侧的进出口电动阀处于关闭状态。再生台入口物料管线, 水平加垂直长度约10M里边的物料处于静止状态, 时间上有一个再生周期48小时。液相烃类中含有微量水, 这期间就会发生沉降分层现象, 水比烃重, 就聚集在底部, 正好在干燥器入口电动阀处。如果不排水, 直接并行进去, 大量水直接进入干燥器, 对3A分子筛吸附水量造成严重影响, 大大缩短了干燥器的运行周期。
3.2 问题的处理
在一段时间里从物料入口电动阀前的倒淋处排水, 用桶子接。不方便操作, 而且水里边含少量烃类经常出现冻堵现象, 排至污水井, 时间长了容易造成污水里边的TOC超标。经过讨论分析, D-1380A/S设计排水管线并到倒液线返回V-1335。没有施工难度, 配管距离近, 又解决了冻堵和环保问题。
4 碳二加氢反应器R-1360技术改造
4.1 碳二加氢反应器R-1360各床出口绿油问题分析
本装置碳二加氢反应器采用德国南方化学的Ole Max252型催化剂, 在自加氢反应中放热, 因而在反应床出口温度会升高。在较高温度下, 裂解气中的不饱和烃分子会发生聚合反应, 而每床出口都有一冷却水换热器降温调整下一床的入口温度, 裂解气中的聚合大分子经过冷却会冷凝成液态聚合物也就是“绿油”。在开车最初半年, 反应床温升不太大, 绿油量很小。随着时间的推移, 反应床温升增大, 绿油量增大, 通过从低点倒淋用桶子接, 经常都可以接到数桶。由于压差特别大, 开阀难以把握, 排出来的绿油有刺激性难闻的气味, 操作人员身心都遭受严重的影响, 而且排出来的绿油只能倒入废油池没有合理的利用。
4.2 问题的处理
针对这个问题, 想到油水分离罐V-1320有一股汽油线送至汽油汽提塔, 通过讨论分析, 配线去V-1320就正好解决了这个问题。不仅及时有效的排放绿油, 而且还循环利用烃类聚合物“绿油”, 也减少了对环境的污染。
5 结语
通过以上诸多技术改造, 四川石化80万吨/年乙烯装置满负荷运行半年多以来, 压缩工段各个系统运行正常, 操作人员在日常操作中也非常安全、便捷。在公司号召“零污染、零排放”的环保口号下, 这些技改起到了举足轻重的作用。时间是验证实践的真理, 虽然只是一小段工艺, 却对整个乙烯起着枢纽的作用, 为整个乙烯装置长满优运行创造最大的效益。
摘要：四川石化乙烯装置经过一段时间的运转, 压缩工段出现了很多设计上的疏漏。为确保装置长满优运转, 于2015年初局部停车整改, 在很多方面进行技术改造, 以下是针对压缩工段的技术改造的详细探讨。
压缩技术论文范文第3篇
1 增压汽油机的可变压缩比技术
为了降低最高燃烧压力, 增压内燃机应适当降低压缩比。增压比越高, 压缩比降低幅度越大, 但过高的降幅会恶化内燃机的经济性能, 且会造成冷启动困难。因此利用增压技术缩小发动机排量能兼顾汽车的动力性和燃油经济性。这对柴油机和汽油机均适用。柴油机增压早已是司空见惯, 但汽油机增压却不多见。其原因如下: (1) 汽油机即使不增压也能轻松地达到比增压柴油机还高的升功率; (2) 增压会导致成本增加; (3) 汽油机采用废气涡轮增压会给排放带来不利影响; (4) 汽油机增压容易引发爆震。
如果汽油机不考虑通过转移工况点来优化燃油经济性, 那么确实没有必要采取增压。但是近年来汽油机的燃油经济性越来越受到人们的关注, 同时相当一部分用户对汽车动力性的要求也日益增长, 所以汽油机增压越来越受到人们的关注。
为了充分发挥缩小排量以提高增压汽油机燃油经济性的潜力, 同时控制爆震, 不影响排放, 最佳的解决方案是采用可以随着工况而改变的压缩比。相比之下, 自然吸气汽油机采用可变压缩比的意义不大;柴油机根本不需要采用可变压缩比。
可变压缩比方案比较:
图1示出了一些基本方案的原理。其中, 方案 (1) 将气缸和气缸盖相对于曲轴移动一个位置, 发动机气缸体在一定程度上“掀开”了盖子, 因而压缩比可以变动, 不久前已由SAAB公司付诸实施。方案 (2) 与此类似, 但借助于气缸盖里面的副活塞来改变燃烧室容积。这种结构已经在两气门发动机上实现了, 不过在四气门气缸盖上很难实施这个方案。方案 (3) 利用压缩高度可变的活塞改变压缩比。方案 (4) 利用一个偏心的曲柄销或一根长度可变的连杆绕过了这个问题。方案 (5) 的曲轴支承在一个偏心器上, 利用某种手段使偏心器转过一个角度, 就能改变曲轴在竖直方向上的位置, 因而活塞的上止点和下止点同时移动了一个相同的量。由于曲轴轴心线发生移位, 与气门定时传动链和动力传动链的中心线都发生了错位, 所以必须进行补偿。方案 (6) 的曲轴也是支承在一个偏心器上, 与方案 (5) 不同的是, 它借助于齿条而不是偏心器使曲轴移位。方案 (7) 至方案 (9) 借助于一根分成两段的连杆, 并且加设了一根操纵杆而实现可变压缩比。
而根据可变压缩比概念比较得出, 只有燃烧室形状可变的方案会对燃烧室的几何形状干扰到不可接受的地步, 其他方案对燃烧室几何形状的干扰不明显。
比较调节机构所受的力, 其中折迭式曲轴箱体 (活动气缸盖和气缸筒) 的效果不好, 因为调节机构本身的原理决定了它处在力流之中。在连杆分成两段的方案中, 受力情况比较有利, 但是操纵杆的偏心轴受到的力矩相当大。其余几个方案都比较好, 其中的可变活塞 (连杆) 方案仅在当时的气体力和惯性力可用于调节压缩比, 而且系统是自动稳定的情况下才比较好。
在惯性力方面, 活塞和连杆的调节系统有缺点, 因为这种系统使得作往复运动的质量增加了。在连杆分成两段的方案中, 除了往复运动的质量提高了以外, 运动学方面的改变还会导致惯性力增大, 以致在三缸和四缸机中必须进行强制性的惯性力平衡。
压缩比的可调节性, 除了与作用在调节机构上的力有关以外, 也与机构是否易于接近有关。这方面, 气缸盖中的副活塞和通过偏心器调节的方案特别有利。
在制造费用方面, 对各种方案的制造过程相对于原型发动机的改变进行了评估。分成两段、且带有操纵机构的连杆以及布置在气缸体内的折迭式机构对原型发动机的影响最大;其他方案带来的影响比较小。关于安装空间的考虑表明, 在采用折迭式机构的方案中, 进气侧和排气侧必须跟着转过一个角度。反之, 在连杆分成两段的方案中, 侧置的操纵机构对发动机主尺寸的影响就成为一种缺点。
曲轴移位的方案特别有利的原因是, 发动机主尺寸和安装空间的紧凑性都可以保持不变。这个方案几乎不需要改变安装空间就可以在原型发动机上实施。
2 可变压缩比带来的好处
汽油机采用可变压缩比的最大好处在于燃油经济性, 此外还有许多其它好处。适合于多元燃料驱动。可变压缩比使得汽油机在所用燃料种类方面非常机动灵活, 因为可变压缩比汽油机总是以最适合于所选用的燃料的压缩比工作。如果可变压缩比汽油机采用其辛烷值超过汽油的燃料工作, 那么上述优点就会变得更大。
2.1 有利于降低排放
为了使催化转化过程能够顺利地进行, 三效催化转化器必须达到400℃左右的工作温度。冷发动机起动后需要经历一段所谓的“起燃时间”才能达到这一温度, 大约是1至2分钟。在起燃时间尚未结束之前, 三效催化转化器对排放的净化转化作用十分有限。采用可变压缩比汽油机概念, 与推迟点火一样, 能够降低热效率进而提高单位排量的废气热流量, 迅速地加热三效催化转化器, 就可以缩短起燃时间, 明显地降低冷起动和暖机阶段排放。在部分负荷工况, 针对HC随着压缩比增大而升高的现象, 一方面, 由于本概念可以接受较大的排气再循环率, 因而能够更多地降低NOX排放;另一方面, 在较高负荷下通过提高压缩比能够提高热效率, 增大扭矩, 可以部分地替代混合气加浓的程度, 因而降低对混合气加浓的要求, 这样就可以扩大闭环控制的工况范围, 进一步降低有害物质CO和HC的排放。
2.2 提高运行稳定性
传统的固定压缩比汽油机在冷机怠速阶段为了加热三效催化转化器, 要大幅度地减小点火提前角以降低热效率。这样一来就会明显地降低扭矩, 有可能使得发动机运行不稳定。在全负荷工况为了减少增压汽油机的爆震倾向性也要依靠减小点火提前角。但是, 过多地减小点火提前角会导致扭矩过多地下降, 使得发动机运行不稳定。可变压缩比汽油机可以先通过减小压缩比在一定程度上降低热效率, 然后根据实际的转速变动情况在较小范围内调节点火提前角, 使得发动机在冷机怠速和全负荷时平稳地运行。另外, 通过提高压缩比可以提高扭矩, 抵消高的排气再循环率给发动机运行带来的负面效应。
3 总结
现在的车辆都标示着它有一个高压缩比的发动机, 同时也明显的显示它是一部高性能的车子, 能满足全方位驱动需要, 然而这样的术语先不去探讨全方位究竟如何, 单就这个常常被人忽视的压缩比而言, 事实上它代表的是一种科技的成熟, 是说明着有一连串相关技术的成就或理论的成功, 就更需要我们去深入的开发与研究。
摘要：不论这辆车上所选装的是汽油发动机还是柴油发动机, 能保持稳定且适当的压缩比才能使发动机的运转得以平顺和稳定。而且它的变化直接影响着发动机的的动力性和经济性, 甚至影响其启动性能。文章将着重阐述压缩比在汽油机及柴油机中的重要性及其新型技术的应用。
关键词：压缩比,动力性,经济性
参考文献
压缩技术论文范文第4篇
1支架安装
配管不是压缩机震动的主要原因,但是要在管道的支架上控制和消除震动。
往复式压缩机排出气体产生压力胍动,这种压力胍动对压缩机的性能产生恶劣影响,并成为配管振动的主要原因。配管振动源除此之外还有机械振动,当振动与配管的振动数发生共振时,配管会强烈振动,能使管道焊缝和紧固法兰的螺栓遭到破坏和松动,并能使配管的相连的建筑物,管廊及其它配管发生振动。所以管道支架安装是消除管道震动的重要措施。措施如下振动源从机身而出,向外发散,支架约束的点要顺着管道的张力,牢牢的控制管线,至少保证振动的力在卡子里,由于卡子里的衬垫是高密度的和耐高温的,一定上缓冲并控制了振动力。固定的独立的基础是保证支架不与其他产生振动的关键。基础应从地面独立而生,使管线振动不影响框架及其他,并能保证不与其他管线形成共振,卡子的螺栓母应是双母紧固,并能保证在保温层外面,保证设备运行一段时间后,因振动、因高温而产生的松动,进行紧固。管线的振动,要在管线的支架的远近上调解和控制,一定让管道随着机身的振动让支架产生控制,并能把振动余力在卡子里逐渐小的向外传递,并不是把他控制在一点上,振动是一个波次又一个波次的振动,必须在一个振动到来的时候,已经消掉了振动的力。。
2焊前准备及要求
保证压缩机运行的安全,焊接质量施工过程中严把关。严肃对待焊前准备工作和施工环境及条件,才能保证焊接质量。焊接在整个施工的质量地位是最重要的。氢气管道由于本身遇空气爆炸的特性,必须对焊接的前后工序进行规范的焊接准备。同时焊接环境也是保证焊接合格率的关键。所以要满足以下条件。
2.1焊材烘干室验收合格,焊机等电动机具已调试完毕。
2.2焊接作业区手工电弧焊在风速超过8m/s、氩弧焊在风速超过2m/s时,应设防风棚或采取其他防风措施。焊接作业区的相对湿度不得大于90%,当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时,应采取加热去湿除潮措施。
2.3焊评已报验,焊接作业指导书已编制完成
2.4焊工按照业主质量部《焊工准入制度》进行焊接考试合格。
2.5焊接材料进厂应具有产品质量证明文件,符合现行国家标准的规定,且实物与证明书上的批号相符。外观检查时,焊条的药皮不得有受潮、脱落或明显裂纹。焊丝在使用前应清除其表面的油污、锈蚀等.
2.6焊条应按说明书的要求进行烘烤,并在使用过程中保持干燥。
2.7焊条烘干员及时做好《焊条烘干记录》、《焊条(丝)发放、回收记录》、《气象记录》。并写全焊材的使用部位、厂家名称、牌号、批号等内容,随时对有问题的焊材进行追踪。
2.8焊工领取焊条时,必须携带完好带盖焊条保温筒,随用随取。同一焊条筒内,不准装入不同牌号的焊条,以免用错。焊条使用时间不得超过4小时,阴雨潮湿天气不得超过2小时,超过这些时间,应按规定重新烘干,焊条再干燥的次数,一般不超过两次
3焊接变形
虽然氢气管道焊口在焊接完成后会进行热处理对内部组织进行排列细化,进行应力消除。但是氢气管线压力高,管壁厚,出口管道的等级都在SCH60以上,并且坡口的宽度都在三十毫米以上。焊接产生的应力变形,一定程度上造成管线弯曲,管道不水平。焊接时,由于管道摆放受力不均,一侧虽然平稳放在支撑上,但另一侧不能均匀的摆放,在无法转动的情况下采用固定式焊接。焊接完成后,由于焊口上部在焊接的过程中受热的温度持续的增加,并在该焊口的上部形成了热堆区。由于热胀的温度高于管道底部,焊接完成后,热胀冷缩的共性无可改变,管道的顶部会在冷却的过程中比下部焊缝位置收缩的明显大,不仅产生管道弯曲变形。同时产生的应力如果并不能在热处理的过程中消除殆尽,直接影响管道日后的良好运行,为日后埋下隐患。现场所组对的固定口,在焊接的结果上等同以上的焊接结果。所以在实践中,焊接变形是对不能转动的管道说的。2000年初我曾经在利比亚的ATAS油气分离现场施工。由于管线的等级高,管壁厚,当时在安装的过程中,无法控制层间的温度,而且在要求焊接当量的大环境下,几乎固定口焊接完成后,都不能达到监造公司的要求。要求几近苛刻。当时在整个现场就采用了几种方法进行反变形。现在介绍两种主要的:(1)固定法兰口组对的时候要把靠法兰水平尺的水平珠歪到线外一毫米(就是水珠出中线一点),在然后固定焊接完成后,来拟补组对时的不足。缺点,焊工一定要了解整个意图,配合顺畅。(2)长的管道,平直的管道在组对完成后,用千斤顶或丝杠对管道向上进行顶(施力),高度以超60毫米为准。然后施焊。焊接完成后,一定要管道冷却后再撤下支撑,使管道平直。
4结语
往复式氢气压缩机的正常运行,机械专业非常重要,配管专业的技术提高和质量保证也是安全运行的保障。
摘要：往复式氢气压缩机不仅是对机械设备安装要求精度高。对管道安装质量要求一样严格,保证管线的支架安装合理能够减缓和控制压缩机带来的震动,同样,焊接准备及焊接变形安装尤为重要。
关键词：支架安装,焊接准备,焊接变形
参考文献
[1] 往复式压缩机配管规定石化集团兰州设计院标准
[2] 工业金属管道工程施工及验收规范.GB50236-2011
压缩技术论文范文第5篇
1 往复式压缩机故障诊断技术分析
根据往复式压缩机的运行, 分析故障诊断中的技术方法, 预防压缩机故障。具体的故障诊断方法如下:
1.1 专家系统
专家系统在故障诊断中较为常用, 将其应用到往复式压缩机故障诊断中, 提升诊断结果的准确性。往复式压缩机的应用范围广, 采用专家系统完成故障诊断, 具有实践的优势。
分析专家系统在往复式压缩机故障诊断技术中的应用过程, 如: (1) 获取与压缩机相关的专家知识, 通过专家交谈、查阅书籍的方法, 完善专家系统内的相关知识, 例如排气量异常检测, 观察Q=V·n·λV·λP·λT·λL公式中的参数变化, 判断往复式压缩机的状态, 常见的公式还有:溶剂系数λV=1-α (ε1/m-1) 、排气温度Td=T·εk; (2) 往复式压缩机专家系统内, 专家知识形成数据库, 其可根据压缩机的状态表现, 迅速检索数据库内的专家信息, 借助故障树的方式分析压缩机故障, 故障树中的内容有:阀座损坏、联接松动、仪表失准等, 为故障诊断提供依据; (3) 专家系统知识库在运行一段时间后, 要根据往复式压缩机的状态, 实行维护, 将新故障中专家分析的结果, 写入知识库内, 以便下次诊断压缩机中同样的故障。
1.2 小波分析
往复式压缩机发生故障时, 会产生大量异常的振动信号, 不同频段的振动信号, 代表了压缩机的故障特征[1]。小波分析既可以诊断往复式压缩机的在线故障, 也能分析出故障预兆的相关信息。目前, 往复式压缩机的故障诊断技术中, 在小波分析中引入神经网络, 神经网络补充小波分析中的不足, 完善了压缩机的在线诊断系统。例如:往复式压缩机中的故障训练样本, 完成在线信号采集后传输到信号消噪阶段, 故障样本进入到小波包分解与单支重构阶段, 经小波分析后提取故障特征, 将多信息向量的融合传入到神经网络训练与诊断内, 细化诊断小波分析后的故障信息, 最终输出诊断的结果。小波分析与神经网络的融合, 弥补了两者的缺陷, 在气阀泄漏、活塞组件泄露、气缸组件泄露、基础联动松动等故障中有实践性的应用。
1.3 线性回归分析
往复式压缩机故障诊断, 线性回归分析分为一元和多元两种。以一元线性回归分析方法为例, 分析其在故障诊断技术中的应用。一元线性回归分析中, 包含自变量、因变量两种因素, 形成一元线性关系, 实测往复式压缩机的信息, 构建回归模型, 研究往复式压缩机故障信息的相关性问题, 在一元线性回归关系中, 设计故障自变量信息x和因变量y, x=x1、x2, …, xn, 对应的y=y1、y2, …, yn, 其中, (x1, y1) , (x2, y2) , …, (xn, yn) 符合一元线性回归关系, 由此构建一元线性回归分析的模型, 可用于检测往复式压缩机中压力不均匀度、振动烈度的现行关系, 得出故障诊断的结果。
1.4 声发射技术
声发射技术, 是往复式压缩机故障在线诊断中的典型。声发射源在压缩机中传输, 进入传感器的耦合界面并通过传感器, 此时由声发射仪接收信号, 处理后显示故障诊断的数据[2]。往复式压缩机的状态, 能够通过声发射技术显示出来, 快速提取故障信号。例如:往复式压缩机样品检测中, 声发射技术采集了压缩机的信号, 信号分为有故障压缩机AE信号检测和正常压缩机AE信号检测, 经声发射技术分析后, 得出信号的特征, 比对差别故障的基准, 明确故障诊断的信息。
2 往复式压缩机故障诊断中的注意事项
往复式压缩机的应用越来越广泛, 推进了故障诊断技术的发展, 故障诊断始终是一项难点内容, 结合故障诊断技术在往复式压缩机中的应用, 例举故障诊断中的几点注意事项。
第一, 往复式压缩机故障诊断技术中, 以小波分析为基础的, 以神经网络或专家系统相结合的技术, 需考虑非定常信号的影响, 规范处理此类信号, 避免影响故障诊断的结果。
第二, 深入研究故障诊断中的定量关系, 预测引起故障的相关原因, 降低故障诊断及故障处理的难度, 利用定向关系中的故障原因, 提高解决故障的效率。
第三, 按照往复式压缩机故障诊断技术的运行状态, 规划完善专家系统的周期, 及时补充专家系统知识库中的内容, 同时推进信息化工作的开发, 实现专家系统的全方位诊断。
第四, 往复式压缩机故障诊断系统中, 注重数学模型的构建与应用, 因为数学模型是故障诊断技术中的难点, 压缩机故障诊断中一旦涉及数学模型的知识, 就会潜在发生数据缺陷的可能性, 所以结合往复式压缩机故障诊断, 理清数学模型中的关系, 特别是特征参数的控制, 完善数学模型的应用, 支撑故障诊断技术在往复式压缩机中的应用。
3 结语
结合往复式压缩机中的故障研究, 提出可用的故障诊断技术, 解决压缩机中的故障问题。往复式压缩机故障诊断的过程中, 注意相关事宜的控制, 明确压缩机的故障原因后再进行诊断, 提高故障诊断技术的准确性, 避免影响压缩机的诊断结果。
摘要：往复式压缩机, 在行业中的使用最为频繁, 不同行业内, 对往复式压缩机提出了不同的要求, 促使压缩机处于复杂的运行状态, 增加了往复式压缩机的故障发生率。所以, 本文以往复式压缩机为例, 分析故障诊断技术的应用。
关键词：往复式,压缩机,故障诊断
参考文献
[1] 李芳.往复式压缩机故障诊断技术研究[D].东北石油大学, 2011.
压缩技术论文范文第6篇
轴流压缩机组是催化装置的心脏,负责为再生系统提供烧焦所需空气。其最危险及最容易发生的工况是在喘振区运行。轴流压缩机组喘振危害极大,一旦发生喘振,极有可能造成机组损坏而影响到装置的正常生产,因此,根据准确真实的喘振数据做出一条可靠的喘振曲线对轴流压缩机组的安全运行是至关重要的。
联合一车间催化一装置轴流压缩机组投用于1986年,型号AV45-12,由于负荷偏低,不能完全满足于生产的要求,2004年检修期间,在转子末端新加一级动叶,由于工期及其它原因,喘振曲线未做修改,仍沿用原喘振曲线,造成防喘振裕度过大,运行工况区域变窄,导致机组无法完全发挥其效能,因此,急需重新对机组喘振数据测试,以适应工艺生产及设备运行的要求。
1 喘振测试原理
1.1 喘振的定义
所谓喘振,即轴流压缩机组运行过程中,因系统负荷降低而使压缩机进口流量降低,其进口流量降低到一定程度时,气体排出量会出现强烈振荡,从而使机组出现强烈振动的状况,它是轴流压缩机组性能反常的运行状态。轴流压缩机组喘振危害极大,一旦发生喘振,机组可能因为强烈振动而造成动、静部位的摩擦引起机组损坏;气流出现脉动甚至共振,可能造成机组叶片的断裂;气体倒流,可能引起机体内温度急剧上升,而导致叶片和内缸损坏。
喘振是压缩机特有的现象,当压缩机开机运行到正常转速时,压缩机运行在D点。当管网压力升逐步高时,运行点由D沿性能曲线上升,这一过程中流量减小压力升高,直到点A。当管网压力升高到一定值时,会出现滞涨状态,这时流量减少压力上升极其缓慢,基本保持不变,图中A到A1点。当流量继续减少,超过喘振点A1点后,这时管网压力开始大于压缩机的排气压力,导致管网压力和流量迅速下降,压缩机产生负流量即出现倒流,图中A1到B点。气体继续倒流,当管网压力下降到一定程度,压缩机恢复向外供气,流量增加,图中B-C。流量继续增加,压缩机恢复到正向流动,图中C-D。随着流量的增加管网压力升高,流量又会减少,重复D-A的过程。如果工况不能改变喘振循环(D-A-B-C-D)将持续。(见图1)
1.2 喘振相关参数
压缩机发生喘振的原因主要可以用如下关系式来表示:
式中,Q为进口流量;P为管网压力;n为转速;T为入口温度;M
为气体分子量。相对于轴流压缩机而言,其转速恒定。
1.3 喘振测试原理
喘振的发生与压缩机的功率有关,在不同功率下压缩机的喘振点是不同的,选取不同功率下的几个喘振点,连成曲线,既可得到喘振曲线。
喘振测试时,压缩机组运行到正常速度,选取入口静叶的几个值,分别做喘振测试,将几个静叶值测得的结果连接成曲线得到喘振曲线。当喘振将要发生时,压缩气体流量急剧下降,出口压力下降,喉部压差下降。如果发生喘振,压缩机气体流量、压缩机出口压力,喉部差压呈现周期大幅度的变化。通过对这些参数的监控可以准确的捕捉到喘振点,从而得到喘振线。当选定一个静叶开度时,慢慢关闭喘振阀,这时机组的出口压力上升,流量降低,曲线中的D---A。当达到一定的极限时,流量下降,压力不再增加,曲线中的A---A1,这时观察到这一现象,打开喘振阀,流量迅速上升,出口压力降低,机组摆脱临界喘振区,曲线中的E—F。当流量下降到负值后,气体出现倒流,这时出口压力迅速下降,曲线中的A1—B。这时打开喘振阀,流量迅速上升,出口压力降低,机组摆脱喘振,曲线中的G—F(见图2)。
2 喘振测试步骤
2.1 测试前准备工作
①机组调试工作已全部完成,机组运行所需水电气风已全部引至现场。此时需强调一点的是调试工作中,特别要注意防喘振阀灵敏度的调试及机组安全运行按钮和急停按钮的调试,这是涉及机组喘振测试安全的关键。
②将机组出口压力显示通过引压导管引至操作台前,并安装精度等级0.4级、量程0~0.4MPa、Y-150型校验合格的压力表一块。
③更改机组控制系统扫描周期,一般情况下应不大于80ms,以确保能准确记录机组发生喘振时的运行数据。
④人员安排。进行喘振测试时,除需机械、电气、仪表等相关专业人员对机组控制系统、负荷、运行状态进行监控外,还需要2名操作人员及至少三名数据监控人员。
⑤确定测试功率。喘振测试功率根据经验确定,一般选取机组在小于正常运行功率、正常运行功率及大于正常运行功率时的喘振数据,根据三个功率下的喘振数据即可得到一条喘振曲线,而数据越多,则曲线也就越准确。由于催化一装置轴流压缩机组基本处于满负荷运转状态,在满负荷运行功率下进行防喘振测试会造成电机超负荷,因此,测试功率全部选定在小于正常时运行功率,分别为静叶输出角度为40°、50°、60°、70°时的运行功率。
⑥工艺流程检查。检查工艺流程,确保压缩机出口至工艺系统管线阀门全部关闭,机组运行时空气全部经出口防喘振阀排出。
2.2 测试步骤
①启动机组,检查机组运行状况,试运一小时后机组无异常状况准备开始进行喘振测试。
②将机组静叶输出调整至40°,逐步关小出口防喘振阀,出口压力表指示会随着防喘振阀的关小而逐渐升高。
③当机组负荷逐步提高时,机、电、仪专业人员应密切监控机组运行状况,当有异常情况时应立即停止喘振测试,待异常处理完毕后再重新进行测试。
④继续关小防喘振阀开度,此时应密切监控机组出口压力表指示,操作人员触碰安全运行按钮,随时准备启动安全运行,数据监控人员应集中注意力监控出口压力、喉部压差及静叶角度的变化情况,随时准备记录机组发生喘振时的读值数据。
⑤随着防喘振阀的关小,机组出口压力逐步上升,当出口压力上升到一定数值时,机组开始靠近喘振工况,此时机组出口压力开始出现轻微波动,继续缓慢关小防喘振阀,机组进入喘振工况时,出口压力突然回零,空气放空声音消失,表明机组已完全进入喘振工况(由于流量测量仪表在工艺管道上,无法从流量上进行判断),此时,立即启动安全运行按钮,打开防喘振阀,确保机组立即离开喘振工况,同时,数据监控人员及时记录在喘振发生时出口压力、喉部压差、静叶角度等相关数据。
⑥特别说明,当机组进入喘振工况时,如果在启动机组安全运行而防喘振阀未能及时打开时,应立即启动紧急停机按钮,防止机组在喘振工况下运行时间过长而造成机组损坏,停机后,应重新进行防喘振阀的调试,确保动作正常后再次进行喘振测试。
⑦重新静叶释放,检查机组运行状况,无异常时重复步骤②~⑤,只需将静叶输出调整到所需功率下的数值即可,并记录下相关数据。
⑧在所有数据测试完毕后,喘振测试工作完成,再次进行机组运行状况检查,确保喘振测试未对机组运行造成损坏,确认无误后停机。
3 喘振及防喘振曲线的绘制
3.1 喘振数据校核
在喘振发生一瞬间,由于人的差异性,可能观测到的数据会有一定偏差,因此,观测数据必须与控制系统记录下的数据进行比较,确保数据更加准确真实。在进行综合比较后得到如下数据(见表1)。
3.2 喘振曲线的绘制
将此试验数据交由仪表控制工程师,根据试验数据,绘制喘振曲线,再将喘振曲线向右偏移6%,即可得到防喘振曲线。催化一装置轴流压缩机组防喘振曲线见图3。
4 结语
轴流压缩机组的安全运行对催化装置的连续运行至关重要,为防止机组因喘振而造成损害,就需要一条真实可靠的喘振曲线来保护机组的安全运行。通常进行喘振测试,一般邀请生产厂家工程师来进行,一方面增加了运行费用,另一方面由于生产厂家工程师对机组的运行状况并不了解,在试验数据的选择及喘振发生时间的判断上,并不一定能够比装置维护工程师更为可靠,同时,生产厂家工程师往往过于保守,可能在机组并未发生实际喘振就提前进行了判断,从而得出的喘振曲线将限制轴流压缩机组的运行区域,未能发挥出机组的全部效能,造成能耗上的浪费。
摘要：本文对轴流压缩机组喘振的定义及测试原理进行了介绍,描述了在测试过程中可能出现的异常情况及避免方法。
关键词：轴流压缩机组,喘振,测试,静叶,催化
参考文献
[1] 马伯文.催化裂化装置技术问答[M].中国石化出版社.
[2] 陆庆云.流化催化裂化[M].烃加工出版社.
[3] 陈弘.石油化工流体机械[M].石油大学出版社.