离心式压缩机培训ppt课件

中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机离心式离心式压缩机压缩机离心式离心式压缩压缩机机1中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机 离心式压缩机离心式压缩机1 1 离心式压缩机的主要构件及基本原理离心式压缩机的主要构件及基本原理2 2 气体在级中的流动及基本方程气体在级中的流动及基本方程3 3 级中能量损失级中能量损失4 4 离心式压缩机的特性曲线离心式压缩机的特性曲线5 5 离心式压缩机的性能调节离心式压缩机的性能调节6 6 相似原理在离心式压缩机中的应用相似原理在离心式压缩机中的应用7 7 离心式压缩机的主要零部件离心式压缩机的主要零部件8 8 离心式压缩机密封装置离心式压缩机密封装置9 9 离心式压缩机润滑系统离心式压缩机润滑系统离心式离心式压缩压缩机机1离心式离心式压缩压缩机的主要构件及基本原理机的主要构件及基本原理21离心式压缩机的主要构件及基本原理离心式压缩机的主要构件及基本原理离心压缩机是利用旋转叶轮实现能量转换，使气离心压缩机是利用旋转叶轮实现能量转换，使气体主要沿离心方向流动从而提高气体压力的机器。体主要沿离心方向流动从而提高气体压力的机器。1离心式离心式压缩压缩机的主要构件及基本原理机的主要构件及基本原理离心离心压压31.1 1.1 离心式压缩机的主要构件离心式压缩机的主要构件（1 1）离心式压缩机的典型结构）离心式压缩机的典型结构结构型式：结构型式：中低压水平剖分型中低压水平剖分型垂直剖分（高压圆筒）型垂直剖分（高压圆筒）型多轴式多轴式例：例：沈阳鼓风机厂沈阳鼓风机厂MCL系列中低压水平剖分式多系列中低压水平剖分式多级离心压缩机、级离心压缩机、BCL系列高压筒形压缩机。系列高压筒形压缩机。1.1离心式离心式压缩压缩机的主要构件（机的主要构件（1）离心式）离心式压缩压缩机的典型机的典型结结构构4中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机水平剖分型：水平剖分型：气缸剖分为上下两部分，螺栓连接。上下气缸剖分为上下两部分，螺栓连接。上下机壳为组合件，由缸体和隔板组成。适于中低压压缩机机壳为组合件，由缸体和隔板组成。适于中低压压缩机（一般低于（一般低于5MPa）。）。水平剖分型：气缸剖分水平剖分型：气缸剖分为为上下两部分，螺栓上下两部分，螺栓连连接。上下机壳接。上下机壳为组为组合件合件5中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机垂直剖分型：垂直剖分型：气缸为筒形。隔板上下剖分（螺栓连接成气缸为筒形。隔板上下剖分（螺栓连接成为整体，气缸两侧端盖用螺栓紧固。隔板转子组装后送为整体，气缸两侧端盖用螺栓紧固。隔板转子组装后送入筒形缸体。抗内压能力强，密封好，刚性好，温度、入筒形缸体。抗内压能力强，密封好，刚性好，温度、压力引起的变形均匀，适于压力高、易泄漏的气体。压力引起的变形均匀，适于压力高、易泄漏的气体。垂直剖分型：气缸垂直剖分型：气缸为为筒形。隔板上下剖分（螺栓筒形。隔板上下剖分（螺栓连连接成接成为为整体，气缸整体，气缸6离心式离心式压缩压缩机培机培训训ppt课课件件7中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机多轴式：多轴式：齿轮箱中一个大齿轮驱动几个小齿轮，每个轴齿轮箱中一个大齿轮驱动几个小齿轮，每个轴的一端或两端安装有叶轮。叶轮轴向进气，径向排气，的一端或两端安装有叶轮。叶轮轴向进气，径向排气，以管道连接各级。从动轴转速不同，各级均在最佳状况以管道连接各级。从动轴转速不同，各级均在最佳状况下运行。适于中低压空气、蒸汽或惰性气体。下运行。适于中低压空气、蒸汽或惰性气体。多多轴轴式：式：齿轮齿轮箱中一个大箱中一个大齿轮驱动齿轮驱动几个小几个小齿轮齿轮，每个，每个轴轴的一端或两端的一端或两端8离心式离心式压缩压缩机培机培训训ppt课课件件9中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机结构组成：机壳，转子，定子，以及辅助系统。结构组成：机壳，转子，定子，以及辅助系统。结结构构组组成：机壳，成：机壳，转转子，定子，以及子，定子，以及辅辅助系助系统统。10定子部分定子部分1 1、气缸：、气缸：是是压缩机的壳体，又称机的壳体，又称为机壳。由壳体和机壳。由壳体和进排排气室气室组成，内装有隔板、成，内装有隔板、密封体、密封体、轴承等零部件。承等零部件。对它的主要要求是：有它的主要要求是：有足足够的的强度以承受气体度以承受气体的的压力，法力，法兰结合面合面应严密，主要由密，主要由铸钢组成。成。定子部分定子部分112 2、隔板：隔板是形成固定元件的气体通道、隔板：隔板是形成固定元件的气体通道根据隔板在压缩机所处的位置，隔板可分为根据隔板在压缩机所处的位置，隔板可分为4种类种类型：进口隔板、中间隔板、段间隔板、排气隔板。型：进口隔板、中间隔板、段间隔板、排气隔板。2、隔板：隔板是形成固定元件的气体通道、隔板：隔板是形成固定元件的气体通道根据隔板在根据隔板在12离心式离心式压缩压缩机培机培训训ppt课课件件13转子部分主子部分主轴压缩机的关机的关键部件，他是主要起到装配叶部件，他是主要起到装配叶轮、平衡平衡盘、推力、推力盘的作用，是的作用，是转子部分的中心部位。子部分的中心部位。转转子部分主子部分主轴轴14中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机压缩机装置系统图压缩机装置系统图压缩压缩机装置系机装置系统图统图15离心式离心式压缩压缩机培机培训训ppt课课件件16转子：叶轮与轴的组件。转子：叶轮与轴的组件。（1）叶轮）叶轮离心式压缩机中唯一的作功部件。它离心式压缩机中唯一的作功部件。它随轴高速旋转，气体在叶轮中受旋转离心力和扩压流随轴高速旋转，气体在叶轮中受旋转离心力和扩压流动作用，因此气体流出叶轮时的压力和速度都得到明动作用，因此气体流出叶轮时的压力和速度都得到明显提高。显提高。观看离心式压缩机装配动画观看离心式压缩机装配动画转转子：叶子：叶轮轮与与轴轴的的组组件。（件。（1）叶）叶轮轮离心式离心式压缩压缩机中唯一的作机中唯一的作17（1）扩压器）扩压器离心式压缩机中的转能部件。气体离心式压缩机中的转能部件。气体从叶轮流出时速度很高，为此在叶轮出口后设置流通从叶轮流出时速度很高，为此在叶轮出口后设置流通截面逐渐扩大的扩压器，以将这部分速度能有效地转截面逐渐扩大的扩压器，以将这部分速度能有效地转变为压力能。变为压力能。（2）弯道）弯道设置于扩压器后的气流通道。其作用设置于扩压器后的气流通道。其作用是将扩压器后的气体由离心方向改为向心方向，以便是将扩压器后的气体由离心方向改为向心方向，以便引入下一级叶轮去继续进行压缩。引入下一级叶轮去继续进行压缩。定子：扩压器、弯道、回流器、吸气室和蜗壳等定子：扩压器、弯道、回流器、吸气室和蜗壳等固定元件固定元件。（1）扩压扩压器器离心式离心式压缩压缩机中的机中的转转能部件。气体从叶能部件。气体从叶轮轮流出流出时时18（3）回流器）回流器使气流以一定方向均匀进入下一级使气流以一定方向均匀进入下一级叶轮入口。回流器中一般都装有导向叶片。叶轮入口。回流器中一般都装有导向叶片。（4）吸气室）吸气室将气体从进气管（或中间冷却器出将气体从进气管（或中间冷却器出口）均匀地引入叶轮进行压缩。口）均匀地引入叶轮进行压缩。（5）蜗壳）蜗壳把从扩压器或直接从叶轮出来的气体把从扩压器或直接从叶轮出来的气体收集起来，并引出机外。在蜗壳收集气体的过程中，收集起来，并引出机外。在蜗壳收集气体的过程中，由于蜗壳外径及通流截面的逐渐扩大，因此它也起着由于蜗壳外径及通流截面的逐渐扩大，因此它也起着一定的降速扩压作用。一定的降速扩压作用。（3）回流器）回流器使气流以一定方向均匀使气流以一定方向均匀进进入下一入下一级级叶叶轮轮入口。回入口。回191.2 1.2 离心式压缩机的基本工作原理离心式压缩机的基本工作原理l气体由吸气室吸入，通过叶轮对气体作功后，使气体的压力、气体由吸气室吸入，通过叶轮对气体作功后，使气体的压力、速度、温度都得到提高，然后再进入扩压器，将气体的速度、温度都得到提高，然后再进入扩压器，将气体的速度能速度能转变为压力能转变为压力能。l当通过一级叶轮对气体作功、扩压后不能满足输送要求时，就当通过一级叶轮对气体作功、扩压后不能满足输送要求时，就必须把气体再引入必须把气体再引入下一级继续进行压缩下一级继续进行压缩。为此，在扩压器后设。为此，在扩压器后设置了弯道、回流器，使气体由离心方向变为向心方向，均匀地置了弯道、回流器，使气体由离心方向变为向心方向，均匀地进入下一级叶轮进口。进入下一级叶轮进口。l各级经蜗壳及排出管被引出至各级经蜗壳及排出管被引出至中间冷却器中间冷却器。冷却后的气体再经。冷却后的气体再经吸气室进入以后各级继续压缩，最后由排出管输出。吸气室进入以后各级继续压缩，最后由排出管输出。l气体在离心式压缩机中是沿着与压缩机轴线垂直的气体在离心式压缩机中是沿着与压缩机轴线垂直的半径方向流半径方向流动动的。的。1.2离心式离心式压缩压缩机的基本工作原理机的基本工作原理气体由吸气室吸入，通气体由吸气室吸入，通过过20中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机级是离心压缩机使气体增压的基本单元，有三级是离心压缩机使气体增压的基本单元，有三种型式，即：首级、中间级、末级。种型式，即：首级、中间级、末级。级级是离心是离心压缩压缩机使气体增机使气体增压压的基本的基本单单元，有三种型式，即：首元，有三种型式，即：首级级、中、中21离心式离心式压缩压缩机培机培训训ppt课课件件221.3 1.3 离心式压缩机的主要优缺点离心式压缩机的主要优缺点1.3离心式离心式压缩压缩机的主要机的主要优优缺点缺点23优点：优点：（1）单级流量大。目前合成氨装置中合成气体压缩机的排气量达）单级流量大。目前合成氨装置中合成气体压缩机的排气量达6000m3/min以上。在产量大于以上。在产量大于600吨吨/日的合成氨厂中主要的工艺日的合成氨厂中主要的工艺用压缩机几乎都采用了离心式压缩机。用压缩机几乎都采用了离心式压缩机。（2）重量轻、体积小。无论机组占地面积还是质量都比同一气量）重量轻、体积小。无论机组占地面积还是质量都比同一气量的活塞式压缩机小得多。的活塞式压缩机小得多。（3）运转可靠性。机组连续运转时间在一年以上，运转平稳，操）运转可靠性。机组连续运转时间在一年以上，运转平稳，操作可靠，因此它的运转率高，而且易损件少，维修方便。目前大作可靠，因此它的运转率高，而且易损件少，维修方便。目前大型石油化工过程用离心式压缩机多为单机运行。型石油化工过程用离心式压缩机多为单机运行。（4）气体不与机器润滑系统的油接触。在压缩气体过程中，可以）气体不与机器润滑系统的油接触。在压缩气体过程中，可以做到绝对不带油，有利于气体进行化学反应。做到绝对不带油，有利于气体进行化学反应。（5）转速较高。适宜用工业汽轮机或燃气轮机直接驱动，可以合）转速较高。适宜用工业汽轮机或燃气轮机直接驱动，可以合理而充分的利用工艺过程本身的热能，节约能源。理而充分的利用工艺过程本身的热能，节约能源。优优点：点：24缺点：缺点：（1）还不适用于气量太小及压力比过高的场合。）还不适用于气量太小及压力比过高的场合。（2）离心式压缩机的效率一般低于活塞式压缩机。）离心式压缩机的效率一般低于活塞式压缩机。（3）离心式压缩机的稳定工况区较窄。）离心式压缩机的稳定工况区较窄。缺点：缺点：252气体在级中的流动及基本方程气体在级中的流动及基本方程2气体在气体在级级中的流中的流动动及基本方程及基本方程26气体在压缩机叶轮中的流动与液体在泵叶轮中流动非气体在压缩机叶轮中的流动与液体在泵叶轮中流动非常类似，都是沿半径方向流动的，其圆周速度为常类似，都是沿半径方向流动的，其圆周速度为u，相对速度为，绝对速度为相对速度为，绝对速度为c。圆周速度与圆周速度与相对速度的相对速度的合成。合成。相对速度相对速度（w）：与叶片的切线方向一致。）：与叶片的切线方向一致。牵连速度牵连速度（u）：）：绝对速度绝对速度（c）：）：气体在气体在压缩压缩机叶机叶轮轮中的流中的流动动与液体在与液体在泵泵叶叶轮轮中流中流动动非常非常类类似，都是沿似，都是沿27三者之间的三者之间的关系可以用关系可以用速度三角形速度三角形表示表示三者之三者之间间的关系可以用速度三角形表示的关系可以用速度三角形表示28但气体与液体性质不同，又使其流动过程有所区别：但气体与液体性质不同，又使其流动过程有所区别：气体与液体的密度相差很大，因此当它们通过叶轮气体与液体的密度相差很大，因此当它们通过叶轮获得同样的能头时，两者的压力升获得同样的能头时，两者的压力升p相差很大；相差很大；气体是可压缩的，在气体压力提高的同时，其他状气体是可压缩的，在气体压力提高的同时，其他状态参数如比容、温度等都在变化。尤其在高速下，气态参数如比容、温度等都在变化。尤其在高速下，气体的流动更复杂。体的流动更复杂。气体在压缩机内的流动情况分析：气体在压缩机内的流动情况分析：欧拉方程；伯努利方程；用热力学基本方程来分析气欧拉方程；伯努利方程；用热力学基本方程来分析气体在压缩过程中状态参数的变化及其对流动影响。体在压缩过程中状态参数的变化及其对流动影响。但气体与液体性但气体与液体性质质不同，又使其流不同，又使其流动过动过程有所区程有所区别别：29在离心式压缩机中气体的流动实际上是属于三元非在离心式压缩机中气体的流动实际上是属于三元非稳态流动。稳态流动。在工程上，为了便于分析研究，常假设级中气体作在工程上，为了便于分析研究，常假设级中气体作一元定常流动。一元定常流动。一元定常流动一元定常流动垂直于流动方向的各截面上的流动垂直于流动方向的各截面上的流动参数（压力、温度、密度和速度等）都均匀一致且不参数（压力、温度、密度和速度等）都均匀一致且不随时间变化。随时间变化。这样，气体参数的变化仅与流道长度这一坐标有关。这样，气体参数的变化仅与流道长度这一坐标有关。在离心式在离心式压缩压缩机中气体的流机中气体的流动实际动实际上是属于三元非上是属于三元非稳态稳态流流动动。30中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机2.1 2.1 连续方程连续方程连续方程的基本表达式连续方程的基本表达式 气体作定常一元流动，流经机器任意截面的质量流量相等，气体作定常一元流动，流经机器任意截面的质量流量相等，其连续方程表示为：其连续方程表示为：方程说明：随着气体在压缩过程中压力不断提高，方程说明：随着气体在压缩过程中压力不断提高，其密度不断增大，容积流量沿机器不断减小。其密度不断增大，容积流量沿机器不断减小。式式中中：G G 为为质质量量流流量量 kg/skg/s,Q Q 为为容容积积流流量量m m3 3/s,/s,为为气气流密度流密度,f f 为截面面积为截面面积,c c2r2r为垂直该截面的法向流速。为垂直该截面的法向流速。2.1连续连续方程方程连续连续方程的基本表达式方程的基本表达式气体作气体作31中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机2.2 2.2 欧拉方程欧拉方程欧拉方程是用来计算原动机通过轴和叶轮将机械能转换给流体欧拉方程是用来计算原动机通过轴和叶轮将机械能转换给流体的能量，称为叶轮机械的基本方程。由流体力学的动量矩定理的能量，称为叶轮机械的基本方程。由流体力学的动量矩定理导出，其表达式：导出，其表达式：也可表示为：也可表示为：式式中中L LT T 为为叶叶轮轮输输出出的的欧欧拉拉功功 ，H HT T为为每每千千克克流流体体所所接接受受的的能量称为理论能量头，单位是能量称为理论能量头，单位是J/kgJ/kg。2.2欧拉方程欧拉方程是用来欧拉方程欧拉方程是用来计计算原算原动动机通机通过轴过轴和叶和叶轮轮将机械能将机械能32中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机欧拉方程的物理意义：欧拉方程的物理意义：欧欧拉拉方方程程指指出出的的是是叶叶轮轮与与流流体体之之间间的的能能量量转转换换关关系系，它它遵遵循循能量转换与守恒定律；能量转换与守恒定律；只只要要知知道道叶叶轮轮进进出出口口的的流流体体速速度度，即即可可计计算算出出一一千千克克流流体体与与叶轮之间机械能转换的大小、而不管叶轮内部的流动情况；叶轮之间机械能转换的大小、而不管叶轮内部的流动情况；该该方方程程适适用用于于任任何何气气体体或或液液体体，既既适适用用于于叶叶轮轮式式的的压压缩缩机机，也适用于叶轮式的泵；也适用于叶轮式的泵；推推而而广广之之只只需需将将等等式式右右边边各各项项的的进进出出口口符符号号调调换换一一下下，亦亦适适用于叶轮式的原动机如汽轮机、燃气轮机等。用于叶轮式的原动机如汽轮机、燃气轮机等。原动机的欧拉方程为原动机的欧拉方程为欧拉方程的物理意欧拉方程的物理意义义：欧拉方程指出的是叶：欧拉方程指出的是叶轮轮与流体之与流体之间间的能量的能量转换转换33中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机叶片数有限的理论能头：叶片数有限的理论能头：无预旋：一般情况下气体是从径向流入叶道入口，简称径向进入叶无预旋：一般情况下气体是从径向流入叶道入口，简称径向进入叶轮或气流无预旋进入叶轮。此时轮或气流无预旋进入叶轮。此时理论能头系数或周速系数理论能头系数或周速系数叶片数有限的理叶片数有限的理论论能能头头：无：无预预旋：一般情况下气体是从径向流入叶道旋：一般情况下气体是从径向流入叶道34中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机叶片数有限的理论能头：叶片数有限的理论能头：轴向旋涡轴向旋涡液体由于存在惯性力，液体由于存在惯性力，产生轴向涡流，方向与叶轮转动方产生轴向涡流，方向与叶轮转动方向相反。向相反。结果结果使得相对速度和绝对速度产使得相对速度和绝对速度产生滑移。生滑移。无预旋：无预旋：一般情况下气体是从径向流入叶道入口，简称径向进入叶一般情况下气体是从径向流入叶道入口，简称径向进入叶轮或气流无预旋进入叶轮。此时轮或气流无预旋进入叶轮。此时有限多叶片相对速度的分布有限多叶片相对速度的分布工作面一侧相对速度小，非工作面工作面一侧相对速度小，非工作面一侧相对速度大。一侧相对速度大。叶片数有限的理叶片数有限的理论论能能头头：轴轴向旋向旋涡涡液体由于存在液体由于存在惯惯性力，性力，产产35中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机为此，斯陀道拉提出了计算周向分速的半理论半经验公式：为此，斯陀道拉提出了计算周向分速的半理论半经验公式：滑移速度与叶轮结构、叶滑移速度与叶轮结构、叶道中流动情况及流体性质道中流动情况及流体性质有关。有关。斯陀道拉认为，轴向漩涡斯陀道拉认为，轴向漩涡的转速与叶轮转速相等，的转速与叶轮转速相等，但方向相反；并假设轴向但方向相反；并假设轴向漩涡的直径近似等于叶轮漩涡的直径近似等于叶轮叶道的有效宽度。轴向漩叶道的有效宽度。轴向漩涡导致叶轮出口处气流产涡导致叶轮出口处气流产生平均附加圆周分速度，生平均附加圆周分速度，其数值为其数值为wu2。为为此，斯陀道拉提出了此，斯陀道拉提出了计计算周向分速的半理算周向分速的半理论论半半经验经验公式：滑移速度公式：滑移速度36实际叶轮理论扬程：实际叶轮理论扬程：滑移系数（又称环流系数、周速纠正系数），用以滑移系数（又称环流系数、周速纠正系数），用以考虑叶片数有限对理论扬程的影响考虑叶片数有限对理论扬程的影响与叶片数与叶片数z、叶片离角、叶片离角A2、叶轮形状尺寸等参数有关、叶轮形状尺寸等参数有关实际实际叶叶轮轮理理论扬论扬程：程：滑移系数（又称滑移系数（又称环环流系数、周速流系数、周速纠纠正系数正系数37中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机有限多叶片的理论能头的计算公式：有限多叶片的理论能头的计算公式：此方程为离心压缩机计算能量与功率的基本方程式。此方程为离心压缩机计算能量与功率的基本方程式。说明：说明：主要与叶轮圆周速度、流量系数、叶片出口主要与叶轮圆周速度、流量系数、叶片出口角和叶片数有关。角和叶片数有关。式中：式中：流量系数。流量系数。有限多叶片的理有限多叶片的理论论能能头头的的计计算公式：算公式：此方程此方程为为离心离心压压38又可表达为：又可表达为：周速系数周速系数 又可表达又可表达为为：周速系数周速系数 39【例】离心式压缩机DA35061第一级叶轮的外径D2=600 mm，叶片出口角A2=45，叶片数 z=18，流量系数r2=0.248，转速n=8600 r/min。求叶轮使每千克气体所获得的理论能头。解：解：【例】【例】离心式离心式压缩压缩机机DA35061第一第一级级叶叶轮轮的外径的外径D2=6402.4 2.4 总耗功和功率总耗功和功率叶轮对每千克有效气体作的总功为：叶轮对每千克有效气体作的总功为：WT叶轮通过叶片对叶道内的气体作功，叶轮通过叶片对叶道内的气体作功，成为叶片功，它就是气体获得的理论能头；成为叶片功，它就是气体获得的理论能头；Wdf轮阻损失功。叶轮的轮盘和轮盖的轮阻损失功。叶轮的轮盘和轮盖的外表面及轮缘等与周围气体有相对运动，产外表面及轮缘等与周围气体有相对运动，产生摩擦而消耗功。轮阻损失功转变成热量而生摩擦而消耗功。轮阻损失功转变成热量而被气体吸收。被气体吸收。Wl内漏气损失功。由于叶轮轮盖处存在内漏气损失功。由于叶轮轮盖处存在泄漏，有流量为泄漏，有流量为Gl（kg/s）的气体从叶轮出）的气体从叶轮出口返回到叶轮入口，并且反复循环，把能量口返回到叶轮入口，并且反复循环，把能量消耗在轮盖密封处，它也转变成热量而被气消耗在轮盖密封处，它也转变成热量而被气体吸收。体吸收。2.4总总耗功和功率叶耗功和功率叶轮对轮对每千克有效气体作的每千克有效气体作的总总功功为为：WT41每千克有效气体从叶轮中得到相应的总能头为每千克有效气体从叶轮中得到相应的总能头为：轮阻轮阻损失能头损失能头内漏气内漏气损失能头损失能头理论能头理论能头每千克有效气体从叶每千克有效气体从叶轮轮中得到相中得到相应应的的总总能能头为头为：轮轮阻内漏气理阻内漏气理论论42【思考思考】离心式离心式压缩机的机的总能能头Htot包括哪包括哪几部分？几部分？为什么泄漏什么泄漏损失能失能头Hl 和和轮盘阻力阻力损失能失能头Hdf都要都要计入入总能能头？【思考】【思考】43中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机2.4 2.4 能量方程能量方程 能量方程用来计算气流温能量方程用来计算气流温度（或焓）的增加和速度的变度（或焓）的增加和速度的变化。化。根据热力学的能量转换与根据热力学的能量转换与守恒定律，当气体在级中作稳守恒定律，当气体在级中作稳定流动时，取级中任意两截面定流动时，取级中任意两截面a、b间的系统作为考察对象，则对间的系统作为考察对象，则对单位质量气体有：单位质量气体有：焓焓外界做功外界做功外界加热外界加热流速流速位置位置2.4能量方程能量方程能量方程用来能量方程用来计计算气流温度算气流温度44中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机能量方程的物理意义：能量方程的物理意义：能能量量方方程程是是既既含含有有机机械械能能又又含含有有热热能能的的能能量量转转化化与与守守恒恒方方程程，它它表表示示由由叶叶轮轮所所作作的的机机械械功功，转转换换为为级级内内气气体温度（或焓）的升高和动能的增加；体温度（或焓）的升高和动能的增加；该该方方程程适适用用任任一一级级，也也适适用用于于多多级级整整机机或或其其中中任任一一通通流部件，这由所取的进出口截面而定。流部件，这由所取的进出口截面而定。能量方程的物理意能量方程的物理意义义：45中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机离心压缩机不从外界吸收热量，而由机壳向外散出的热量离心压缩机不从外界吸收热量，而由机壳向外散出的热量与气体与气体的热焓升高相比较是很小的，故可认为气体在机与气体与气体的热焓升高相比较是很小的，故可认为气体在机器内作绝热流动，其器内作绝热流动，其q=0；忽略忽略a、b截面高度差；且近似绝热过程，对理想气体有：截面高度差；且近似绝热过程，对理想气体有：定压比热容定压比热容气体常数气体常数离心离心压缩压缩机不从外界吸收机不从外界吸收热热量，而由机壳向外散出量，而由机壳向外散出46中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机当当a、b截面分别为级的进、出口截面时，一个级截面分别为级的进、出口截面时，一个级的能量方程式可写为：的能量方程式可写为：当当a、b截面分截面分别为级别为级的的进进、出口截面、出口截面时时，一个，一个级级47中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机2.5 2.5 伯努利方程伯努利方程 应用伯努利方程将流体获得的能量区分为有用能应用伯努利方程将流体获得的能量区分为有用能量和能量损失，并引入压力参数，表示出压力的增加，量和能量损失，并引入压力参数，表示出压力的增加，将机械功与级内流体压力升高的静压能联系起来，其将机械功与级内流体压力升高的静压能联系起来，其表达式为：表达式为：在稳定流动中外界对气体所作的功，表现为气体在稳定流动中外界对气体所作的功，表现为气体静压头的提高静压头的提高、速度头的提高速度头的提高、并克服、并克服各种能量损失各种能量损失。它是计算压缩机中气体压力变化的一个重要方程式。它是计算压缩机中气体压力变化的一个重要方程式。2.5伯努利方程伯努利方程应应用伯努利方程将流体用伯努利方程将流体获获48hlos级进出口全部能级进出口全部能量损失量损失hdf轮阻损失轮阻损失hl内漏气损失内漏气损失hhyd各种流动损失各种流动损失hlos级进级进出口全部能量出口全部能量损损失失49中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机伯努利方程的物理意义伯努利方程的物理意义:伯伯努努利利方方程程也也是是能能量量转转化化与与守守恒恒的的一一种种表表达达式式,它它表表示示叶叶轮轮所所做做机机械械功功转转换换为为级级中中流流体体的的有有用用能能量量(静静压压能能和和动动能能增增加加)的的同同时时,由由于于流流体体具具有有粘粘性性,还还需需付付出出一一部部分分能能量量克克服服流流动动损损失失或或级级中所有的损失；中所有的损失；它它建建立立了了机机械械能能与与气气体体压压力力p p、流流速速c c 和和能能量量损损失失之之间间的的相相互互关系；关系；该方程适用一级，亦适用于多级整机或其中任一通流部件，这该方程适用一级，亦适用于多级整机或其中任一通流部件，这由所取的时出口截面而定由所取的时出口截面而定 ；对对于于不不可可压压流流体体，其其密密度度为为常常数数，则则可可直直接接解解出出，因因而而对对输输送送水水或或其其他他液液体体的的泵泵来来说说应应用用伯伯努努利利方方程程计计算算压压力力的的升升高高是是十十分分方方便便的的。而而对对于于可可压压缩缩流流体体，还还需需知知道道p=fp=f（）的函数关系及热力学基础知识才可解决。）的函数关系及热力学基础知识才可解决。伯努利方程的物理意伯努利方程的物理意义义:502.6 2.6 级效率；热力过程方程和压缩功的表达式级效率；热力过程方程和压缩功的表达式关联关联是外功中可以用来使气体压力升是外功中可以用来使气体压力升高并克服损失的能头，称为高并克服损失的能头，称为可用能头可用能头。伯努利方程：伯努利方程：2.6级级效率；效率；热热力力过过程方程和程方程和压缩压缩功的表达式关功的表达式关联联51等温压缩等温压缩过程中温度始终保持常数过程中温度始终保持常数：等温压缩功：等温压缩功：绝热压缩绝热压缩为等熵过程为等熵过程：绝热压缩功：绝热压缩功：或或等温等温压缩过压缩过程中温度始程中温度始终终保持常数保持常数：等温：等温压缩压缩功：功：绝热压缩为绝热压缩为等等熵熵52多变压缩多变压缩过程存在能量损失和气体同外界的热交过程存在能量损失和气体同外界的热交换换：多变压缩功：多变压缩功：多多变压缩过变压缩过程存在能量程存在能量损损失和气体同外界的失和气体同外界的热热交交换换：多：多变压缩变压缩功：功：53【例题例题】某离心式空气压缩机的一个级，空气某离心式空气压缩机的一个级，空气进、出口参数进、出口参数ts=20，ps=101.3103Pa，pd=155103Pa。试计算压缩一千克空气需要的。试计算压缩一千克空气需要的、和和各为多少？各为多少？解：解：空气的气体常数空气的气体常数R=287.64J/kgKTs=273+20=293K【例【例题题】某离心式空气某离心式空气压缩压缩机的一个机的一个级级，空气，空气进进、出口参数、出口参数t54离心式离心式压缩压缩机培机培训训ppt课课件件55在进气温度和压力比相同的条件下，等温压缩功最小，在进气温度和压力比相同的条件下，等温压缩功最小，排气温度最低。多变压缩功最大，排气温度最高。所排气温度最低。多变压缩功最大，排气温度最高。所以多级压缩时常作成多段，增加段间冷却以降低气体以多级压缩时常作成多段，增加段间冷却以降低气体温度，使压缩过程向等温过程靠近，达到节省压缩功温度，使压缩过程向等温过程靠近，达到节省压缩功的目的。的目的。压缩功大小与气体性质有关，在同样压力比下压缩轻压缩功大小与气体性质有关，在同样压力比下压缩轻的气体（气体常数的气体（气体常数R 较大）比压缩重气体需要的压缩较大）比压缩重气体需要的压缩功大。例如压缩氢气需要的压缩功比压缩空气需要的功大。例如压缩氢气需要的压缩功比压缩空气需要的压缩功大压缩功大14.4倍。倍。由于同一压缩机的级压缩同一质量流量的不同气体所由于同一压缩机的级压缩同一质量流量的不同气体所提供的理论能头提供的理论能头HT 是相同的，所以，当压力比相同时，是相同的，所以，当压力比相同时，压缩轻气体需要的级数比重气体的多。压缩轻气体需要的级数比重气体的多。在在进进气温度和气温度和压压力比相同的条件下，等温力比相同的条件下，等温压缩压缩功最小，排气温度最低功最小，排气温度最低56中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机降低气体的温度，节省功率，采用分段中间冷却器。降低气体的温度，节省功率，采用分段中间冷却器。如果段数为如果段数为N，则中间冷却器的个数为，则中间冷却器的个数为N-1个。个。经过各段间冷却器存在压力损失；中间冷却器和管道经过各段间冷却器存在压力损失；中间冷却器和管道的阻力降，加大功率消耗。因此，要合理选择压缩机的阻力降，加大功率消耗。因此，要合理选择压缩机的段数。的段数。降低气体的温度，降低气体的温度，节节省功率，采用分段中省功率，采用分段中间间冷却器。如果段数冷却器。如果段数为为N，57多变效率：多变效率：多变指数系数：多变指数系数：多多变变效率：多效率：多变变指数系数：指数系数：583级中能量损失级中能量损失流动损失流动损失摩阻损失摩阻损失冲击损失冲击损失分离损失分离损失二次涡流损失二次涡流损失尾迹损失尾迹损失波阻损失波阻损失内漏气损失内漏气损失轮阻损失轮阻损失3级级中能量中能量损损失流失流动损动损失摩阻失摩阻损损失冲失冲击损击损失分离失分离损损失二次失二次涡涡流流59中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机3.1 级内的流动损失级内的流动损失（1 1）摩阻损失）摩阻损失 产生原因：产生原因：流体的粘性是根本流体的粘性是根本原因。从叶轮进口到出口有流原因。从叶轮进口到出口有流体与壁面接触，就有边界层存体与壁面接触，就有边界层存在，就将产生摩阻损失。在，就将产生摩阻损失。摩阻损失摩阻损失Hf 与摩阻系数与摩阻系数相相关，摩阻系数是关，摩阻系数是Re与壁面粗糙与壁面粗糙度的函数。度的函数。减小措施减小措施：减少叶轮外表面粗糙度。：减少叶轮外表面粗糙度。3.1级级内的流内的流动损动损失失（1）摩阻）摩阻损损失失产产生原因：流体的粘性生原因：流体的粘性60中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机（2 2）冲击损失）冲击损失 产生原因：产生原因：流量偏离设计工况点，使得叶轮和叶片扩压器的进气流量偏离设计工况点，使得叶轮和叶片扩压器的进气冲角冲角i0，在叶片进口附近产生较大的扩张角，导致气流对叶片，在叶片进口附近产生较大的扩张角，导致气流对叶片的冲击，造成分离损失。的冲击，造成分离损失。大小：大小：采用冲击速度来表示，正冲角损失是负冲角损失的采用冲击速度来表示，正冲角损失是负冲角损失的1015倍。倍。减少措施减少措施：控制在设计工况点附近运行；在叶轮前安装可转动导向叶片。控制在设计工况点附近运行；在叶轮前安装可转动导向叶片。流量流量小于小于设计设计流量流量大于大于设计设计（2）冲）冲击损击损失失产产生原因：流量偏离生原因：流量偏离设计设计工况点，使得叶工况点，使得叶轮轮和叶片和叶片61中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机（3 3）分离损失）分离损失产生原因：产生原因：通道截面突通道截面突然变化，速度降低，近然变化，速度降低，近壁边界层增厚，引起分壁边界层增厚，引起分离损失。离损失。大小：大小：大于沿程摩阻损大于沿程摩阻损失。失。受流道形状、壁面粗糙度、气流雷诺数、气体湍流程度影响。受流道形状、壁面粗糙度、气流雷诺数、气体湍流程度影响。减少措施：减少措施：控制通道的当量扩张角控制通道的当量扩张角；控制进出口的相对速度比控制进出口的相对速度比（3）分离）分离损损失失产产生原因：通道截面突然生原因：通道截面突然变变化，速度降低，近壁化，速度降低，近壁边边界界62中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机（4 4）二次涡流损失）二次涡流损失产生原因：产生原因：叶道同一叶道同一截面上气流速度与压截面上气流速度与压力分布不均匀，存在力分布不均匀，存在压差，产生流动，干压差，产生流动，干扰主气流的流动，产扰主气流的流动，产生能量损失生能量损失。在叶轮和弯道处急剧在叶轮和弯道处急剧转弯部位出现。转弯部位出现。减少措施：减少措施：增加叶片数，避免急剧转弯。增加叶片数，避免急剧转弯。大小：大小：叶道的弯曲，气流速度方向的变化急剧与否。叶道的弯曲，气流速度方向的变化急剧与否。（4）二次）二次涡涡流流损损失失产产生原因：叶道同一截面上气流速度与生原因：叶道同一截面上气流速度与压压力分布力分布63中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机（5 5）尾迹损失）尾迹损失 产生原因：产生原因：叶片尾部有一定厚度，气体从叶道中流出时，叶片尾部有一定厚度，气体从叶道中流出时，通流面积突然扩大，气流速度下降，边界层发生突然分离，通流面积突然扩大，气流速度下降，边界层发生突然分离，在叶片尾部外缘形成气流旋涡区，尾迹区。尾迹区气流速在叶片尾部外缘形成气流旋涡区，尾迹区。尾迹区气流速度与主气流速度、压力相差较大，相互混合，产生的能量度与主气流速度、压力相差较大，相互混合，产生的能量损失。损失。减少措施：减少措施：采用翼型采用翼型叶片代替等厚叶片；叶片代替等厚叶片；将等厚叶片出口非工将等厚叶片出口非工作面削薄。作面削薄。大小：大小：与叶道出口速与叶道出口速度，叶片厚度及叶道度，叶片厚度及叶道边界层有关。边界层有关。（5）尾迹）尾迹损损失失产产生原因：叶片尾部有一定厚度，气体从叶道中生原因：叶片尾部有一定厚度，气体从叶道中64中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机（6 6）波阻损失）波阻损失 马赫数（马赫数（M）流场中任一点处的气流速度流场中任一点处的气流速度c与该与该点气温下的音速点气温下的音速a之比。之比。马赫数是表征气流可压缩性的一个准数。马赫数是表征气流可压缩性的一个准数。当当M0.3时，一般可以不考虑密度的变化，即认为此时气流是时，一般可以不考虑密度的变化，即认为此时气流是不可压缩的，它所引起的误差也不超过不可压缩的，它所引起的误差也不超过9%。当当M0.3时，就必须考虑密度的变化，即必须考虑气流的可压时，就必须考虑密度的变化，即必须考虑气流的可压缩性了，否则会造成很大的误差。缩性了，否则会造成很大的误差。气体的可压缩性只有在高速时才明显地显示出来。气体的可压缩性只有在高速时才明显地显示出来。（6）波阻）波阻损损失失马马赫数（赫数（M）流流场场中任一点中任一点处处的气流速度的气流速度c65中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机（6 6）波阻损失）波阻损失 产生原因：产生原因：当超音速气流绕物体流动时，强扰动的波峰表面上将会有很大当超音速气流绕物体流动时，强扰动的波峰表面上将会有很大的压力及密度的突然变化，即在流场中往往出现突跃的压缩波。的压力及密度的突然变化，即在流场中往往出现突跃的压缩波。气流通过这种压缩波时，压力、温度、密度都突跃地升高，速度气流通过这种压缩波时，压力、温度、密度都突跃地升高，速度突跃地下降，气流受到突然的压缩。这种突跃压缩波叫激波。超突跃地下降，气流受到突然的压缩。这种突跃压缩波叫激波。超音速气流被压缩时，一般都会产生激波。所以激波是超音速气流音速气流被压缩时，一般都会产生激波。所以激波是超音速气流中的重要现象。中的重要现象。气流通过激波时，有压力、密度、温度及速度的突跃，因此从气流通过激波时，有压力、密度、温度及速度的突跃，因此从热力学观点分析，这是一个不可逆过程，有很大的能量损失，由热力学观点分析，这是一个不可逆过程，有很大的能量损失，由激波引起的这些能量损失的总和称为波阻损失。激波引起的这些能量损失的总和称为波阻损失。大小：大小：当气速增大时，级中的能量损失将急剧增加。当气速增大时，级中的能量损失将急剧增加。（6）波阻）波阻损损失失产产生原因：大小：当气速增大生原因：大小：当气速增大时时，级级中的能量中的能量损损66中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机产生原因：产生原因：叶轮旋转，轮盖、轮盘的外缘和轮缘与周围叶轮旋转，轮盖、轮盘的外缘和轮缘与周围的气体发生摩擦，产生的损失的气体发生摩擦，产生的损失大小：大小：与轮盘的粗糙度，相对侧隙及雷诺数有关。与轮盘的粗糙度，相对侧隙及雷诺数有关。对于离心叶轮，需试验得到轮阻损失功率对于离心叶轮，需试验得到轮阻损失功率3.2 轮阻损失轮阻损失产产生原因：叶生原因：叶轮轮旋旋转转，轮轮盖、盖、轮盘轮盘的外的外缘缘和和轮缘轮缘与周与周围围的气体的气体发发生摩生摩67中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机（1）产生漏气损失的原因）产生漏气损失的原因u存在间隙；存在压力差。存在间隙；存在压力差。u出口压力大于进口压力，级出口出口压力大于进口压力，级出口压力大于叶轮出口压力，在叶轮两压力大于叶轮出口压力，在叶轮两侧与固定件之间的间隙、轴端的间侧与固定件之间的间隙、轴端的间隙，产生漏气，存在能量损失。隙，产生漏气，存在能量损失。密封型式：梳齿密封、蜂窝密封等密封型式：梳齿密封、蜂窝密封等3.3 漏气损失漏气损失（1）产产生漏气生漏气损损失的原因存在失的原因存在间间隙；存在隙；存在压压力差。密封型式：梳力差。密封型式：梳齿齿68中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机离心式离心式压缩压缩机培机培训训ppt课课件件69级级中中能能量量损损失失流动损失流动损失摩阻损失摩阻损失冲击损失冲击损失分离损失分离损失二次涡流损失二次涡流损失尾迹损失尾迹损失波阻损失波阻损失内漏气损失内漏气损失轮阻损失轮阻损失减少叶轮外表面粗糙度。减少叶轮外表面粗糙度。正冲角损失正冲角损失(小流量小流量)与负冲与负冲角损失角损失(大流量大流量)控制通道的当量扩张角控制通道的当量扩张角增加叶片数，避免急弯增加叶片数，避免急弯采用翼型叶片采用翼型叶片马赫数表征气流可压缩性马赫数表征气流可压缩性与轮盘的粗糙度，相对侧隙及雷诺数有关与轮盘的粗糙度，相对侧隙及雷诺数有关密封密封级级中能量中能量损损失流失流动损动损失摩阻失摩阻损损失冲失冲击损击损失分离失分离损损失二次失二次涡涡流流损损失尾迹失尾迹70中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机4 4 离心式压缩机的特性曲线离心式压缩机的特性曲线4.1 4.1 级的特性曲线级的特性曲线离心压缩机工作性能最主要的参数是离心压缩机工作性能最主要的参数是压力比、效压力比、效率和流量率和流量。为将其工作性能形象表示出来，一般以曲。为将其工作性能形象表示出来，一般以曲线的形式表示，就得到了压缩机的性能曲线。线的形式表示，就得到了压缩机的性能曲线。级的性能曲线级的性能曲线是指在气体状态（进口流量是指在气体状态（进口流量Qs，进，进气压力气压力Ps，进气温度，进气温度Ts）一定，转速不变的条件下，）一定，转速不变的条件下，级的级的压力比压力比、多变效率、多变效率pol 以及以及功率功率Ntot 随该级随该级进气进气量量Qs 而变化的关系曲线。而变化的关系曲线。性能曲线由实验确定。性能曲线由实验确定。4离心式离心式压缩压缩机的特性曲机的特性曲线线4.1级级的特性曲的特性曲线线71中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机（1）级的特性曲线的形成）级的特性曲线的形成当级一定、转速一定，则无当级一定、转速一定，则无限多叶片理论能头与叶轮入限多叶片理论能头与叶轮入口容积流量成直线关系。口容积流量成直线关系。对于有限多叶片理论能头与对于有限多叶片理论能头与叶轮入口容积流量仍成直线叶轮入口容积流量仍成直线关系。关系。（1）级级的特性曲的特性曲线线的形成当的形成当级级一定、一定、转转速一定，速一定，则则无限多叶片理无限多叶片理论论72中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机（1）级的特性曲线的形成）级的特性曲线的形成（1）级级的特性曲的特性曲线线的形成的形成73中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机性能曲线性能曲线HpolQs只只在压缩机设计中使用；在压缩机设计中使用；而工程应用中采用更而工程应用中采用更为直观的为直观的Qs曲线。曲线。经换算得：经换算得：换算得到的换算得到的Qs曲线和曲线和HpolQs曲曲线形状相似。线形状相似。性能曲性能曲线线HpolQs只在只在压缩压缩机机设计设计中使用；而工程中使用；而工程应应用中采用用中采用74中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机性能曲线的一般性能曲线的一般特点：特点：随流量的减小，压随流量的减小，压缩机提供的压力比缩机提供的压力比将增大。在最小流将增大。在最小流量时，达到最大。量时，达到最大。流量和压力比的关流量和压力比的关系是一一对应的，系是一一对应的，流量与其他参数的流量与其他参数的关系也是一一对应关系也是一一对应的。的。性能曲性能曲线线的一般特点：随流量的减小，的一般特点：随流量的减小，压缩压缩机提供的机提供的压压力比将增大。力比将增大。75中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机性能曲线的一性能曲线的一般特点：般特点：流量有最大和最小流量有最大和最小两个极限流量；排两个极限流量；排出压力也有最大值出压力也有最大值和最小值。和最小值。效率曲线有最高效效率曲线有最高效率点，离开该点的率点，离开该点的工况效率下降很快。工况效率下降很快。性能曲性能曲线线的一般特点：流量有最大和最小两个极限流量；排出的一般特点：流量有最大和最小两个极限流量；排出压压力也力也76中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机（2）压缩机的喘振压缩机的喘振压缩机喘振的机理压缩机喘振的机理旋转脱离旋转脱离流量减小流量减小边界层分离边界层分离旋转脱离旋转脱离压缩机喘振压缩机喘振流量进一步减小流量进一步减小脱离团阻塞叶道脱离团阻塞叶道出口压力显著下降出口压力显著下降倒流倒流整个压缩机系统发生周期性的低频大振幅的气流振荡现象，整个压缩机系统发生周期性的低频大振幅的气流振荡现象，就称为喘振。就称为喘振。现象：级进出口参数产生强烈脉动，叶片振动，机器现象：级进出口参数产生强烈脉动，叶片振动，机器噪音增大。噪音增大。（2）压缩压缩机的喘振机的喘振压缩压缩机喘振的机理机喘振的机理旋旋转转脱离流量减小脱离流量减小77中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机喘振的内因：流量过小，小于压缩机的最小流量，导致机内出喘振的内因：流量过小，小于压缩机的最小流量，导致机内出现严重的气体旋转脱离；现严重的气体旋转脱离；喘振的外因：管网有一定容积，且压力高于压缩机的排压，造喘振的外因：管网有一定容积，且压力高于压缩机的排压，造成气流倒流，产生大幅度的气流脉动。脉动的频率和振幅与管成气流倒流，产生大幅度的气流脉动。脉动的频率和振幅与管网容量有关。网容量有关。喘振的危害喘振的危害压缩机性能恶化，压力、效率降低；压缩机性能恶化，压力、效率降低；出现异常噪声、吼叫和爆音；出现异常噪声、吼叫和爆音；机组出现强烈振动，使得压缩机的轴承、密封损坏，转子和机组出现强烈振动，使得压缩机的轴承、密封损坏，转子和固定部件发生碰撞，造成机器严重破坏。固定部件发生碰撞，造成机器严重破坏。喘振原因喘振原因喘振的内因：流量喘振的内因：流量过过小，小于小，小于压缩压缩机的最小流量，机的最小流量，导导致机内出致机内出现严现严重重78中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机操作者和运行人员的要求：操作者和运行人员的要求：应应具具备备标标注注喘喘振振线线的的压压缩缩机机性性能能曲曲线线，随随时时了了解解压压缩缩机工况点处在性能曲线图上的位置；机工况点处在性能曲线图上的位置；熟熟悉悉各各种种监监测测系系统统和和调调节节控控制制系系统统的的操操作作，尽尽量量使使机机器不致进入喘振状态。器不致进入喘振状态。防喘振的措施防喘振的措施操作者和运行人操作者和运行人员员的要求：的要求：防喘振的措施防喘振的措施79中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机在在首首级级或或各各级级设设置置导导叶叶转转动动机机构构以以调调节节导导叶叶角角度度，使使流量减少时的进气冲角不致太大，从而避免发生喘振。流量减少时的进气冲角不致太大，从而避免发生喘振。在在压压缩缩机机出出口口设设置置旁旁通通管管道道，让让压压缩缩机机通通过过足足够够的的流流量，以防进入喘振状态。量，以防进入喘振状态。在在压压缩缩机机进进口口设设置置温温度度、流流量量监监视视仪仪表表，出出口口设设置置压压力力监监视视仪仪表表，一一旦旦出出现现异异常常或或喘喘振振及及时时报报警警；设设有有与与防防喘振控制操作联动或与紧急停车联动。喘振控制操作联动或与紧急停车联动。系统要求：系统要求：在首在首级级或各或各级设级设置置导导叶叶转动转动机构以机构以调节导调节导叶角度，使流量减少叶角度，使流量减少时时的的进进80中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机u当转速可调时，降低运行转速，可使流量减少而不致当转速可调时，降低运行转速，可使流量减少而不致进入喘振状态，但出口压力随之降低。进入喘振状态，但出口压力随之降低。u开大入口阀，提高压缩机入口流量，让压缩机的工作开大入口阀，提高压缩机入口流量，让压缩机的工作点离开喘振区。点离开喘振区。u降低后部系统的压力。压力降低，工作点下移，喘振降低后部系统的压力。压力降低，工作点下移，喘振区范围变窄，工作范围变宽。区范围变窄，工作范围变宽。u后部系统压力无法降低而生产需求流量又很小的情况后部系统压力无法降低而生产需求流量又很小的情况下，可开大压缩机防喘振阀（放空系统或将出口部分回下，可开大压缩机防喘振阀（放空系统或将出口部分回流到入口）来提高入口流量，让压缩机的工作点离开喘流到入口）来提高入口流量，让压缩机的工作点离开喘振区。振区。操作要求：操作要求：当当转转速可速可调时调时，降低运行，降低运行转转速，可使流量减少而不致速，可使流量减少而不致进进入喘振状入喘振状态态，81中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）离心压缩机离心压缩机产生原因：产生原因：流量增大，气流的冲角达到较大的负冲角，在叶片工作流量增大，气流的冲角达到较大的负冲角，在叶片工作面上发生边界层分离，叶片做功全部转变为能量损失，面上发生边界层