离心压缩机原理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,一、离心式压缩机的工作原理及主要结构,1、离心压缩机典型结构简介,典型的离心压缩机DA12062结构如图所示。其型号中的“DA”代表单吸式离心压缩机：“120”表示吸入流量约120立方米每分钟；“6”表示共有6级叶轮；“2”表示是该型号的第二次设计产品。,一缸（机壳）、两段（中间冷却次数）、六级（叶轮、扩压器、弯道和回流器组数）组成,。,2、主要参数,进口流量125立方米每分钟，排气压力6.23,10,5,Pa，转速13900 r/min,功率660kw,可输送空气或者其他无腐蚀性的工业气体,适合用于化工、冶金、制氧、制药等部门。,1,第三节 离心压缩机,2,3、工作原理,气体由吸气室进入，,通过旋转叶轮对气体作功，使气体的压力、温度和速度都提高了，然后使气体进入进入扩压器，把气体的速度能转换为压力能,。弯道回流阀主要起导向作用，使气流均匀地进入下一级叶轮继续压缩，由于气体逐级地被压缩，因此气体温度不断升高。为了降低气体温度减少功能消耗，在气体经过三级压缩后，由蜗壳引出，经中间冷却后，再引至第四级叶轮入口继续压缩，经六级压缩后的高压气体由排出管排出。,第三节 离心压缩机,3,1流量大,。 离心压缩机中气体是连续流动，流通截面较大，同时叶轮转速很高，故流量很大，进气量在5000m,3,/min以上。,2转速高,。离心压缩机中转子只作旋转运动，转动惯量小，且与静止部件不接触。这不仅减少了摩擦，还可大大提高转速。,3结构紧凑,。机组重量及占地面积都比同一气量的活塞压缩机小得多。,4运转可靠,。由于转动部件与静止部件不直接接触摩擦，因而运转平稳、排气均匀、易损件少，一般可连续运转一年以上。且不需备用机组，维修量小。,三、离心压缩机的特点,第三节 离心压缩机,4,5单级压力比不高,。目前排气压力需在500,10,5,Pa以上时，只能使用活塞压缩机。,6效率稍低,。由于离心压缩机中气流速度较大，造成能量损失较大，故效率较活塞压缩机稍低。,7由于离心压缩机转速高、功率大、无备机,，因此一旦发生事故，后果是严重的，需有一系列紧急安全保障设施。,离心式压缩机能够处理气体的大致流量范围见表1-1。表中数据适用于单级压缩机，对于多级压缩，最小排量为14.2m,3,/min。,三、离心压缩机的特点,第三节 离心压缩机,5,四、离心式压缩机的主要结构,离心式压缩机本体由转子、定子、轴承等组成。转子由主轴、叶轮、联轴器等组成，有时还有轴套、平衡盘。定子由机壳、隔板、密封（级间密封和轴密封）、进气室和蜗室等组成。其中,隔板由扩压器、弯道、回流器等组成,。有时在叶轮进口前设有进气导流器（预旋器）。,1壳体,离心式压缩机的壳体结构主要有,水平剖分型,和,垂直剖分型,两种。水平剖分型的壳体分为上、下两半（图1-4），出口压力一般低于7.85MPa，,是用途最广泛的一种结构型式,。,第三节 离心压缩机,6,垂直剖分型也称筒型（图1-5），壳体是圆柱形的整体，两端采用封头。这种结构,最适用于压缩高压力和低分子量、易泄漏的气体,，,由于气缸是圆柱形的整体，能承受较高的压力。,第三节 离心压缩机,7,2叶轮,离心式压缩机的叶轮又称工作轮，是使气体提高能量的唯一元件。叶轮按其整体结构可分为开式、半开式和闭式三种，,压缩机中实际应用的是半开式和闭式两种,。叶轮随叶片出口角,2,（见1-6）的不同，可分为前向叶轮(不采用) 、径向叶轮和后向叶轮。,第三节 离心压缩机,8,2叶轮,9,3扩压器,常在叶轮后设置流通面积逐渐扩大的扩压器，用以,把速度能转化为压力能,，以提高气体压力。,第三节 离心压缩机,10,4轴封,在离心式压缩机的各级之间和主轴穿过机壳处，,为了防止泄漏，安装轴封装置,。,轴封型式有,迷宫密封,、,机械密封,、,浮环密封,和,抽气密封,等。,迷宫密封是在密封体上嵌入或铸入或用堵缝线固定多圈翅片，构成迷宫衬垫。,翅片的材料有黄铜片、磷青铜片、铅青铜片、铝片和白合金片等。视气体的性质、有无灰尘或雾，以及气体温度而定。,第三节 离心压缩机,11,第三节 离心压缩机,12,机械密封（图1-11），,由动环和静环组成的摩擦面，阻止高压气体泄漏,。密封性能好，结构紧凑，但摩擦副的线速度不能太高，工作时所需高于被密封的内部气体的润滑油压，要比采用浮环密封时高。,第三节 离心压缩机,13,五、离心式压缩机的辅助系统,1、润滑油和密封油系统,离心式压缩机的润滑油系统由油箱、油过滤器、油冷却器、安全阀、单向控制阀、油泵和驱动机、压力表等组成。,密封油系统包括油箱、油过滤器、油冷却器、安全阀、止回阀、油泵及相应的电动机、管路和接头等组成。,机械密封一般在转速n,3000r/min时采用。机构密封可适用于大多数气体，但它主要是用于清洁的气体、重烃气体和冷剂气体等。,第三节 离心压缩机,14,2、其它辅助系统,离心式压缩机还包括有齿轮箱或联轴器、轴向位移安全器和冷却分离器等辅助设备。,离心式压缩机的驱动方式,第三节 离心压缩机,15,八、离心式压缩机的喘振和临界流速,1、喘振,任何离心压缩机按其结构尺寸，,在某一固定的转速下，都有一个最高,的工作压力，在此压力下有一个相应,的最低的流量。当离心压缩机出口的,压力高于此数值时，就会产生喘振。,第三节 离心压缩机,16,给定压力下，流量小于最小喘振流量,给定流量下，压力大于最高喘振压力,喘振发生的条件：,第三节 离心压缩机,17,发生喘振时，机组开始强烈振动，伴随发生异常的吼叫声，而且是周期性地发生；,机壳相连接的出口管线也随之发生较大的振动；,进口管线上的压力表指针大幅度摆动；,出口止回阀处发生周期性的开和关的撞击声响；,主电动机的电流表指针大幅度的摆动；,在操作仪表上，流量表等也发生大幅度的摆动。,喘振发生的现象：,第三节 离心压缩机,18,喘振对压缩机的迷宫密封损坏较大，由于密封的损坏，将使润滑油窜入流道，影响冷却器和冷凝器的效率。,严重的喘振很容易造成转子轴向窜动，烧坏止推轴瓦，叶轮有可能被打碎。,极严重时，可使压缩机遭到破坏，会损伤齿轮箱，电动机以及连接压缩机的管线和设备等。,喘振发生的危害：,第三节 离心压缩机,19,防止压缩机喘振的发生的措施：,1、防止进气压力低、进气温度高和气体分子量减小等；,2、防止管网堵塞使管网特性改变；,3、要坚持在开、停车过程中，升、降速度不可太快，并且先升速后升压和先降压后降速；,4、开、关防喘振阀时要平稳缓慢。关防喘振阀时要先低压后高压，开防喘振阀时要先高压后低压。,第三节 离心压缩机,20,压缩机喘振发生后的应急措施：,如万一出现“旋转失速”和“喘振”，首先应立即全部打开防喘振阀，增加压缩机流量，然后根据情况进行处理。若是因进气压力低、进气温度高和气体分子量减小等原因造成的，要采取相应措施使进气气体参数符合设计要求；如是管网堵塞等原因，就要疏通管网，使管网特性优化；如是操作不当引起的，就要严格规范操作。,第三节 离心压缩机,21,2,、 临界转速,水平放置的轴都存在一定的临界转速，它是轴本身的一种特性。当轴还没有旋转时，由于重力的作用，轴向下弯曲（虽然弯曲量很小）。弯曲转动过来后，仍然是弯曲的。由于轴在转动，弯曲也不断出现，表现出来就是振动，称为,自振,。,第三节 离心压缩机,22,轴本身和轴上安装的零件，由于,制造安装的原因,，转子的重心和转动中心不可能在同一中心线上重合，由于中心偏差，转动起来就有一个离心力，此离心力使转子发生振动。振动的次数决定于转子的转速，转动一次就振动一次，所以叫,强迫振动,。,第三节 离心压缩机,23,当自振和强迫振动的频率相等时，叫共振。共振时的压缩机转速叫作临界转速。,对一台离心压缩机来说，临界转速不止一个，转速最低的一个叫作第一临界转速。通常临界转速由制造厂确定。在产品样本中，常给出了第一临界转速和第二临界转速，作为运转时的参考。,第三节 离心压缩机,24,在第一临界转速以下运转的压缩机，应使工作转速低于临界转速的,70%,，即：,1.4,工作转速,临界转速,在第一和第二临界转速之间运转的的压缩机，应使,1.4,第一临界转速,工作转速,0.8,第二临界转速,25,改变转速的调节方法，是几种调节方法中最省功率的办法，但要受驱动机的限制。用燃气轮机或汽轮机作驱动机时，这种调节方法较适宜。用电动机作驱动机时，在变频器应用前由于变速较困难，常不得不采用其它调节方法。,九、 离心式压缩机的流量调节,1、改变转速,第三节 离心压缩机,26,在压缩机排气管上安装调节阀，来改变压缩机出口处的压力，以调节压缩机的流量这种调节方法不改变压缩机的特性曲线，但要增加功率消耗 。,2、排气管节流,第三节 离心压缩机,27,3、进气管节流,进气管节流后，在转速不变时，离心压缩机的体积流量和压缩比的特性曲线不变。但由于进气压力减少，离心压缩机的质量流量和排气压力将和进气压力成比例地减少。,第三节 离心压缩机,28,3、进气管节流,在压缩机的进气管上装调节阀比排气管节流操作更稳定，调节气量范围更广，同时可以节省功率消耗。用电动机驱动的压缩机一般常用此方法调节气量，对大气量机组可省功率,58%,。,第三节 离心压缩机,29,4、进气管装导向片,在压缩机的叶轮进口处安装导向片，使气流旋绕以变更流向，可以改变机组的排气压力和输气量。这种方法比进口节流效率高，但结构要复杂一些。多级叶轮的压缩机上，只能在第一级进口前设置导向片。,第三节 离心压缩机,30,当生产要求的气量比压缩机排气量小时，将其剩余部分经冷却器返回到压缩机进口的方法叫作旁路调节。空气压缩机则不返回进口而直接放入大气中，所以叫作,放空调节,。,5、旁路或放空调节,第三节 离心压缩机,31,旁路循环或放空调节使压缩机增加了放空量或循环量，白白地消耗了功率，因此单独采用这种方法的很少。这种方法一般作为,反飞动,措施使用。即用其它的调节方法使气量减少到喘振点附近，当还需要进一步把气量减少到喘振点以下时，再打开旁路或放空。调节旁路或放空阀的开度，使旁路循环或放空的气量与生产需要的气量之和，比喘振点的流量稍大一些，以避免压缩机进入喘振范围。,5、旁路或放空调节,第三节 离心压缩机,32,