离心式压缩机培训教材

,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,*,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,*,离心式压缩机组,1,内容,离心式压缩机的结构、原理,汽轮机的结构、工作原理,润滑油系统,干气密封介绍,离心式压缩机组的开、停步骤,常见事故的处理,2,离心式压缩机的结构、原理,一、离心式压缩机特点,如果将往复式压缩机与离心式压缩机相比较，则显示出离心式压缩机有以下特点。,1,、优点,（,1,）流量大,离心式压缩机是连续运转的，汽缸流通截面的面积较大，叶轮转速很高，故气体流量很大。,（,2,）转速高,由于离心式压缩机转子只做旋转运动，转动惯量较小，运动件与静止件保持一定的间隙，因而转速较高。一般离心式压缩机的转速为,5000-20000r/min,。,3,离心式压缩机的结构、原理,（,3,）结构紧凑,机组重量和占地面积比同一流量的往复式压缩机小得多。,（,4,）运行可靠,离心式压缩机运转平稳一般可连续一至三年不需停机检修，亦可不用备机。排气均匀稳定，故运转可靠，维修简单，操作费用低。,4,离心式压缩机的结构、原理,缺点,（,1,）单级压力比不高。,（,2,）由于转速高和要求一定的通道截面，故不能适应太小的流量。,（,3,）效率较低，由于离心式压缩机中的气流速度较大等原因，造成能量损失较大，故效率比往复式压缩机稍低一些。,（,4,）由于转速高、功率大，一旦发生故障其破坏性较大。,5,离心式压缩机的结构、原理,压缩机的型号和含义,3 B C L 52 8,| | | | |_,缸内装有,8,级叶轮,| | | | | | | |_,叶轮名义直径,520mm | | | | | | _,无叶扩压器,| | | |_,垂直剖分结构,| |_ 3,个进气,出气口,6,离心式压缩机的结构、原理,7,离心式压缩机的结构、原理,8,离心式压缩机的结构、原理,2 M CL 70 7 | | | | |_,缸内装有,7,级叶轮,| | | | | | | |_,叶轮名义直径,700mm | | | | | | _,离心压缩机及无叶扩压器,| | | | _,水平剖分结构,| | _ 2,个进气,出气口,9,离心式压缩机的结构、原理,10,离心式压缩机的结构、原理,转子外形图,11,离心式压缩机的结构、原理,主轴,主轴,的作用是支持旋转零件及传递扭矩。,刚性轴,挠性轴,12,离心式压缩机的结构、原理,临界转速,转子的转速与转子的固有频率相等或相近，系统将发生共振而出现剧烈的振动现象。发生共振现象时的转速称为轴的临界转速。,13,离心式压缩机的结构、原理,转轴的临界转速往往不止一个。,n,nc1,刚性轴,n,nc1,挠性轴,14,离心式压缩机的结构、原理,大多数公司的压缩机设计采用的是基本级设计技术。,基本级类似积木，可以任意组合，完成功能要求。,基本级是由叶轮、扩压器、弯道、回流器等组成,15,离心式压缩机的结构、原理,基本级组成示意图,16,离心式压缩机的结构、原理,叶轮：它是离心式压缩机中唯一的作功部件。气体进入叶轮后，在叶片的推动下跟着叶轮旋转，由于叶轮对气流作功，增加了气流的能量，因此气体流出叶轮时的压力和速度均有所增加。,17,离心式压缩机的结构、原理,18,离心式压缩机的结构、原理,19,离心式压缩机的结构、原理,弯道,为了把扩压器后的气流引导到下一级的叶轮去进行压缩，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。,20,离心式压缩机的结构、原理,扩压器,气体从叶轮流出时的速度很高，为了充分利用这部分速度能，在叶轮后设置流通截面逐渐扩大的扩压器，以便将速度能转变为压力能,。,21,离心式压缩机的结构、原理,回流器,为了使气流以一定方向均匀地进入下一级叶轮进口，所以设置了回流器，在回流器中一般装有导叶,。,22,离心式压缩机的结构、原理,平衡盘位于末级叶轮之后，用来平衡转子所受的轴向力离心压缩机转子产生轴向力的原理与离心泵相同，其方向也是叶轮背面指向入口常用的平衡措施是平衡盘结构这种结构与离心泵中的平衡鼓类似，也称平衡活塞,23,离心式压缩机的结构、原理,24,离心式压缩机的结构、原理,推力盘,推力盘的作用是将平衡盘剩余的轴向力传递给止推轴承，其工作曲为端面。通常推力盘与轴采用过盈配合并用键固定。,25,离心式压缩机的结构、原理,26,离心式压缩机的结构、原理,支撑轴承,采用可倾瓦轴承。这种轴承有数个活动瓦块，瓦块可绕其支点摆动，以保证运转时处于最佳位置，不会产生油膜振荡，运转平稳可靠,27,离心式压缩机的结构、原理,28,离心式压缩机的结构、原理,推力轴承,压缩机的止推轴承采用可倾瓦式轴承。轴承体水平剖分为上、下两半，有两组止推元件置于旋转推力盘两侧。推力瓦块能绕其支点倾斜，使推力瓦块能够承受轴上变化的轴向推力,29,离心式压缩机的结构、原理,30,离心式压缩机的结构、原理,离心式压缩机工作过程,压缩机叶轮随轴旋转时，气体由吸入室轴向进入叶轮，叶片推动气体高速向外圆流动，在离心力作用下提高了压力。高速气流离开叶轮后，立即流进扩压器流道，在扩压器内随着流道截面的扩大，气流速被降低，动能进一步转化为压力能。气流从扩压器进入弯道，气流方向由离心流动变为向心流动，再经回流器进入下一级叶轮，（弯道和回流器主要起导向作用）重复上述流动过程这样一级接一级直至末级末级叶轮的出口可以直接通向蜗壳。然后气体流向机外。,31,离心式压缩机的结构、原理,离心式压缩机工作原理,离心式压缩机与离心泵在工作原理和结构形式等方面具有很多相似之处，两者不同之处是输送气体和液体介质性质的区别和流速大小的差别。离心式压缩机高速旋转的叶轮带动气体，获得极高的速度，进入扩压器时，速度降低，压力升高，然后将增压后的气体输出机外,32,离心式压缩机的结构、原理,离心式压缩机性能曲线及喘振现象,1,、离心压缩机的特性曲线,在一定的转速和进口条件下表示压力比与流量，效率与流量的关系曲线称压缩机的特性曲线（或性能曲线）。曲线上某一点即为压缩机的某一运行工作状态，所以该特性曲线也即压缩机的变工况性能曲线。这种曲线表达了压缩机的工作特性，使用非常方便。由于设计时只能确定一个工况点的流量、压力比和效率。非设计工况下压缩机内的流动更为复杂，损失有所增加，尚不能准确的计算出非设计流量下的压力比和效率，故压缩机的特性曲线只有通过实验得出。,33,离心式压缩机的结构、原理,34,离心式压缩机的结构、原理,喘振现象,离心压缩机的性能曲线不能达到流量为零的点。当流量减小到某一值（称为最小流量,Qmin,）时，离心压缩机就不能稳定工作，发生强烈震动及噪音，这种不稳定工况称为,“,喘振工况,”,，,Qmin,称为,“,喘振流量,”,。压缩机性能曲线的左端只能到,Qmin,，流量不能再减了。,原因：入口流量低、出口压力高,调节手段：通过调节出口反飞动量来调节入口流量；降低出口压力；改变机组转速。,35,离心式压缩机的结构、原理,防止喘振的措施,由于喘振的危害性很大，压缩机在运行中应严格防止发生喘振，防止喘振的措施有以下几条，供参考。,（,1,）压缩机应备有标明喘振界限的性能曲线。为安全考虑应在喘振线的流量大出,5-10,的位置上加一条防喘振警戒线，以提醒操作者的注意。最好设置测量与显示系统，用屏幕显示工况点的位置，严加注意工况点接近喘振线。,36,离心式压缩机的结构、原理,（,2,）在压缩机入口安装流量、温度监侧仪表，出口安装压力监侧仪表，该监侧系统与报警、调节和停机联锁，一旦进入喘振能自动报警、调节和停机。,（,3,）通过降低压缩机转速使流量减少而不至于发生喘振。,37,离心式压缩机的结构、原理,（,4,）在压缩机出入口设置返飞动线，此方法使压缩机出口流量部分返回入口，增加压缩机入口流量，机组消耗功率但不发生喘振。,（,5,）操作者应了解压缩机的性能曲线，熟悉各监测系统和控制调节系统的管理和操作，尽量使压缩机不进入喘振状态。,38,汽轮机部分,39,汽轮机的结构及工作原理,汽轮机的特点,汽轮机的转速可在一定的范围内变动，增加了调节手段和操作的灵活性；适用输送易燃易爆的气体，即使泄漏也不易引起事故；蒸汽的来源比较稳定。与其它原动机相比，汽轮机具有单机功率大、效率高、运行安全可靠、使用寿命长等优点。,40,汽轮机的结构及工作原理,汽轮机工作原理,高温高压蒸气，经入口管进汽轮机内，在机内叶轮处膨胀做功，焓值下降，温度压力下降，把蒸汽的热能、压力能转化为汽轮机转子转动的机械能，通过联轴器，带动被动机旋转。,41,汽轮机的结构及工作原理,42,汽轮机的结构及工作原理,汽轮机的分类,1,、按工作原理：冲动式汽轮机、反动式汽轮机、冲动和反动组合式,2,、按热力特性：凝汽式汽轮机、背压式汽轮机、调节抽汽式汽轮机、抽汽背压式汽轮机、中间再热式汽轮机,43,汽轮机的结构及工作原理,3,、按新蒸汽参数：低压汽轮机、中压汽轮机、高压汽轮机、超高压汽轮机,4,、按汽流方向：轴流式汽轮机、辐流式汽轮机,5,、按用途：电站汽轮机、工业汽轮机、 船用汽轮机,44,汽轮机的结构及工作原理,汽轮机型号,NK,（,HG,）,25/29/25,N,进汽参数标记（,N-,外缸受常压、,H-,外缸受高压）,K,排汽段标记,(K-,凝汽式汽轮机、,G-,背压式汽轮机,),25-,外缸标识尺寸,(,外缸轮室内半径,),29-,转子标识尺寸,(,指末级转子根径,),25-,延长段标记，,25,代表延长段为,25cm,45,汽轮机的结构及工作原理,46,汽轮机的结构及工作原理,汽轮机的组成：,静止部分（固定件）,转动部分（转子组体）,支承部分（轴承）,47,转动部件,汽轮机转动部件的组合体称为转子，它由主轴、叶轮（转鼓）、动叶片、联轴器及装在主轴上的其它零件组成。,48,转子,49,汽轮机的结构及工作原理,静止部分：,静止部分包括基础、台板（机座）、速关阀、调速气门（喷嘴）、汽缸、隔板、隔板套、汽封等。,50,汽轮机的结构及工作原理,汽缸：是汽轮机的外壳。,隔板：用以固定汽轮机各级的静叶片，并将汽轮机通流部分分成若干个级。,51,汽轮机的结构及工作原理,密封：汽轮机通汽部分的动、静部分之间，为了防止碰擦，必须留有一定的间隙。而间隙的存在必将导致漏汽，使汽轮机的经济性下降。为了解决这一矛盾，在汽轮机动、静部件的有关部位设有密封装置，通常称为汽封。目前汽轮机所采用的汽封大多为迷宫式密封。较广泛采用的是梳齿形迷宫密封。,52,汽轮机的结构及工作原理,速关阀,速关阀是新蒸汽管网和汽轮机的主要关闭机构，在进行中当出现事故时，它能在最短的时间内切断进入汽轮机的蒸汽。,53,汽轮机的结构及工作原理,54,速关阀,1,主阀碟,2,卸载阀,3,蒸汽滤网,4,导向套筒,5,阀盖,6,汽封套筒,7,阀杆,8,专用螺栓,9,螺母,10,油缸,11,压力表接口,12,试验活塞,13,活塞,14,弹簧,15,弹簧座,16,活塞盘,17,挡盘,18,阀座,D,蒸汽入口,E,速关油,F,启动油,H,试验油,K,漏汽,T1,回油,T2,漏油,55,速关阀,原理： 启动油,F,通至活塞（,13,）右端，活塞在油压作用下克服弹簧（,14,）力被压向活塞盘（,16,），使活塞与活塞盘的密封面相接触，之后速关油,E,通入活塞盘左侧，随着活塞盘后速关油压的建立，启动油开始有控制的泄放，于是活塞盘和活塞如同一个整体构件在两侧油压差作用下，持续向右移动直至被试验活塞（,12,）限位，由于阀杆右端是与活塞盘连接在一起，所以在活塞盘移动的同时速关阀也就随之开启。,56,汽轮机的结构及工作原理,调节汽阀,调节汽阀的作用是按照控制单元的指令改变进入汽轮机的蒸汽流量，以使机组受控参数（功率或转速、进汽压力、背压等）符合运行要求。,57,汽轮机的结构及工作原理,调节汽阀主要由调节阀、传动机构和油动机三部分组成。,调节阀包括阀杆、阀梁、阀碟及阀座等。,传动机构由支架和杠杆组成,。,58,汽轮机的结构及工作原理,杠杆,连接板,阀盖,汽缸进汽室,阀梁,阀碟,衬套,阀座,阀杆,下导向套筒,托架,上导向套筒,支架,弹簧组件,油动机,59,汽轮机的结构及工作原理,调节阀的装配示意图,60,汽轮机的结构及工作原理,油动机,油动机是调节汽阀的执行机构，它将由放大器或电液转换器输入的二次油信号转换为有足够作功能力的行程输出以操纵调节阀，控制汽轮机进汽。,油动机主要由油缸、错油门、连接体和反馈机构组成。,61,油动机,拉杆,调节螺栓,反馈板,活塞杆,油缸（缸盖）,活塞,连接体,错油门（错油门壳体）,反馈杠杆,调节螺钉,调节螺母,弯角杠杆,杆端关节轴承,62,错油门,错油门弹簧,推力球轴承,转动盘,滑阀体,泄油孔,调节阀,放油孔,调节阀,喷油进油孔,测速套筒,喷油孔,上套筒,中间套筒,下套筒,C,二次油,P,动力油,T,回油,63,转动盘工作示意图,64,危急遮断油门,1,手柄,2,滑阀凸肩,3,滑阀,4,活塞,5,套筒,6,壳体,7,弹簧,8,滑阀凸肩,9,滑阀凸肩,10,套筒,11,节流孔板,12,销,13,销轴,14,挂钩,P,压力油,E,速关油,H,试验油或复位油,T,回油,65,危急遮断油门,作用：,当汽轮机在运行过程中出现故障时，危急遮断油门泄放速关油引发速关阀和调节汽阀快速关闭而迫使机组紧急停机。,作用原理：,油门在正常工作状态下（如图所示已复位），压力油由接口,P,经节流孔板（,11,）进入油门的速关油控制腔，由于凸肩（,2,）的油压作用面积小于凸肩（,8,）的油压作用面积，使滑阀上的油压力克服弹簧（,7,）力，将凸肩（,8,）压在套筒（,5,）的密封面上，因此建立正常油压的速关油经接口,E,供至速关油路。,如果危急保安装置前的油压下降，滑阀将被弹簧推向衬套的端面，切断进油，同时将速关油与回油口接通，泄去速关油，使速关阀迅速关闭。,动作途径：,手动：转子轴向位移；超速。,66,危急遮断油门,当发生下述情况或操作时，滑阀产生位移而泄放速关油：,1,、危急保安器动作。当机组转速超过危急保安器跳闸转速设定值时，危急保安器飞锤击出，撞击挂钩（,14,）的爪，使挂钩绕销轴（,13,）逆时针方向偏转，拉动滑阀左移，凸肩（,8,）的密封盘与套筒（,5,）的密封面脱开同时凸肩（,9,）的密封盘在弹簧力作用下压在套筒（,10,）的密封面上，于是,P,与,E,的通路被切断而,E,与,T,接通，将速关油泄放至轴承座。,2,、轴位移保护动作。当汽轮机转子轴向位移,1mm,时，转子上的轴位移凸肩撞击挂钩的爪引发与上述相同的动作。若汽轮机转子上没有轴位移凸肩，则无此项作用。,67,危急遮断油门,3,、手动停机。揿下手柄（,1,），拨动挂钩逆时针方向偏转，拉动滑阀左移，油路切换过程同前。,4,、速关油失压。当速关油压力,0.28Mpa,时，滑阀上的油压不足以克服弹簧作用力，于是滑阀被推向左端而泄放速关油。,68,危急保安器,69,危急保安器,1,限位栓,2,压紧螺母,3,导向片,4,导向环,5,飞锤,6,配重销,7,导向片,8,导向套筒,9,弹簧,10,螺钉,70,危急保安器,作用原理：,飞锤和配重销的质心与转子中心之间存在偏心距，因此当转子旋转时，飞锤便产生离心力，由于在运行转速范围内，弹簧力始终大于飞锤离心力，所以飞锤也就在它的装配位置保持不动，但当汽轮机转速超出设定的脱扣转速时，由于飞锤离心力大于弹簧力，飞锤在离 心力作用下产生位移并随着偏心距的增加离心力阶跃增大，飞锤从转子中击出（行程为,H,）撞击遮断油门的拉钩，使油门脱扣关闭速关阀和调节汽阀。,71,速关组合件,1,试验阀,2,本体,3,启动油换向阀,4,速关油换向阀,5,停机电磁阀,6,电液转换器,7,支座,8,停机电磁阀,9,手动停机阀,A,操作侧,72,凝汽系统,73,凝汽系统,凝汽系统包括：,凝汽器,抽空器,凝结水泵,疏水联箱,74,凝汽系统,凝汽器,凝汽器在汽轮机装置中执行冷源的任务，系将凝汽式汽轮机的排汽凝结成水并带走蒸汽凝结时放出的热量，建立和维持汽轮机排汽口形成真空使进入汽轮机的蒸汽膨胀到尽可能低的有利压力，增加蒸汽的可用焓降；且将凝结水重新送往锅炉，作为锅炉的给水， 循环使用， 从而提高整个装置的热经济性。,75,凝汽系统,抽气器,抽气器的任务是将通过处于负压的汽轮机凝汽器及管道的不严密处漏入凝汽器汽侧空间的空气不断地抽出，以保持凝汽器的真空和良好的传热。,76,凝汽系统,投用步骤：,(1),供冷却水；,(2),起动凝结水泵；,(3),起动抽气设备；,(4),向汽封送密封蒸汽。,77,凝汽系统,引起真空下降的原因：,冷却水中断,冷却水量不足,凝汽器满水,凝汽器冷却面积垢,真空系统漏气量增多,抽气器工作不正常,78,润滑油系统,润滑油作用：,给机组轴瓦、联轴节和汽轮机调速系统供油，同时带走机组运行时产生的磨擦热和传导热。,润滑油、控制油,润滑油系统主要包括：油箱、油泵、冷却器、过滤器、控制阀、蓄能器、高位油箱等部分组成,79,80,润滑油系统,油箱（油箱加热器、滤油机、排油烟机）,作用：储存润滑油、排烟、沉淀水分杂质、油变质后可以更换润滑油；,油泵,1,、油泵型式：螺杆泵、齿轮泵。,2,、泵组成：由两台组成，可以相互切换。,主油泵原动机一般为透平：安全角度考虑，使主油泵、辐助油泵原动机不同；汽网较稳定，在停电或停汽情况下，保证机组润滑油供给。 辅助油泵原动机为电机。,81,润滑油系统,蓄能器：,作用：在油系统工作压力降低需要增加油 量提高压力时，蓄能器将储存的润滑油排出，使系统能量得到补偿。,82,润滑油系统,冷却器：,1,、作用：通过调节冷却循环水量来调节润滑油温度。,2,、冷却器组成：由两台组成，可以相互切换。,3,、型式：固定管板式。油走壳程，水走管程：油压大于水压；保证水漏不到油中。,在冷油器的壳程设有排气管线回油箱；在该排气管线中设有截止阀、视镜及孔板。,83,润滑油系统,过滤器：,1,、过滤器过滤精度一般为,10,。,2,、过滤器由,2,台组成，可 以相互切换；,在滤油器的顶部设有排气管线回油箱；在该排气管线中设有截止阀、视镜及孔板。,84,润滑油系统,高位油箱：,作用：在紧急停机情况下保证机组供油（,5min,）；,从压缩机中心线到,高位油箱正常操作,液位的距离为,6,7,米。,85,润滑油系统,润滑油系统试验：,为了保证机组润滑油不中断及保护机组不损坏，机组开机前需进行下列试验：,1,、油泵自启动试验；,2,、油压大降停机试验。,86,干气密封,87,干气密封,干气密封组成：,（带弹簧）静环和（带螺旋沟槽）动环组成。,88,干气密封,工作原理：静压力和动压力平衡。,当转子旋转起来后，流体被吸入密封沟槽底部，由于离心力的作用，气体进入密封中心处压力升高，螺旋槽底部最高，它沿径向形成环形密封墙，该密封墙对气流产生阻力，气体被压缩，压力增高，产生的压力使静环从动环表面被推开，这样，密封面间始终保持一层极薄的气膜，使动环和静环之间存在间隙，密封始终工作在非接触状态，起密封作用。,89,干气密封,正常工作间隙为,2.55,m,。,90,91,92,93,94,95,96,干气密封,97,