【正文】 際工作循環(huán) ?壓縮機工作過程中活塞環(huán)、 填料、氣閥 不可避免存在 泄露 ，每個循環(huán)的排氣量 總小于實際吸氣量。 多級壓縮可避免單級壓縮比過高而引起的排出氣體超溫、容 積系數(shù)低的問題，而且由于級間冷卻使氣體體積減小并使壓 縮過程接近于等溫過程，因此還可減少功耗。實際壓縮比 一般不超過 8。所以， 在理論上等溫壓縮 循環(huán)的 功耗最小。 ?過程 01230構成了壓縮機的理 論工作循環(huán) ，壓縮機完成一個理論 循環(huán) 所消耗的功即為圖中 01230 所代表的面積 。壓縮機的理論工作 過程可以簡化成下圖示的三個熱力過程。 ?當曲軸旋轉(zhuǎn)時，通過連桿的傳動，驅(qū)動活塞便做往復 運動，由氣缸內(nèi)壁、氣缸蓋和活塞頂面所構成的工作 容積則會發(fā)生周期性變化。 往復式壓縮機 （ Reciprocating Compressor） 結構： 主要部件有氣缸、活塞、吸入和壓出活門。 (1)機器振動檢測技術 (2)熱紅外技術 (3)聲發(fā)射技術 (4)噪聲分析技術 (5)潤滑油的光譜、鐵 譜分析技術 故障監(jiān)測技術 機器故障診斷中除了檢測狀態(tài)參數(shù)和信號處理之 外，更重要的是根據(jù)提取的特征信息進行故障識別與診 斷，以確定故障發(fā)生的部位、類別和程度，然而這是一 項相當復雜與艱巨的工作。如采用機器故障診斷技術，則可改 為預防性維修制度，根據(jù)故障診斷結果，確定適時的 停機和局部維修，這樣就大大延緩停機大修的時間， 甚至不必定期停機大修，從而節(jié)省了維修費用，增加 了持續(xù)生產(chǎn)的時間。它不僅油楔數(shù)多， 且當外部發(fā)生變化使軸頸中 心瞬時離開平衡位置時，由 于瓦塊可以繞支點偏轉(zhuǎn)能夠 自動調(diào)整到平衡位置，使其 不存在維持振蕩的因素，因 而穩(wěn)定性很好 . 止推軸承的工作原理與徑向軸承類似，也是由轉(zhuǎn) 子上轉(zhuǎn)動的推力盤與軸承上幾塊扇形面形成的收斂油 楔動壓力來平衡轉(zhuǎn)子的軸向推力載荷。 這種軸承由幾塊圓 弧形瓦塊組成，可以是 對稱的，也可是不對稱 的，它與橢圓軸承的性 能類似，每段都有較大 的偏心，且油楔數(shù)更 多，因軸頸受多方油 楔的作用，故抑振性能 優(yōu)于橢圓軸承。所以對 于高速輕載轉(zhuǎn)子，圓柱軸承很少采用。 （ 2） 葉輪背面加筋 如左圖所示， 在末級葉輪之后的 軸上安裝一個平衡 盤。 葉輪強度 轉(zhuǎn)子臨界速度 n2nc1 為了確保機器運行的安全性，要求工作轉(zhuǎn)速遠離 第 2階臨界轉(zhuǎn)速，其校核條件是 對于剛性轉(zhuǎn)子 為了防止可能出現(xiàn)的軸承油膜振蕩，工作轉(zhuǎn)速應 低于二倍的第一階臨界轉(zhuǎn)速，即 n≤ 對于柔性轉(zhuǎn)子 ≤n≤ a b c 軸向推力的平衡措施 (1) 葉輪對排 葉輪的各種排列方式如下圖所示，圖 (a)是葉輪 順排，轉(zhuǎn)子上各葉輪軸向力相加；圖 (b)和帶有中間 冷卻器酌圖 (c)是葉輪對排，可使轉(zhuǎn)子上的軸向力相 互抵消，總軸向力大大降低。而沿周向分散的葉片，可假定 為沿周向均勻分布的由特定材料制成的盤形夾層。相鄰齒片問的距離和間隙的比應足夠大，一 般齒距與間隙的比值為 6（如圖）； 梳齒頂端朝向來流一邊作成尖角形，以加強氣流旋渦，提 高密封效果； 梳齒材料一般采用青銅、銅銻錫合金及鋁合金等較軟的金 屬制作，避免劃傷軸或軸套。主要用于離心壓縮機級內(nèi)輪蓋密封、級問密 封和平衡盤密封上。動密封是防 止機器在運轉(zhuǎn)期間和停轉(zhuǎn)期間流體向外或向內(nèi)泄露 的構件。 對葉輪的要求 葉輪的結構形式 (1) 按葉輪的彎曲形式分 (2) 按葉輪結構形式分 (3) 按制造工藝分 葉輪 性能 前彎式 徑向式 后彎式 能量頭 高 中 中 反作用度 小 中 大 穩(wěn)定工況區(qū) 窄 中 寬 流動效率 低 中 高 (1) 按葉輪的彎曲形式分 前彎葉片式葉輪 (2) 葉輪的結構形式分 可分為閉式、半開式和開式葉輪三種類型。曲 線 1表示進口預旋比進 口節(jié)流所節(jié)省的功率。如圖所示，改 變進氣管道中的閥 門開度，可以改變 壓縮機性能曲線的 位置，從而達到改 變輸送氣流的流量 或壓力。在實際運行中，為滿足用戶對輸送氣流的流量 或壓力增減的需要，就必需設法改變壓縮機的運行工況點。后因生產(chǎn)中高壓蒸汽供應不足，作為 驅(qū)動機的蒸汽輪機的轉(zhuǎn)速下降到 n2，這時壓縮機的 工作點 A’落到喘振區(qū)，因此產(chǎn)生了喘振。 例 1 性能變化造成的喘振情況 例 2 性能變化造成的喘振情況 某壓縮機原在上圖所示的 A點正常運轉(zhuǎn)，后來由于某 種原因，進氣管被異物堵塞而出現(xiàn)了喘振。 性能曲線的變化規(guī)律 壓縮機與管網(wǎng)聯(lián)合 管網(wǎng)特性曲線 壓縮機與管網(wǎng)聯(lián)合工作 平衡工況的穩(wěn)定性 e r rp ??+???????????????2 2c c?? 所謂管網(wǎng)，一般是指與壓縮機連接的進氣管路、 排氣管路以及這些管路上的附件及設備的總稱。因為如果運轉(zhuǎn)時的 氣體介質(zhì)、進氣條件與設計條件不符，那么壓縮機的運轉(zhuǎn) 性能就有別于所提供的性能曲線圖。 堵塞工況 流量達到最大時的工況即為最大流量工況。 （ 3）防喘振的措施（續(xù)） 在壓縮機進口安置溫度、流量監(jiān)視儀表，出口安置 壓力監(jiān)視儀表，一旦出現(xiàn)異常或端振及時報警，最好 還能與防喘振控制操作聯(lián)功 d4與緊急停車聯(lián)動。為偏于運行安全，可在 比喘振線的流量大出 5％～ 10％的地方加注一條防喘振線，以 提醒操作者注意。 （ 5）穩(wěn)定工作范圍 壓縮機性能曲線的左邊受到喘振工況的限 制，右邊受到堵塞工況限制，在這兩個工況之間 的區(qū)域稱為壓縮機的穩(wěn)定工作范圍。大致成正比，所以功率曲線一般 隨 Qj增加而向上傾斜，但當 ε Qj曲線向下傾斜很 快時，功率曲線也可能先向上傾斜而后逐漸向下傾 斜。在最小流量時，壓力比達到最大。 2）用戶要求排出的氣體溫度高，以利于化 學反應 (由氮、氫化合為氮 )或燃燒，則不必采用 中間冷卻，或盡量減少冷卻次數(shù)。對于要求高增壓比或 輸送輕氣體的機器需要兩缸或多缸離心壓縮機串 聯(lián)起來形成機組。 該能量損失不可逆的轉(zhuǎn)化為熱能 為主流氣體所吸收。 葉輪的速度三角形 在討論其工作原理時，常常會用到葉輪進、出口處的三角 形 優(yōu)點： （ 1）排氣量大，氣體流經(jīng)離心壓縮機是連續(xù)的，其流通截面 積較大，且葉輪轉(zhuǎn)速很高，故氣流速度很大，因而流量很大。 工作過程與典型結構 1－吸入室； 2－軸； 3－葉輪； 4－固定部件； 5－機殼； 6－軸端密封； 7－軸承； 8－排氣蝸室； 離心壓縮機 定子： 氣缸，其上的各種隔板以及軸承等 驅(qū)動機 轉(zhuǎn)子高速回轉(zhuǎn) 葉輪入口產(chǎn)生負壓（吸氣） 氣體在流道中擴壓 氣體連續(xù)從排氣口排出 零部件，如擴壓器、彎道、回流器、蝸殼、 吸氣室。 單級風機的風壓較低，風壓較高的離心鼓風機采用多級，其 結構也與多級離心泵類似。工 作溫度不能超過 85℃ ，以防轉(zhuǎn)子因熱膨脹而卡住。 兩轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與機殼之間間隙 很小，無過多泄漏。 性能表上風壓的空氣條件為 20℃ 、 。 風壓 HT（也稱全風壓）：單位體 積氣體所獲得的能量 (N/m2) 。 葉片有平直、前彎和后彎幾種形式。 通風機（ Fan） 工業(yè)上常用通風機按其結構形式有軸流式和離心式兩類。 特性： 氣體密度遠較液體小且可壓縮。壓縮機按其工作原理可分為 速度型 和 容 積型 兩種。在 石油化工廠中，壓縮機主要壓縮原料氣、空氣或 中間過程的介質(zhì)氣體，以滿足石油化工生產(chǎn)工藝 的需要。 往復壓縮機 2022529 輸送機械 出口壓強（表壓） 壓縮比 通風機（ Fan） ?? kPa 1 ～ 鼓風機（ Blower） kPa ～ MPa 4 壓縮機（ Compressor） 4 真空泵（ Vacuum pump 大氣壓 減壓抽吸 氣體輸送機械 共性： 氣體和液體同為流體，輸送機械工作原理基本相似。氣體輸送機械結構設計更為復 雜，選用上必須考慮的影響因素也更多。差異在于離心通風機為多葉片葉輪，且因輸送流 體體積大（密度?。~輪直徑一般較大而葉片較短。 ??~ ??(u2 ??u1 )?離心通風機 （ Centrifugal Fan ） 離心通風機的特性曲線 主要性能參數(shù)： 風量 V： 氣體通過體積流量（按 通風機進口狀態(tài)計）。 通風機特性曲線中的兩條曲線分別代表全風壓、靜風壓與風 量的關系（ HT—V ， Hp—V） 。 結構： 由機殼和腰形轉(zhuǎn)子組成。應安裝穩(wěn)壓氣罐和安全閥。 羅茨鼓風機 L4LD 系列 L10WDA 系列 3R5WD 系列 L6LD 系列 離心鼓風機 （透平鼓風機 Turboblower ） 工作原理： 與離心泵相同。達到 這個目標可采用的方法有： 用擠壓元件來擠壓氣體的容積式壓縮方法 (如活塞式 )； 用氣體動力學的方法，即利用機器的作功元件 (高速回轉(zhuǎn) 的葉輪 )對氣體作功，使氣體在離心力場中 壓力 得到提高，同 時 動能 也大為增加，隨后在擴壓流道中流動時這部分動能又轉(zhuǎn) 變成靜壓能，而使氣體壓力進一步提高，這就是離心式壓縮機 的工作原理或增壓原理。 缸： 一個機殼稱為一缸，多機殼稱為多缸（在葉輪數(shù)較 多時采用） 列： 指壓縮機缸的排列方式，一列可由一至幾個缸組成 葉輪、擴壓器、彎道、回流器、蝸殼、吸氣室 主要部件的功用： 三、葉輪的典型結構 離心式葉輪 閉式葉輪 半開式葉輪 雙面進氣葉輪 按葉片彎曲形式 后彎葉片： 彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反，級效率高， β2A＜ 90 徑向葉片： β 2A＝ 90，工作穩(wěn)定范圍寬，常用 前彎葉片： 彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相同， β 2A＞ 90， 效率低，穩(wěn)定工作范圍較窄，多用于一部分通風機。 缺點： （ 1）單級壓力比不高，不適用于較小的流量； （ 2）穩(wěn)定工況區(qū)較窄，盡管氣量調(diào)節(jié)較方便，但經(jīng)濟性較差 離心式壓縮機的特點 適用范圍 漏氣損失 （ 1） 產(chǎn)生漏氣損失原因 （ 2） 密封件的結構形式及漏氣量的計算 （ 3） 輪蓋密封的漏氣量及漏氣損失系數(shù) （ 1） 產(chǎn)生漏氣損失的原因 從右圖中可以看出，由于葉 輪出口壓力大于進口壓力，級出 口壓力大于葉輪出口壓力，在葉 輪兩側(cè)與固定部件之間的間隙中 會產(chǎn)生漏氣，而所漏氣體又隨主 流流動，造成膨脹與壓縮的循 環(huán)，每次循環(huán)都會有能量損失?？紤]到結構的緊湊性與機器的安全可 靠性，一般主軸不能過長。應當指出，分段與中間冷卻不能僅考 慮省功，還要考慮下列因素： 1）被壓縮介質(zhì)的特性屬于易燃、易爆則段出口的溫 度低一些，對于某些化工氣體，因在高溫下氣體發(fā)生不 必要的分解或化合變化，或會產(chǎn)生并加速對機器材料的 腐蝕，這樣的壓縮機冷卻次數(shù)必需多一些。 性能與調(diào)節(jié) 離心壓縮機的性能 壓縮機與管網(wǎng)聯(lián)合工作 壓縮機的串聯(lián)與并聯(lián) 壓縮機的調(diào)節(jié)方法及特點 離心壓縮機的性能 性能曲線 喘振工況 堵塞工況 性能曲線的變化規(guī)律 性能曲線 （ 1）性能曲線的形成 （ 2) 性能曲線的特點 （ 3）性能曲線的特點 （ 4）最佳工況 （ 5）穩(wěn)定工作范圍 （ 1）性能曲線的形成 （ 2) 性能曲線的特點 （ 3）性能曲線的特點 隨著流量的減小，壓縮機能提供的壓力比將增 大。 功率 N與 Qj 。如圖所示， 在最佳工況點左右兩邊的各 工況點，其效率均有所降低。 （ 3）防喘振的措施 操作者應具備標注喘振線的壓縮機性能曲線，隨時了解壓縮 機工況點處在性能曲線圖上的位置。 在壓縮機出口設置旁通管道，如生產(chǎn)中必須減少壓縮機的輸 送流量時，讓多余的氣體放空，或經(jīng)降壓后仍回進氣管，寧 肯多消耗流量與功率，也要讓壓縮機通過足夠的流量，以防