离心压缩机学习资料.docx

离心压缩机学习资料.docx

《离心压缩机学习资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《离心压缩机学习资料.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

离心压缩机学习资料

压缩机学习资料

一、压缩机的定义

所谓压缩机就是一种用来提高气体压力或输送气体的机器。

从能量观点来看，压缩机就是把原动机的机械能转变为气体压力能的一种机械。

压缩机通常分为两类：

一类是容积式压缩机，它是利用气体容积的减少来提高压力；另一类是透平式压缩机，它利用旋转叶片对气流的作用来提高压力。

二、压缩机的分类

透平压缩机一般分为离心式和轴流式两种：

1、离心式压缩机：

被压缩气体在离心式压缩机中的运动是沿着垂直于压缩机轴的径向进行的，离心式压缩机中气体压力的提高是当气体流经叶轮时，由于叶轮旋转使气体受到离心力的作用而使其速度升高，当气体流经扩压器、弯道、回流器这些截面积扩张的通道时，流速逐渐降低，从而使速度能转变为压力能，气体的压力得到提高。

2、轴流式压缩机：

气体在轴流式压缩机中的运动是沿着平行于压缩机轴的方向进行的。

在轴流式压缩机中，同样由于转子的旋转使气体产生很高的速度，当气体流经与动叶片间隔排列的静叶栅时，气体的流速逐渐减慢，从而速度能被转化为压力能。

三、离心式压缩机与其它压缩机对比，具有以下优点

1、排气量大、尺寸小、重量轻、占地少、不用备机。

而且离心式压缩机和蒸汽透平的价格低，设备投资少。

2、结构简单、易损件少、运转可靠，连续运行周期在一年以上，维修方便，操作和检修人员少，维修费用低。

3、供气均匀，运行平稳，调节方便，易于自动化操作。

4、可直接由蒸汽透平驱动，有利于生产中副产蒸汽的合理利用，节约了全厂的能量消耗。

5、气缸内不需注入润滑油，所以被压缩的气体不受油的污染。

特别对于压缩不允许与油接触的气体（如氧气）与怕被润滑油污染的气体更为适用。

缺点：

1.离心式压缩机目前还不适用气量太小及压缩比过高的场合。

2.离心式压缩机的稳定工次还较窄，气量调节方法虽较方便，但经济性差。

3.离心式压缩机的效率比活塞式压缩机低。

4.在同一叶轮速度下，由于气体分子量的不同，所获得的动能量不同，因此离心式的压缩机的工况将随被压缩的气体的性质和组成而变化。

四、离心式压缩机的工作原理：

离心式压缩机是透平式压缩机的一种，它的工作原理与输送液体的离心泵相似。

在压缩机的主轴上装若干个具有叶片的轮子，称为叶轮，当主动机带动主轴转动时，留在叶轮流道中的气体受叶片作用随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，气体被甩到叶轮外的扩压器中去，因此在叶轮中形成了稀薄地带，入口气体从而进入叶轮填补这一地带。

由于叶轮不断旋转，气体就被不断地甩出，入口气体就不断地进入叶轮，这就保持了压缩机中气体的连续流动。

正由于气体是在离心力的作用下被压缩，所以这种压缩机被称为离心式压缩机。

压缩比Σ＝排气压力（绝压）MPa／进气压力（绝压）MPa

离心式压缩机的主要构件有哪些？

基本作用如何？

1.吸气室：

是把需要压缩的气体，由进气管道或中间冷却器出口均匀地导入叶轮中进行增压，因此在每段压缩机的第一级进口都设置了吸气室。

2.叶轮：

它是压缩机的重要的做功元件，气体进入叶轮后，在叶轮片的推动下跟着叶轮旋转，由于叶轮对气流做功，增加了气流的能量，因此气体流出叶轮的压力和速度均有所增加。

3.扩压器：

气体从叶轮流出时，速度很高，为了充分利用这部分速度能，转化为压力能，设置了流通截面逐渐扩大的扩压器，以便将速度能转变为压力能，同时也作为回流室的入口。

4.弯道：

为把扩压后的气体导到下一级去，必须改变气流的方向，在扩压器后设置了使气流由离心方向改为向心方向的弯道。

5.回流器：

回流器是把从弯道来的气体，均匀的送往下一级叶轮的入口，继续提高压力。

6.蜗壳：

其主要作用是用来将末级后面的气体引出压缩机，因此，蜗壳的截面沿气流方向逐渐扩大，在汇集气体过程中，也起到了降速扩压的作用。

五、压缩机的不稳定工况

离心压缩机的运行有一定的稳定工作区，但由于实际上它常常在变工况下运行，有时就会偏离稳定工作区运行而出现异常现象，从而对机器设备造成危害。

比如一当流量小于一定值时，会产生严重的边界层分离和失速，工况将是不稳定的；如进一步减小流量，将会发生喘振，这时会产生强烈的气流脉动和周期性振荡；当流量增大到一定值时，流道中某一最小截面的气流平均速度会达到音速，这时流量不可能再增加，即堵塞工况或滞止工况出现。

、

六、喘振的概念

喘振是离心式压缩机本身的固有特性，而造成喘振的唯一直接原因是进气量减少到压缩机的允许最小值。

当气量小到一定程度时，就会出现旋转脱离，如这时进一步减小流量，在叶片背面将形成很大的涡流区气流分离层扩及整个通道，以致充满整个叶道而把通道阻塞住，气流不能顺利地流过叶道，这时流动严重恶化，使压缩机的出口压力突然大大下降。

由于压缩机总是和管网系统（压缩机后面压缩气体所需经过的全部装置的总称）联合工作的，这时管网中的压力并不马上减低，于是管网中的气体压力就反大于压缩机出口处的压力，因而管网中的气体就倒流向压缩机，一直到管网中的压力下降至低于压缩机出口压力为止，这时倒流停止，压缩机又开始向管网供气，经过压缩机的流量又增大，压缩机又恢复正常工作。

但当管网中的压力也恢复到原来的压力时，压缩机的流量又减小，系统中气体又产生倒流，如此周而复始，就在整个系统中产生了周期性的气流振荡现象，这种现象称为“喘振”。

七、喘振的基本原因

实际运行中引起压缩机喘振的原因很多，但基本原因不外于下边两种：

第一种：

压缩机实际运行流量小于喘振流量，造成这种原因的因素很多，诸如生产减量过多、吸入气源不足、入口过滤器堵塞、管道阻力大，叶轮通道或气流通道堵塞等。

第二种：

压缩机出口压力低于管网压力，造成这种原因的因素也很多，诸如管网阻力增加，进气压力过低，进气温度或气体分子量变化大，压缩机转速变化等。

压缩机出口压力低于管网压力，就会导致压缩机运行工作点向小流量区移动，从而进入喘振工况。

八、何为离心式压缩机喘振（飞动）现象？

当离心式压缩机流量减少到某一最小值（最小流量），气流的的分离区扩大到整个叶道，使叶片通道内无法流过气体，这时叶轮没有气体甩出，压力便突然下降，具有较高压力的管网气体就会倒流叶轮里来，然后叶轮恢复正常工作，重新又把倒流的气体压出，这样又使叶轮流量减少，气体分离重新发生，压力又突然下降，管网气体又倒流回来，再一次重复上述过程，如此周而复始的进行，就使压缩机和其它连接的管线、设备中产生的一种低频率高振幅的压力脉动，声音如吼叫喘气，所以称“喘振”现象，又称“飞动”现象，喘振时，噪音严重，机器强烈震动，操作很不稳定。

九、喘振现象的特征是什么？

喘振现象的特征是：

（1）压缩机工作极不稳定，气体介质的出口压力和入口流量大幅度变化，又是还可能产生气体倒流现象，气体介质由压缩机排出转为倒流，这是很危险的工况。

（2）管网有周期性振荡、振幅大、频率低，并伴有周期性“吼叫”声，正常运转时气流的声音为哨声，喘振时突然出现周期性的爆音，再减少流量，会出现轰隆声。

（3）压缩机振动强烈，机壳、轴承均有强烈振动，由于振动强烈，轴承液体润滑条件会遭到破坏，轴瓦会烧坏，转子和定子会产生摩檫、碰撞、密封元件将严重破坏。

实际运行中引起喘振的原因有哪些？

实际运行中引起喘振的原因有很多：

（1）因使速区的产生与扩展结果，管网流量、阻力的变化与压缩机工作不协调是引起压缩机喘振的重要原因。

这种工作的不协调可以分为两点：

第一，压缩机的流量等于或小于喘振流量，第二，压缩机排气压强低于管网气体压强。

（2）凡是运行中使压缩机特性线下移（如进气压强降低、进气温度升高、进气分子量减小等）或管网特性线上移，或者两者同时发生或减量过多，使联合运行点落入喘振区的都会引起压缩机喘振。

（3）开车过程中升速升压不协调，如升压太快，降压降速不协调，如降速太快都可能引起压缩机喘振。

十、喘振现象对机组有什么危害？

答：

压缩机运行发生喘振现象时，对机组的危害很大，第一，它可损坏如密封“O”型环等压缩机零部件，甚至引起动静零部件碰撞对止推轴承产生冲击力，破坏轴承油膜稳定、损坏轴承，可能破坏油密封系统，使油膜密封的油气压差失调，造成油膜密封故障。

第二，可能破坏机器的安装质量，破坏各部分调整好的间隙值，甚至引起轴的变形等，引起机器的以后运行中振动加剧，第三，可能使一些有关仪表失灵或使仪表准确性降低。

十一离心压缩机调节的几种方法

一、概述

改变压缩机工况的方法就叫调节，由于压缩机运行工况是由压缩机本身和管网性能共同决定的，所以改变运行工况既可以采用改变压缩机性能曲线也可以用改变管网性能来实现。

2、几种调节方法介绍

压缩机调节方法有：

压缩机出口节流调节、压缩机进口节流调节、改变压缩机转速调节、采用可转动的进口导叶、采用可转动的扩压器导叶等。

1、压缩机出口节流调节：

这种调节方法是通过开大或关小压缩机出口阀门的开度实现的，实际上也就是通过改变管网性能曲线实现工况点转移的。

这种出口节流法会带来节流损失，当调节量比较大时，阀门的这个附加损失也是相当大的，特别是机器性能曲线比较陡，这种方法很不经济，而且喘振线没改变，一般很少用。

2、压缩机进口节流调节；

这种调节是将调节阀门安装在进气管线上，通过改变阀门开度的大小，就可以改变压缩机的性能曲线，从而达到调节目的。

这种方法实际上是通过改变实际压缩机进口压力而改变压缩机运行工况点的。

改变进气节流阀开度，可以相应地改变压缩机性能曲线位置，从而进行调节。

进口节流比出口节流的经济性要好，因为节流后喘振流量向小流量方向移动，使压缩机能在更小的流量下工作，扩大了稳定运行范围，但采用进口节流阀能带来一定的截留损失，此外节流时要注意使阀门后的气流保持均匀的流动，以免影响到压缩机的工作而降低效率。

3、改变压缩机转速调节

当压缩机的转速改变时其性能曲线也跟着改变，所以可用调节压缩机转速的办法移动压缩机性能曲线改变工况，变转速调节并不引起其他的附加损失，只是调节后新的工作点不一定是效率最高点，而是效率有所降低，这种调节方法不要求机器中装备调节用的可动部件，因此压缩机本身的结构可以简单，制造方便，加之目前大型压缩机大都用蒸汽透平驱动，这样就可以很方便的满足转速改变的要求。

如果在调节时需要增加转速，那么在设计时，就应预先考虑到这个因素，在选择原动机应考虑到增速的余地，同时要注意到压缩机叶轮的强度，止推轴承的负荷等因素以免增速时可能超过许可值而发生事故。

4、采用可转动得进口导叶调节：

这是一种改变叶轮前进口导叶的角度，使气流产色号那个预旋转进而改变压缩机性能曲线的调节方法。

这种进口导叶可绕本身的转轴转动。

当转动后使进口气流产生与叶轮旋转方向一致的旋绕，称为正旋绕；当转动后使进口气流产生与叶轮旋转方向相反的旋绕，称为负旋绕。

当进口由正旋绕变到负旋绕时，整个压缩机性能曲线有向大流量区移动的趋势，而且在同一流量上的能量头有明显地增加，能量头曲线变得愈来愈平坦，喘振流量值有所增大。

对强后弯叶轮的离心压缩机，这种调节方法不理想，而通风机和轴流压缩机采用这种方法还可以，采用这种方法，可转动导叶的形状要设计的好，叶片要有良好的气动性能，这样就不会像进出口节流阀门那样产生较大的附加损失，所以采用这种用调节方法有较好的经济性。

5、采用可转动的扩压器叶片调节：

这种方法是装设可转动的扩压器叶片，在流量变化时相应的改变叶片扩压器进口几何角以适应改变了的工况的，避免在叶片扩压器种首先产生严重的脱离而导致喘振，从而扩大了稳定工况范围。

这种方法的实质也是改变压缩机的性能曲线。

此外还有压缩机放气调节方法，其实质是改变管网的性能曲线。

放气调节是把出口气体放空一部分或打循环到入口，这时对于后面来讲，流量可以从很小直至很大，但其经济性最差，一般只用于防喘振回路。

3、各调节方法比较：

1、改变压缩机转速的调节方法，经济性最好，调节范围广，他适用于由蒸汽轮机、燃气轮机驱动的离心式压缩机。

2、压缩机进口节流调节，方法简单，经济性最好，并具有一定的调节范围，目前转速固定的离心压缩机、鼓风机经常采用此法。

3、转动进口导叶调节方法，调节范围较宽，经济性也好，但结构比较复杂。

4、转动叶片扩压器的调节方法，能使压缩机性能曲线平移，对减小喘振流量，扩大稳定工况范围很有效，经济性也好，但结构比较复杂。

适用于压力稳定、流量变化大的变工况。

目前这种方法单独使用较少，常和其他调节方法联合使用。

5、出口节流调节方法最简单，但经济性较差。

目前除了在通风机及小功率离心式鼓风机中应用外，一般很少用。

6、出口放空或打回流能明显地增加压缩机的进气流量，使压缩机的运行工况远离喘振线，且结构简单，但经济性太差，实际运用中一般与变转速调节或进口导叶调节等较经济的方法联合适用，并且设计中要保证在额定工况下放空阀或回流阀全关。

十二、何为压缩机的喘振曲线？

由于对于每一转速，压缩机都对应有一喘振流量，小于喘振流量，压缩机即发生喘振，我们将各转速下所有的喘振点连接起来，即可得一曲线，这曲线叫做压缩机的喘振曲线。

十三、简述迷宫密封的工作原理是什么？

迷宫密封是由若干个依次排列的环形密封齿所组成，梳齿与转子间形成一系列节流间隙与膨胀空腔，对通过的工作介质产生节流效应而起密封作用，气体每经过一个齿片，压力就有一次下降，经过一定数量的齿片后就有较大的压降，实质上迷宫密封就是给气体的流动以压差阻力，从而减小气体的通过量，当压力降至近似背压时，气体不再继续外流，从而实现了气体的密封。

十四、运行的一般维护

1、压缩机：

1）严格监视各监测点、控制点，注意机器的运行变化情况。

2）保证机器的运行平稳，若运行不正常应立即采取相应措施。

3）每小时记录一次操作记录，并按巡检路线挂牌，

巡检内容：

A、轴承座及支座是否松动。

B、各仪表指示是否正常，包括温度、压力、流量、转速、冷却器排水量液位等。

C、转子运转是否平稳，声音是否正常。

D、用手触摸各轴承温度是否正常。

E、及时发现跑、冒、滴、漏，并加以消除。

暂时无法消除的，须挂牌。

4）严格按操作规程操作，防止压缩机喘振。

十五、油系统:

（一）检查内容

1）对系统各监视点，控制点严密监视，注意油泵的运行情况，并每小时对油系统各参数记录一次。

2）定期检查分析所用油质，即每周从油箱底部取样检测一次，每月对油时行全面分析一次。

3）每班必须查辅助油泵的开关位置是否在“自启动”，以备随时启动。

（二）、单体设备的切换

1、冷油器过滤器的切换：

　　一台检修或清洗，一台在用时：

1）检查两台冷油器（过滤器）之间的连通阀门应打开。

2）确认在用冷油器（过滤器）排气阀关闭，打开备用冷油器（过滤器）排气阀，待回油视镜有油流出后关闭。

3）缓慢转动切换阀控制杆，将备用冷油器（过滤器）投入使用（注意油压波动不得过大）。

4）关闭连通阀，将需检修或清洗冷油器（过滤器）中的油和水放尽，即可对其检修或清洗。

5）检修或清洗后，关闭排油阀、排水阀，打开连通阀及排气阀，使冷油器（过滤器）壳程均充满油处备用状态。

冷油器管程充满水。

（三）、压缩机启动前为什么要保持一定的油温?

保持适当的油温,主要是为了在轴瓦中建立正常的油膜,如果油温过低,油的粘度增大会使油膜过厚,使油膜承载能力下降,而且工作不稳定.油温也不能过高,否则油的粘度过低,以致难以建立油膜,失去润滑作用。

十六、密封注意事项

1、润滑油投用前至少十分钟，必须先通后置隔离气，且在正常运行中不可中断，压缩几停车后，后置隔离气必须在润滑油停止供给且回油管路无油流动后至少十分钟后才可关闭。

2、流量计前后切断阀必须缓慢开启，防止浮子受压气流冲击而卡住。

3、过滤器前后切断阀必须缓慢开启，防止滤芯受压气流冲击而卡住。

4、每天应巡检过滤器至少两次，当发现指示器上出现红色区域时应切换备用过滤器，同时更换已堵过滤器芯阀，使之处于备用。

5、过滤器滤芯最长工作时间为1年。

6、过滤器内残留的气体可能对身体有害，更换滤芯时要注意防护。

注意：

压缩机必须带压启动，机内压力必须高于火炬0.1MPa以上。

否则一级密封上下游游可能会形成负压差，启动后会损坏密封。