离心式CO 2 压缩机运行工况点物性参数的计算.docVIP

离心式CO2压缩机运行工况点物性参数的计算 马丽华 陈焕新 谢军龙 /华中科技大学制冷与低温工程研究所 费伟水 刘 斌/中石化巴陵分公司 摘要：分别采用查压焓图表法、R-S法、临界压缩性系数法、L-K法、R-K法等5种方法,对CO2在计算工况点的物性参数进行计算，并对计算结果进行了分析、比较，指出5种方法对不同的物性参数计算精度不尽相同，在实际工程中应根据需要合理选择不同的方法进行物性参数计算。 关键词：离心式压缩机； CO2；物性参数；计算 中图分类号：TH452 文献标识码：B 文章编号：1006-8155(2007)05-0019-04 Calculation of Thermophysical Properties of CO2 Centrifugal Compressor at Operation Points Abstract: In this paper, five schemes are adopted respectively, such as pressure-enthalpy diagram and saturated tables lookup method, R-S method, critical compressibility coefficient method, L-K method and R-K method, to compute thermophysical properties at operation points of CO2. Consequent results are analyzed and compared, which shows that there are some differences among the five methods concerning calculation precision of distinct thermophysical properties. Therefore, it is advisable that reasonable method should be selected in consideration of practical engineering requirements. Keywords: centrifugal compressor; CO2; thermophysical properties; calculation 引言 某公司对其离心式CO2压缩机进行改造过程中，将引起压缩机出口温度和压力改变，其工况变化可导致压缩机效率降低、耗功量增加及可能产生喘振等问题，因此必须准确计算压缩机运行过程中各段进、出口状态点的物性参数，这对压缩机性能校核和技术改造具有重要意义，准确计算CO2的物性参数是压缩机改造是否成功的关键因素。本文分别采用5种方法对压缩机运行过程中具有代表性的7个状态点进行了计算，并对计算结果进行了分析、比较。 1 CO2压缩机多级压缩工艺流程及计算工况点的选取 由于压缩机第一段进口温度、压力不发生变化，因此选取多级压缩系统运行过程中具有代表性的7个状态点B、C、D、E、F、G、H，分别对这7个状态点CO2的焓、熵、密度进行计算并比较，为CO2压缩机性能校核及技术改造提供了理论依据。CO2压缩机多级压缩工艺流程图见图1。 图1 CO2 压缩机多级压缩工艺流程图 2 CO2状态参数的计算方法 为精确计算CO2的物性参数，分别用查压焓图表法、R-S法、临界压缩性系数法、 L-K法、 R-K法等5种典型方法对CO2在计算工况点的物性参数进行了计算。具体计算方法如下。 方法一：查压焓图、表法 由R744饱和液体与饱和气体性质表，采用逐差法计算可得到饱和状态CO2的物性参数，而非饱和态的物性参数则由R744压焓图[1]查得，此方法比较直观、简便[2]。 方法二：R-S法 该方法根据以Helmholtz自由能为基准的状态方程计算CO2的物性参数，对临界状态点 附近的热物性参数进行了合理描述，可以计算单相区的热物理参数、饱和流体线上的物性参数、声速w、定压比热、定容比热、比焓、内能和Joule-Thomson系数μ [3]。R.Span和V.Vesovic分别于1996年和1990年发表在Journal of Physical and Chemical Reference Data关于以Helmholtz自由能为基准的二氧化碳状态方程和传输特性的文章，是目前必威体育精装版被广泛引用的物性数据源[4]。 方法三：临界压缩性系数法 凡是临界压缩性系数ξcr相近的气体，都可以看作热力学相似的物质，不仅其对比态参数遵从对比态定律，且热量参数同理想气体状态下的热