【正文】 動(dòng)，機(jī)體、軸承等振幅急劇增加。在試驗(yàn)時(shí)，加大流量，使壓縮機(jī)性能開(kāi)始急劇惡化的流量就可認(rèn)為是阻塞流量，壓比流量特性線幾乎成垂直下降形式。假設(shè)壓縮機(jī)不是在A點(diǎn)而是在某點(diǎn)A1工況下工作，由于在這種情況下，壓縮機(jī)的流量G1大于A點(diǎn)工況下的G0，在流量為G1的情況下管網(wǎng)要求端壓為PB1，比壓縮機(jī)能提供的壓力PA1還大△P，這時(shí)壓縮機(jī)只能自動(dòng)減量（減小氣體的動(dòng)能，以彌補(bǔ)壓能的不足）；隨著氣量的減小，其排氣壓力逐漸上升，直到回到A工況點(diǎn)。當(dāng)從壓縮機(jī)到容器的管網(wǎng)很短、閥門(mén)全開(kāi)，因而阻力損失很小時(shí)，管網(wǎng)特性曲線幾乎是一水平線，如線1。壓縮機(jī)在一定的管網(wǎng)狀態(tài)下有一定的穩(wěn)定工況點(diǎn)，而當(dāng)管網(wǎng)狀態(tài)改變，壓縮機(jī)的工況也將隨之改變。(4)轉(zhuǎn)速越高，特性線越陡，這主要是由于轉(zhuǎn)速高，氣流馬赫數(shù)就高。如圖226，所示是一臺(tái)離心式壓縮機(jī)排氣壓力流量、功率流量的性能曲線。 圖225 金斯泊雷式止推軸承離心壓縮機(jī)在正常工作時(shí)，軸向力總是指向低壓端，承受這個(gè)軸向力的推力塊稱為主推力塊。離心壓縮機(jī)采用最早和普遍的是圓瓦軸承（圖224），后來(lái)逐漸采用橢圓瓦軸承、多油楔軸承，目前大型機(jī)組多采用可傾瓦軸承（圖225）。止推軸承的作用是承受轉(zhuǎn)子的剩余軸向力，限制轉(zhuǎn)子的軸向竄動(dòng)，保持轉(zhuǎn)子在氣缸中的軸向位置。潔凈的密封氣（可以是工藝氣，也可以是外設(shè)的氮?dú)猓┮愿哂趬嚎s機(jī)內(nèi)被封工藝氣體的壓力由入口1注入到密封裝置，用以阻止壓縮機(jī)工藝氣體滲漏。 圖221 螺旋槽動(dòng)環(huán)密封面如圖221所示，當(dāng)動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)將密封氣周向吸入螺旋槽內(nèi)，由外徑朝向中心，徑向方向朝著密封堰流動(dòng)，而密封堰起著阻擋氣體流向中心的作用，于是氣體被壓縮引起壓力升高，此氣體膜層壓力企圖推開(kāi)密封， 形成要求的氣膜。因此，在結(jié)構(gòu)上一般將彈簧及其加荷裝置設(shè)計(jì)成靜止式而且轉(zhuǎn)動(dòng)零件的幾何形狀力求對(duì)稱，傳動(dòng)方式不用銷子、鏈等，以減少不平衡質(zhì)量所引起的離心力的影響，同時(shí)從摩擦件和端面比壓來(lái)看，盡可能采取雙端面部分平衡型，其端面寬度要小，摩擦副材料的摩擦系數(shù)低，同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)冷卻和潤(rùn)滑，以便迅速導(dǎo)出密封面的摩擦熱。同時(shí)因浮環(huán)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)與軸之間形成油楔。浮環(huán)密封既能在環(huán)與軸的間隙中形成油膜，環(huán)本身又能自由徑向浮動(dòng)。迷宮密封的氣體流動(dòng)(見(jiàn)圖214)，當(dāng)氣體流過(guò)梳齒形迷宮密封片的間隙時(shí)，氣體經(jīng)歷了一個(gè)膨脹過(guò)程，壓力從P1降至右端的P2，這種膨脹過(guò)程是逐步完成的，當(dāng)氣體從密封片的間隙進(jìn)入密封腔時(shí)，由于截面積的突然擴(kuò)大，氣流形成很強(qiáng)的旋渦，使得速度幾乎完全消失，密封面兩側(cè)的氣體存在著壓差，密封腔內(nèi)的壓力和間隙處的壓力一樣，按照氣體膨脹的規(guī)律來(lái)看，隨著氣體壓力的下降，速度應(yīng)該增加，溫度應(yīng)該下降，但是由于氣體在狹小縫隙內(nèi)的流動(dòng)是屬于節(jié)流性質(zhì)的，此時(shí)氣體由于壓降而獲得的動(dòng)能在密封腔中完全損失掉，而轉(zhuǎn)化為無(wú)用的熱能，這部分熱能轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)又加熱氣體，從而使得瞬間剛剛隨著壓力降落下去的溫度又上升起來(lái)，恢復(fù)到壓力沒(méi)有降低時(shí)的溫度，氣流經(jīng)過(guò)隨后的每一個(gè)密封片和空腔就重復(fù)一次上面的過(guò)程，一直到壓力P2為止。蝸殼的截面形狀有圓形、犁形、梯形和矩形等。這種擴(kuò)壓器看成是一個(gè)單獨(dú)通道，故又稱為通道形擴(kuò)壓器。中間隔板的任務(wù)有二：一是形成擴(kuò)壓器，二是形成彎道（與氣缸一起）和回流器。通常在氣缸、軸承座和機(jī)座之間裝設(shè)軸向鍵和水平橫向鍵。轉(zhuǎn)子裝好后放在下隔板束上，蓋好上隔板束，隔板中分面法蘭用螺栓把緊，隔板束件可用貫穿螺栓連起來(lái)，推入筒型缸體安置好后，貫穿螺栓可以卸掉。氣體壓力比較低(一般低于5MPa)的多采用水平剖分型氣缸，氣體壓力較高或易泄漏的，要采用筒型缸體。如圖27所示，平衡盤(pán)位于高壓端，它的一側(cè)壓力是末級(jí)葉輪盤(pán)側(cè)間隙中的壓力，另一側(cè)通向大氣或進(jìn)氣管，通常平衡盤(pán)只平衡一部分軸向力，剩余軸向力由止推軸承承受，在平衡盤(pán)的外緣需安裝氣封，用來(lái)防止氣體漏出，保持兩側(cè)的差壓。這種葉輪對(duì)氣體流動(dòng)有利。按結(jié)構(gòu)形式葉輪分為開(kāi)式、半開(kāi)式和閉式三種。轉(zhuǎn)子上的各零部件紅套在主軸上，隨主軸高速旋轉(zhuǎn)。這些使離心壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)有其特點(diǎn)，設(shè)計(jì)制造要求比普通離心泵更為嚴(yán)格、難度更大。如果一個(gè)工作葉輪得到的壓力還不夠，可通過(guò)使多級(jí)葉輪串聯(lián)起來(lái)工作的辦法來(lái)達(dá)到對(duì)出口壓力的要求。離心式壓縮機(jī)存在的缺點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾方面：（1）目前還不適用于氣量太小及壓比過(guò)高的場(chǎng)合。按出口壓力pd又可分為：通風(fēng)機(jī)，pd﹤；鼓風(fēng)機(jī)，≤pd﹤；壓縮機(jī)，pd﹥。 壓縮機(jī)的分類速度式（也稱透平式）壓縮機(jī)是依靠高速旋轉(zhuǎn)的工作葉輪，將機(jī)械能傳遞給氣體介質(zhì)，并轉(zhuǎn)化成氣體的壓力能。（2）運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，易損件少，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)器利用率高，操作維修費(fèi)用低。 離心式壓縮機(jī)的分類分類方法類型名稱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或用途按照機(jī)殼數(shù)目分 單缸型 只有一個(gè)機(jī)殼 多缸型 具有二個(gè)以上機(jī)殼按照氣體在壓縮過(guò)程中的冷卻次數(shù)分 單段型 氣體在壓縮過(guò)程中不進(jìn)行冷卻 多段型 氣體在壓縮過(guò)程中至少冷卻一次 等溫型 氣體在壓縮過(guò)程中每次都進(jìn)行冷卻按照機(jī)殼的剖分方式分 水平剖分型 機(jī)殼被水平剖分為上下兩半 筒型 機(jī)殼為垂直剖分的圓筒二、離心壓縮機(jī)的工作原理汽輪機(jī)（或電動(dòng)機(jī)）帶動(dòng)壓縮機(jī)主軸葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力作用下，氣體被甩到工作輪后面的擴(kuò)壓器中去。為使氣體獲得更多的能量以提高氣體的壓力，離心式壓縮機(jī)都采用很高的轉(zhuǎn)速。有的壓縮機(jī)，氣體從氣缸中間排出，到缸外進(jìn)行冷卻后，再回到氣缸內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行壓縮，有一次這樣中間排出又返回的稱為二段壓縮，有的壓縮機(jī)一缸可以有幾個(gè)這樣的段。 葉輪又稱工作輪，是壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子上最主要的部件，葉輪隨主軸高速旋轉(zhuǎn)，對(duì)氣體作功。但是，由于葉輪側(cè)面間隙很大，有一部分氣體從葉輪出口倒流回進(jìn)口，內(nèi)泄漏損失大。 圖25 開(kāi)式葉輪 圖26 半開(kāi)式葉輪在多級(jí)離心式壓縮機(jī)中因每級(jí)葉輪兩側(cè)的氣體作用力大小不等，使轉(zhuǎn)子受到一個(gè)指向低壓端的合力，這個(gè)合力即稱為軸向力。由殼身和進(jìn)、排氣室構(gòu)成，氣缸上，裝有隔板、密封體、軸承體等零部件。垂直剖分型氣缸適應(yīng)于中高壓壓縮機(jī)。 氣缸的固定原則氣缸固定在機(jī)座上，壓縮機(jī)在啟動(dòng)、停機(jī)和運(yùn)行中負(fù)荷變化時(shí)，氣缸各部分溫度都會(huì)發(fā)生變化而引起相應(yīng)的膨脹和收縮。 圖28 氣缸機(jī)座滑鍵的布置在氣缸固定時(shí)，要特別注意氣體管道與氣缸的柔性連接，以保證不因管道的收縮影響氣缸的定位。擴(kuò)壓器一般有無(wú)葉、葉片、直壁形擴(kuò)壓器等多種形式。導(dǎo)流葉片通常是圓弧的，可以和氣缸鑄成一體也可以分開(kāi)制造，然后用螺栓連接在一起。內(nèi)密封的作用是防止氣體在級(jí)間倒流，如輪蓋處的輪蓋密封，隔板和轉(zhuǎn)子間的隔板密封。 (3)臺(tái)階型 見(jiàn)圖217，這種型式的密封效果也優(yōu)于平滑形，常用于葉輪輪蓋的密封，一般有3~5個(gè)密封齒。流至高壓側(cè)的封油與氣混合，排出到油氣分離器，經(jīng)分離后封油繼續(xù)使用。但是這種密封有一套較復(fù)雜的壓力控制系統(tǒng)，包括封油循環(huán)系統(tǒng)、高位罐及控制儀表等。它由動(dòng)環(huán)靜環(huán)彈簧O形環(huán)8，組裝套7及軸6組成。和浮環(huán)油膜密封比較，干氣體密封不需要復(fù)雜的輔助系統(tǒng)。干氣密封的支持系統(tǒng)控制部件及管線遠(yuǎn)不及常規(guī)液體密封安裝的那么復(fù)雜和昂貴，通常具有如下特點(diǎn)：① 氣源與支持系統(tǒng)工程簡(jiǎn)單；② 操作時(shí)無(wú)磨損，密封壽命可達(dá)數(shù)年；③ 工藝氣體漏損率低，且工藝介質(zhì)不會(huì)被污染；④ 對(duì)轉(zhuǎn)子軸向或徑向移動(dòng)不敏感，⑤ 對(duì)密封的氣體性能相對(duì)來(lái)說(shuō)不敏感；⑥ 低動(dòng)力消耗，約為機(jī)械接觸式密封的l/20 左右。軸瓦：用來(lái)直接支承軸頸，軸瓦圓表面澆巴氏合金，由于其減摩性好，塑性高，易于澆注和跑合，在離心壓縮機(jī)中廣泛采用。離心壓縮機(jī)中廣泛采用米切爾式止推軸承和金斯泊雷式止推軸承。工況改變了，壓縮機(jī)的性能也將隨之變化，這時(shí)就需要改變壓縮機(jī)的運(yùn)行工況以適應(yīng)變化了的運(yùn)行條件，滿足使用要求。(2)流量進(jìn)一步減少，壓縮機(jī)的工作會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定，氣流出現(xiàn)脈動(dòng)，振動(dòng)加劇，伴隨著吼叫聲，這個(gè)現(xiàn)象稱為喘振現(xiàn)象，這個(gè)最小流量稱為喘振流量。(3)進(jìn)氣壓力：在轉(zhuǎn)速和體積流量不變的情況下，進(jìn)氣壓力增加，質(zhì)量流量增加，壓力比基本不變，功率增加。為了把氣體送入內(nèi)壓力為Pr的設(shè)備去，管網(wǎng)始端的壓力（稱為壓縮機(jī)出口的背壓）Pe為：Pe=Pr＋△P=Pr＋AQ2 （1）式中△P包括管網(wǎng)中的摩擦損失和局部阻力損失，A為總阻力損失的計(jì)算系數(shù)。所以這個(gè)穩(wěn)定工作點(diǎn)一定是壓縮機(jī)性能曲線和管網(wǎng)性能曲線交點(diǎn)，因?yàn)檫@個(gè)交點(diǎn)符合上述兩個(gè)相關(guān)條件。這可能有兩種情況：第一，在壓縮機(jī)內(nèi)流道中某個(gè)截面氣流達(dá)到臨界狀態(tài)，進(jìn)一步加大流量成為不可能，多發(fā)生在高轉(zhuǎn)速；第二，流量增加，損失增加太多，葉輪對(duì)氣體做的功只能用來(lái)克服流動(dòng)損失，而不能提高氣體的壓力，多發(fā)生在低轉(zhuǎn)速。如此周而復(fù)始，使壓縮機(jī)的流量和出口壓力周期性的大幅波動(dòng)，引起壓縮機(jī)強(qiáng)烈的氣流波動(dòng)，這種現(xiàn)象就稱為壓縮機(jī)的喘振。實(shí)際運(yùn)行中引起運(yùn)行點(diǎn)變化的情況很多，凡是運(yùn)行中使壓縮機(jī)特性線下移（如進(jìn)氣壓力降低、進(jìn)氣溫度升高、進(jìn)氣分子量減少等）或管網(wǎng)特性線上移，或者兩者同時(shí)發(fā)生，或減量過(guò)多，使聯(lián)合運(yùn)行點(diǎn)落人喘振區(qū)的都會(huì)引起壓縮機(jī)喘振。圖230 離心壓縮機(jī)性能變化造成喘振的情況℃，工作點(diǎn)在A點(diǎn)（見(jiàn)圖230a），因生產(chǎn)中冷卻器出了故障，使來(lái)氣溫度劇增到60℃，這時(shí)壓縮機(jī)突然出現(xiàn)了喘振。有時(shí)候則是因?yàn)楣芫W(wǎng)性能曲線發(fā)生變化（例如曲線上移或變陡）而造成喘振。圖232示意表明，當(dāng)管網(wǎng)需要的流量Ga減少到壓縮機(jī)喘振 圖232 防喘原理示意流量時(shí)，旁通閥打開(kāi)，讓一部分氣體回流到入口或放空，使實(shí)際通過(guò)壓縮機(jī)的流量為G ，大于喘振流量，防止喘振發(fā)生。另外，關(guān)小進(jìn)氣閥會(huì)使壓縮機(jī)性能曲線向小流量區(qū)移動(dòng)，因而可使壓縮機(jī)在更小的流量范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。一般多種原因相互影響發(fā)生故障或事故的情況最為常見(jiàn)，現(xiàn)將常見(jiàn)的故障可能的原因和處理措施，列于下面表中?；钊綁嚎s機(jī)的工作轉(zhuǎn)速一般比較低，盡量采用與原動(dòng)機(jī)直聯(lián)，避免采用中間齒輪變速器 ｃ、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，起動(dòng)迅速方便，容易開(kāi)停車 ｄ、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動(dòng)小，防爆，安全可靠，能長(zhǎng)周期運(yùn)行 （2）驅(qū)動(dòng)機(jī)種類 目前，活塞式壓縮機(jī)采用的驅(qū)動(dòng)機(jī)主要是電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)兩種，在有電的情況下，一般總是采用電動(dòng)機(jī)，只有在沒(méi)有電源時(shí)或有廉價(jià)的天然氣或煉廠廢氣的場(chǎng)合下，才采用內(nèi)燃機(jī)。 大型壓縮機(jī)都是采用電動(dòng)機(jī)剛性聯(lián)結(jié)直接驅(qū)動(dòng)，或者電機(jī)直接裝置在壓縮機(jī)的曲軸之上，成為懸掛式電動(dòng)機(jī)。該類壓縮機(jī)的系列化和變形比較方便，因此在大中小型壓縮范圍，無(wú)論在國(guó)內(nèi)外都有獲得了很大的發(fā)展，以壓倒的優(yōu)勢(shì)取代了一般臥式和大型立式壓縮機(jī)組。 排氣量表征壓縮機(jī)的大小，但并不表明壓縮機(jī)所排氣體的物質(zhì)數(shù)量?；钊σ殉蔀閴嚎s機(jī)系列化、規(guī)格化的一個(gè)主要參數(shù)，常用單位為t（噸）。比功率其它參數(shù) 表示活塞式壓縮機(jī)特征的還有其它一些參數(shù)，諸如結(jié)構(gòu)型式（立式、角式、和臥式等）、列數(shù)和級(jí)數(shù)等。排氣量的調(diào)節(jié) 活塞式壓縮機(jī)調(diào)節(jié)氣量方法很多，按根據(jù)排氣改變的情況，可分為間隙調(diào)節(jié)、分級(jí)調(diào)節(jié)和連續(xù)調(diào)節(jié)三種。采用自動(dòng)操作的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)時(shí)，管網(wǎng)的壓力作用于一定的器械，從而使調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)發(fā)生作用。 （3）節(jié)流進(jìn)氣調(diào)節(jié) 在壓縮機(jī)進(jìn)氣管路上裝有節(jié)流閥，通過(guò)節(jié)流閥調(diào)節(jié)入口流量，從而調(diào)節(jié)壓縮機(jī)排量 （4）停止進(jìn)氣調(diào)節(jié) 停止進(jìn)氣調(diào)節(jié)是隔斷進(jìn)氣管路，使壓縮機(jī)進(jìn)入空轉(zhuǎn)而排氣量為零?！　。狻⒆杂蛇B通 調(diào)節(jié)時(shí)旁路閥完全打開(kāi)，使壓縮機(jī)排出的氣體僅克服旁路管路及旁路閥阻力進(jìn)入進(jìn)氣管線，然后通過(guò)氣缸的進(jìn)氣的排氣形成封閉的循環(huán)流動(dòng)，壓縮機(jī)進(jìn)入空轉(zhuǎn)。當(dāng)需要恢復(fù)正常時(shí)，由調(diào)節(jié)器將卸荷器與大氣接通，小活塞在彈簧力作用下升起，壓叉脫離閥片。一般可調(diào)節(jié)的范圍在0~25% 。隔膜式卸荷器除了將活塞換成膜片外，還是裝設(shè)在氣缸外面的，卸荷器僅中心桿伸入氣缸的進(jìn)氣腔，故檢查和修理比較方便，對(duì)于高壓級(jí)進(jìn)氣腔小時(shí)也能適用。當(dāng)旁路閥的旁路管線具有足夠大的通流截面時(shí)，排氣壓力和進(jìn)氣壓力差別很小，空轉(zhuǎn)功率也不大，反之會(huì)形成相當(dāng)大的功率消耗。 （5）旁路調(diào)節(jié) 旁路調(diào)節(jié)是將進(jìn)氣管和排氣管用普通管路和旁通閥加以連通，來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)排氣量的目的。它要求較小的管網(wǎng)容積能達(dá)到更小的壓力不均勻度。當(dāng)壓縮機(jī)的排氣量大于氣體耗用量時(shí)，輸氣管網(wǎng)中的壓力升高，反之則降低。外界的氣耗用量不可能隨時(shí)都等于壓縮機(jī)的排氣量，進(jìn)出壓縮機(jī)的氣體壓力也不會(huì)等于壓縮機(jī)的預(yù)定設(shè)計(jì)壓力。單位時(shí)間內(nèi)消耗的功稱為功率，常用單位為瓦（W）或千瓦（KW）。供氣量與排氣量的關(guān)系為 QN=Q0(P1φPs1)T0/(P0T1) 式中P0、T0及PT1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)及壓縮機(jī)進(jìn)口狀態(tài)的壓力和溫度，N/mK φ相對(duì)濕度 Ps1進(jìn)氣溫度T1時(shí)的水蒸汽飽和蒸汽壓力，N/m2（Pa）反之，也可從用戶要求的供氣量，根據(jù)上式換算成壓縮機(jī)的排氣量。 Ｍ型壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)配置在機(jī)身的一端，列間距較小。活塞壓縮機(jī)的適用范圍 根據(jù)活塞壓縮機(jī)的特點(diǎn)，可以看出它的適用范圍主要是高壓力、中小流量。 活塞式壓縮機(jī)一般采用交流電動(dòng)機(jī)，功率在800KW以下時(shí)，大多采用鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，起動(dòng)方便，價(jià)格低廉。如轉(zhuǎn)速確實(shí)低，應(yīng)提升原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速⑥自排氣側(cè)向吸氣側(cè)的循環(huán)量增大檢查循環(huán)氣量，檢查外部配管，檢查循環(huán)氣閥開(kāi)度，循環(huán)量太大時(shí)應(yīng)調(diào)整⑦壓力計(jì)或流量計(jì)故障檢查各計(jì)量?jī)x表，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)進(jìn)行調(diào)校、修理或更換3. 排出壓力波動(dòng)可能的原因處 理 措 施①流量過(guò)小增大流量，必要時(shí)在排出管安上旁通管補(bǔ)充流量②流量調(diào)節(jié)閥有病檢查流量調(diào)節(jié)閥，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決4. 壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)流量、壓力為零可能的原因處 理 措 施①轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)有毛病，如葉輪鍵、連結(jié)軸等裝錯(cuò)或未裝拆開(kāi)檢查，并修復(fù)有關(guān)部件②吸氣閥和排氣閥關(guān)