【正文】 動，機體、軸承等振幅急劇增加。在試驗時，加大流量，使壓縮機性能開始急劇惡化的流量就可認為是阻塞流量，壓比流量特性線幾乎成垂直下降形式。假設壓縮機不是在A點而是在某點A1工況下工作，由于在這種情況下，壓縮機的流量G1大于A點工況下的G0，在流量為G1的情況下管網(wǎng)要求端壓為PB1，比壓縮機能提供的壓力PA1還大△P，這時壓縮機只能自動減量（減小氣體的動能，以彌補壓能的不足）；隨著氣量的減小，其排氣壓力逐漸上升，直到回到A工況點。當從壓縮機到容器的管網(wǎng)很短、閥門全開，因而阻力損失很小時，管網(wǎng)特性曲線幾乎是一水平線，如線1。壓縮機在一定的管網(wǎng)狀態(tài)下有一定的穩(wěn)定工況點，而當管網(wǎng)狀態(tài)改變，壓縮機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，所示是一臺離心式壓縮機排氣壓力流量、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在正常工作時，軸向力總是指向低壓端，承受這個軸向力的推力塊稱為主推力塊。離心壓縮機采用最早和普遍的是圓瓦軸承（圖224），后來逐漸采用橢圓瓦軸承、多油楔軸承，目前大型機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，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，也可以是外設的氮氣）以高于壓縮機內(nèi)被封工藝氣體的壓力由入口1注入到密封裝置，用以阻止壓縮機工藝氣體滲漏。 圖221 螺旋槽動環(huán)密封面如圖221所示，當動環(huán)旋轉(zhuǎn)時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，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計成靜止式而且轉(zhuǎn)動零件的幾何形狀力求對稱，傳動方式不用銷子、鏈等，以減少不平衡質(zhì)量所引起的離心力的影響，同時從摩擦件和端面比壓來看，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，同時還應加強冷卻和潤滑，以便迅速導出密封面的摩擦熱。同時因浮環(huán)不能轉(zhuǎn)動，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。迷宮密封的氣體流動(見圖214)，當氣體流過梳齒形迷宮密封片的間隙時，氣體經(jīng)歷了一個膨脹過程，壓力從P1降至右端的P2，這種膨脹過程是逐步完成的，當氣體從密封片的間隙進入密封腔時，由于截面積的突然擴大，氣流形成很強的旋渦，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)律來看，隨著氣體壓力的下降，速度應該增加，溫度應該下降，但是由于氣體在狹小縫隙內(nèi)的流動是屬于節(jié)流性質(zhì)的，此時氣體由于壓降而獲得的動能在密封腔中完全損失掉，而轉(zhuǎn)化為無用的熱能，這部分熱能轉(zhuǎn)過來又加熱氣體，從而使得瞬間剛剛隨著壓力降落下去的溫度又上升起來，恢復到壓力沒有降低時的溫度，氣流經(jīng)過隨后的每一個密封片和空腔就重復一次上面的過程，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。這種擴壓器看成是一個單獨通道，故又稱為通道形擴壓器。中間隔板的任務有二：一是形成擴壓器，二是形成彎道（與氣缸一起）和回流器。通常在氣缸、軸承座和機座之間裝設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，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，平衡盤位于高壓端，它的一側(cè)壓力是末級葉輪盤側(cè)間隙中的壓力，另一側(cè)通向大氣或進氣管，通常平衡盤只平衡一部分軸向力，剩余軸向力由止推軸承承受，在平衡盤的外緣需安裝氣封，用來防止氣體漏出，保持兩側(cè)的差壓。這種葉輪對氣體流動有利。按結(jié)構(gòu)形式葉輪分為開式、半開式和閉式三種。轉(zhuǎn)子上的各零部件紅套在主軸上，隨主軸高速旋轉(zhuǎn)。這些使離心壓縮機的結(jié)構(gòu)有其特點，設計制造要求比普通離心泵更為嚴格、難度更大。如果一個工作葉輪得到的壓力還不夠，可通過使多級葉輪串聯(lián)起來工作的辦法來達到對出口壓力的要求。離心式壓縮機存在的缺點表現(xiàn)在以下幾方面：（1）目前還不適用于氣量太小及壓比過高的場合。按出口壓力pd又可分為：通風機，pd﹤；鼓風機，≤pd﹤；壓縮機，pd﹥。 壓縮機的分類速度式（也稱透平式）壓縮機是依靠高速旋轉(zhuǎn)的工作葉輪，將機械能傳遞給氣體介質(zhì)，并轉(zhuǎn)化成氣體的壓力能。（2）運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，易損件少，連續(xù)運轉(zhuǎn)時間長，機器利用率高，操作維修費用低。 離心式壓縮機的分類分類方法類型名稱結(jié)構(gòu)特點或用途按照機殼數(shù)目分 單缸型 只有一個機殼 多缸型 具有二個以上機殼按照氣體在壓縮過程中的冷卻次數(shù)分 單段型 氣體在壓縮過程中不進行冷卻 多段型 氣體在壓縮過程中至少冷卻一次 等溫型 氣體在壓縮過程中每次都進行冷卻按照機殼的剖分方式分 水平剖分型 機殼被水平剖分為上下兩半 筒型 機殼為垂直剖分的圓筒二、離心壓縮機的工作原理汽輪機（或電動機）帶動壓縮機主軸葉輪轉(zhuǎn)動，在離心力作用下，氣體被甩到工作輪后面的擴壓器中去。為使氣體獲得更多的能量以提高氣體的壓力，離心式壓縮機都采用很高的轉(zhuǎn)速。有的壓縮機，氣體從氣缸中間排出，到缸外進行冷卻后，再回到氣缸內(nèi)繼續(xù)進行壓縮，有一次這樣中間排出又返回的稱為二段壓縮，有的壓縮機一缸可以有幾個這樣的段。 葉輪又稱工作輪，是壓縮機轉(zhuǎn)子上最主要的部件，葉輪隨主軸高速旋轉(zhuǎn)，對氣體作功。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口，內(nèi)泄漏損失大。 圖25 開式葉輪 圖26 半開式葉輪在多級離心式壓縮機中因每級葉輪兩側(cè)的氣體作用力大小不等，使轉(zhuǎn)子受到一個指向低壓端的合力，這個合力即稱為軸向力。由殼身和進、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于中高壓壓縮機。 氣缸的固定原則氣缸固定在機座上，壓縮機在啟動、停機和運行中負荷變化時，氣缸各部分溫度都會發(fā)生變化而引起相應的膨脹和收縮。 圖28 氣缸機座滑鍵的布置在氣缸固定時，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。擴壓器一般有無葉、葉片、直壁形擴壓器等多種形式。導流葉片通常是圓弧的，可以和氣缸鑄成一體也可以分開制造，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)臺階型 見圖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)控制部件及管線遠不及常規(guī)液體密封安裝的那么復雜和昂貴，通常具有如下特點：① 氣源與支持系統(tǒng)工程簡單；② 操作時無磨損，密封壽命可達數(shù)年；③ 工藝氣體漏損率低，且工藝介質(zhì)不會被污染；④ 對轉(zhuǎn)子軸向或徑向移動不敏感，⑤ 對密封的氣體性能相對來說不敏感；⑥ 低動力消耗，約為機械接觸式密封的l/20 左右。軸瓦：用來直接支承軸頸，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，在離心壓縮機中廣泛采用。離心壓縮機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，壓縮機的性能也將隨之變化，這時就需要改變壓縮機的運行工況以適應變化了的運行條件，滿足使用要求。(2)流量進一步減少，壓縮機的工作會出現(xiàn)不穩(wěn)定，氣流出現(xiàn)脈動，振動加劇，伴隨著吼叫聲，這個現(xiàn)象稱為喘振現(xiàn)象，這個最小流量稱為喘振流量。(3)進氣壓力：在轉(zhuǎn)速和體積流量不變的情況下，進氣壓力增加，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的設備去，管網(wǎng)始端的壓力（稱為壓縮機出口的背壓）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為總阻力損失的計算系數(shù)。所以這個穩(wěn)定工作點一定是壓縮機性能曲線和管網(wǎng)性能曲線交點，因為這個交點符合上述兩個相關條件。這可能有兩種情況：第一，在壓縮機內(nèi)流道中某個截面氣流達到臨界狀態(tài)，進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，葉輪對氣體做的功只能用來克服流動損失，而不能提高氣體的壓力，多發(fā)生在低轉(zhuǎn)速。如此周而復始，使壓縮機的流量和出口壓力周期性的大幅波動，引起壓縮機強烈的氣流波動，這種現(xiàn)象就稱為壓縮機的喘振。實際運行中引起運行點變化的情況很多，凡是運行中使壓縮機特性線下移（如進氣壓力降低、進氣溫度升高、進氣分子量減少等）或管網(wǎng)特性線上移，或者兩者同時發(fā)生，或減量過多，使聯(lián)合運行點落人喘振區(qū)的都會引起壓縮機喘振。圖230 離心壓縮機性能變化造成喘振的情況℃，工作點在A點（見圖230a），因生產(chǎn)中冷卻器出了故障，使來氣溫度劇增到60℃，這時壓縮機突然出現(xiàn)了喘振。有時候則是因為管網(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，當管網(wǎng)需要的流量Ga減少到壓縮機喘振 圖232 防喘原理示意流量時，旁通閥打開，讓一部分氣體回流到入口或放空，使實際通過壓縮機的流量為G ，大于喘振流量，防止喘振發(fā)生。另外，關小進氣閥會使壓縮機性能曲線向小流量區(qū)移動，因而可使壓縮機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，現(xiàn)將常見的故障可能的原因和處理措施，列于下面表中?；钊綁嚎s機的工作轉(zhuǎn)速一般比較低，盡量采用與原動機直聯(lián)，避免采用中間齒輪變速器 ｃ、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)簡單，起動迅速方便，容易開停車 ｄ、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動小，防爆，安全可靠，能長周期運行 （2）驅(qū)動機種類 目前，活塞式壓縮機采用的驅(qū)動機主要是電動機和內(nèi)燃機兩種，在有電的情況下，一般總是采用電動機，只有在沒有電源時或有廉價的天然氣或煉廠廢氣的場合下，才采用內(nèi)燃機。 大型壓縮機都是采用電動機剛性聯(lián)結(jié)直接驅(qū)動，或者電機直接裝置在壓縮機的曲軸之上，成為懸掛式電動機。該類壓縮機的系列化和變形比較方便，因此在大中小型壓縮范圍，無論在國內(nèi)外都有獲得了很大的發(fā)展，以壓倒的優(yōu)勢取代了一般臥式和大型立式壓縮機組。 排氣量表征壓縮機的大小，但并不表明壓縮機所排氣體的物質(zhì)數(shù)量。活塞力已成為壓縮機系列化、規(guī)格化的一個主要參數(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)和級數(shù)等。排氣量的調(diào)節(jié) 活塞式壓縮機調(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)、分級調(diào)節(jié)和連續(xù)調(diào)節(jié)三種。采用自動操作的調(diào)節(jié)機構(gòu)時，管網(wǎng)的壓力作用于一定的器械，從而使調(diào)節(jié)機構(gòu)發(fā)生作用。 （3）節(jié)流進氣調(diào)節(jié) 在壓縮機進氣管路上裝有節(jié)流閥，通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)入口流量，從而調(diào)節(jié)壓縮機排量 （4）停止進氣調(diào)節(jié) 停止進氣調(diào)節(jié)是隔斷進氣管路，使壓縮機進入空轉(zhuǎn)而排氣量為零?！　。?、自由連通 調(diào)節(jié)時旁路閥完全打開，使壓縮機排出的氣體僅克服旁路管路及旁路閥阻力進入進氣管線，然后通過氣缸的進氣的排氣形成封閉的循環(huán)流動，壓縮機進入空轉(zhuǎn)。當需要恢復正常時，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，還是裝設在氣缸外面的，卸荷器僅中心桿伸入氣缸的進氣腔，故檢查和修理比較方便，對于高壓級進氣腔小時也能適用。當旁路閥的旁路管線具有足夠大的通流截面時，排氣壓力和進氣壓力差別很小，空轉(zhuǎn)功率也不大，反之會形成相當大的功率消耗。 （5）旁路調(diào)節(jié) 旁路調(diào)節(jié)是將進氣管和排氣管用普通管路和旁通閥加以連通，來達到調(diào)節(jié)排氣量的目的。它要求較小的管網(wǎng)容積能達到更小的壓力不均勻度。當壓縮機的排氣量大于氣體耗用量時，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都等于壓縮機的排氣量，進出壓縮機的氣體壓力也不會等于壓縮機的預定設計壓力。單位時間內(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系為 QN=Q0(P1φPs1)T0/(P0T1) 式中P0、T0及PT1標準狀態(tài)及壓縮機進口狀態(tài)的壓力和溫度，N/mK φ相對濕度 Ps1進氣溫度T1時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)上式換算成壓縮機的排氣量。 Ｍ型壓縮機電動機配置在機身的一端，列間距較小?；钊麎嚎s機的適用范圍 根據(jù)活塞壓縮機的特點，可以看出它的適用范圍主要是高壓力、中小流量。 活塞式壓縮機一般采用交流電動機，功率在800KW以下時，大多采用鼠籠式異步電動機，因為它結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，起動方便，價格低廉。如轉(zhuǎn)速確實低，應提升原動機轉(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)氣閥開度，循環(huán)量太大時應調(diào)整⑦壓力計或流量計故障檢查各計量儀表，發(fā)現(xiàn)問題應進行調(diào)校、修理或更換3. 排出壓力波動可能的原因處 理 措 施①流量過小增大流量，必要時在排出管安上旁通管補充流量②流量調(diào)節(jié)閥有病檢查流量調(diào)節(jié)閥，發(fā)現(xiàn)問題及時解決4. 壓縮機起動時流量、壓力為零可能的原因處 理 措 施①轉(zhuǎn)動系統(tǒng)有毛病，如葉輪鍵、連結(jié)軸等裝錯或未裝拆開檢查，并修復有關部件②吸氣閥和排氣閥關