С быстрым развитием современной промышленности и появлением новых технологий в Китае, такие высокотехнологичные сектора, как водородная энергетика, химическая промышленность и атомная энергетика, предъявляют всё более строгие требования к производительности, давлению и чистоте газа компрессоров. Большая производительность означает более высокую эффективность производства и снижение общих затрат. Однако отрасль мембранных компрессоров в настоящее время в целом ограничена размерами головок цилиндров: диаметр мембраны с трудом превышает один метр, что приводит к недостаточной производительности отдельного агрегата. Это стало ключевым узким местом, сдерживающим масштабное развитие отрасли.

В этих условиях компания «Чжундин Хэншэн» точно определила потребности рынка и приступила к разработке мембранного компрессора большого диаметра. Целью является революционное увеличение размеров конструкции, которое напрямую и значительно повышает производительность за один цикл сжатия, тем самым открывая новый путь для повышения общей мощности агрегата и удовлетворения потребностей крупномасштабных промышленных применений.

Однако «увеличение масштаба» — непростая задача, требующая преодоления ряда системных вызовов:

Во-первых, экстремальные проблемы структурной надёжности. Увеличение диаметра мембраны приводит к резкому росту площади нагружения, что предъявляет беспрецедентные требования к усталостной прочности материалов и долгосрочной стабильности. Новая головка цилиндра сверхбольшого размера требует полностью переработанной системы охлаждения и поддержки, способной выдерживать нагрузки и вибрацию при циклическом высоком давлении.

Во-вторых, необходимость повторного балансирования системной динамики. Увеличенные массы движущихся частей и пульсации газа могут легко вызывать сильную вибрацию и шум. Это требует глобального моделирования и оптимизированного проектирования трансмиссионной системы, демпфирующих устройств и буферов трубопроводов.

В-третьих, комплексное обновление системы терморегулирования. Значительно возросшая производительность генерирует в несколько раз больше тепла сжатия. Систему охлаждения необходимо переконфигурировать: требуется точный расчёт и расширение пропускной способности водяных каналов головки цилиндра, газовых и масляных охладителей, а также внедрение интеллектуального мониторинга для обеспечения теплового баланса.

Для решения этих задач научно-исследовательская команда применила инновационные стратегии.

Благодаря усовершенствованию конструкции ключевых компонентов удалось эффективно снизить проблемы теплоотвода и вибрации в головке цилиндра. Кроме того, были проведены расчёты методом моделирования и выполнен подбор элементов трансмиссионной системы всего агрегата для обеспечения стабильности оборудования и увеличения срока его службы.

Была рационально оптимизирована компоновка трубопроводной системы, что позволило снизить вибрацию трубопроводов, сохранив при этом больше пространства для технического обслуживания без ущерба для производительности машины. Кроме того, был внедрён мониторинг расхода охлаждающей воды в реальном времени для обеспечения необходимых условий охлаждения агрегата.

Выпуск данного продукта не только восполнит технологический пробел в отрасли в области мембран большого диаметра, но и позволит клиентам заменить несколько параллельно работающих установок одним агрегатом, значительно снизив капитальные затраты и затраты на занимаемую площадь, а также повысив эффективность производства. Более того, это способствует развитию проектных и производственных возможностей отрасли, накапливая ключевые технологии и опыт для разработки мембранных компрессоров большего масштаба и для более высококлассных применений.