【正文】 間內(nèi)經(jīng) 壓縮機(jī)壓縮后在壓縮機(jī)最后一級排出的氣體， 換算到第一級進(jìn)口狀態(tài)的壓力和溫度 時的氣體 容積值，單位是 M3/min或 M3/h。多級壓縮機(jī)末 級之前各級的排氣溫度稱為該級的排氣溫度， 在相應(yīng)級的排氣接管處測得。 ?壓縮機(jī)銘牌上的吸、排氣壓力是指額定值， ?實際上只要 機(jī)器強(qiáng)度、排氣溫度、電機(jī)功率和 氣閥工作許可 ，他們是可以在很大范圍內(nèi)變化 的。 2022529 往復(fù)壓縮機(jī) 2. 性能參數(shù) ??往復(fù)式壓縮機(jī)的性能參數(shù)主要包括： 排氣壓力 排氣溫度 排氣量 功率和效率 2022529 往復(fù)壓縮機(jī) 吸氣 /排氣壓力 ?往復(fù)壓縮機(jī)的吸氣 和排氣壓力分別指第一級 吸入管道處和末級排出接管處的氣體壓力，因 為壓縮機(jī)采用的是自動閥，氣缸內(nèi)的壓力取決 于進(jìn)、排氣系統(tǒng)中的壓力，即由 “背壓”決定。 實際吸、排氣過程中存在阻力損失，使實際氣缸 內(nèi)吸氣壓力小于吸入管路內(nèi)氣壓、實際氣缸內(nèi)排 氣壓力高于排出管路內(nèi)氣壓；吸、排氣過程中有 壓力波動、溫度變化。余隙 容積過大會降低排氣量，使指示功圖面 積變小。 1 1 2 2 2 3 3 1 3 實際工作循環(huán) 往復(fù)壓縮機(jī) 2022529 實際工作循環(huán) ?壓縮機(jī)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。 注意： 一般標(biāo)出的排氣量是以 20℃ ， kPa 狀態(tài)下的氣 體體積表示的。 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。氣體經(jīng)上一級壓縮 后，通過中間冷卻器和油水分離器進(jìn)入下一級氣缸再壓縮。實際壓縮比 一般不超過 8。 Va Vc ??Va ??=? Vc ??Vb Vc ??Va ? 0 =?余隙系數(shù) 容積系數(shù) 1 k 1 1 p p p p V c a c a c a ??0 =?? 0 隨余隙系數(shù) e 和壓縮比 p1/p2 增大而下降并有可能達(dá)到 0 (???p2 1p )?k ??1???k ??壓縮機(jī)（ Compressor） 根據(jù)穩(wěn)流體系熱力學(xué)第一定律，多變壓縮過程理論上在一個 工作循環(huán)中活塞對氣體所做的功為 式中 T1 為吸氣溫度。所以， 在理論上等溫壓縮 循環(huán)的 功耗最小。實際壓縮循環(huán)比理論壓縮循環(huán)多了一個 熱膨脹 的過程。 ?過程 01230構(gòu)成了壓縮機(jī)的理 論工作循環(huán) ，壓縮機(jī)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 —活塞自 1點移至 2點，吸排 氣閥均關(guān)閉，此過程為多變壓縮過 程，氣缸內(nèi)的氣體壓力升至 P2。壓縮機(jī)的理論工作 過程可以簡化成下圖示的三個熱力過程。 2022529 往復(fù)壓縮機(jī) 理論工作循環(huán) ?為了更好地理解活塞壓縮機(jī)的工作原理，這里重點介 紹 理論工作循環(huán) 。 ?當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時，通過連桿的傳動，驅(qū)動活塞便做往復(fù) 運(yùn)動，由氣缸內(nèi)壁、氣缸蓋和活塞頂面所構(gòu)成的工作 容積則會發(fā)生周期性變化。 氣體在壓縮過程中體積縮小、密度增大、溫度升高。 往復(fù)式壓縮機(jī) （ Reciprocating Compressor） 結(jié)構(gòu)： 主要部件有氣缸、活塞、吸入和壓出活門。 其中，專家系統(tǒng)診斷法是一種智能化的計算機(jī)診斷系 統(tǒng)，能使一般人員像專家一樣識別與判斷機(jī)械故障；而 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷法是一種由模仿人的大腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 而建立的一種非線性的動力學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可使專家更為 準(zhǔn)確地識別與判斷機(jī)械故障。 (1)機(jī)器振動檢測技術(shù) (2)熱紅外技術(shù) (3)聲發(fā)射技術(shù) (4)噪聲分析技術(shù) (5)潤滑油的光譜、鐵 譜分析技術(shù) 故障監(jiān)測技術(shù) 機(jī)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(jìn)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(dāng)復(fù)雜與艱巨的工作。 故障診斷監(jiān)測系統(tǒng) a．振動信號的采集應(yīng)用各類測振傳 感器檢測機(jī)器振動的位移、速度和 加速度，并轉(zhuǎn)為電信號送入分析處 理器。如采用機(jī)器故障診斷技術(shù)，則可改 為預(yù)防性維修制度，根據(jù)故障診斷結(jié)果，確定適時的 停機(jī)和局部維修，這樣就大大延緩?fù)C(jī)大修的時間， 甚至不必定期停機(jī)大修，從而節(jié)省了維修費用，增加 了持續(xù)生產(chǎn)的時間。 (6)墊塊式止推軸承 機(jī)械故障診斷 機(jī)械故障診斷的必要性 故障診斷監(jiān)測系統(tǒng) 故障監(jiān)測技術(shù) 機(jī)械故障診斷方法 所謂故障是指機(jī)器喪失工作效能的程度，但通常 故障是能修復(fù)或排除。它不僅油楔數(shù)多， 且當(dāng)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。 （ 4）多油楔軸承 (5) 可傾瓦軸承 這種軸承由多塊可以繞 支點偏轉(zhuǎn)的活動瓦塊組成。 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。其 特點是上、下兩段圓弧都距 軸承中心有較大的偏心，并 產(chǎn)生兩個油楔。所以對 于高速輕載轉(zhuǎn)子，圓柱軸承很少采用。 平衡盤是最常用的 平衡軸向推力的措 施。 （ 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。使間隙 中的流體旋轉(zhuǎn)角速度增加一 倍，從而使離心力增加．壓 力減小圖中 eij線為無筋時的 壓力分布，而 eih為有筋時的 壓力分布。 葉輪強(qiáng)度 轉(zhuǎn)子臨界速度 n2nc1 為了確保機(jī)器運(yùn)行的安全性，要求工作轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)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(yīng) 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。目前輪盤應(yīng)力計算有二次 法、遞推一代人法和有限元法。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。 浮環(huán)油膜密封 1一浮環(huán) 2一 L型固定環(huán) 3一銷釘 4一彈簧 5一軸套 6一擋油環(huán) 7一甩油環(huán) 8一軸 9一高壓側(cè)預(yù)密封梳齒 10一梳齒座 11一高壓側(cè)回油孔 12一空腔 13一進(jìn)油孔 14一低壓側(cè)回油空腔 安全可靠性 葉輪強(qiáng)度 轉(zhuǎn)子臨界速速度 軸向推力的平衡 抑振軸承 機(jī)械故障診斷 由于離心葉輪高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力及與軸過盈配合 所產(chǎn)生的壓緊力等，會使葉輪內(nèi)部產(chǎn)生很大的應(yīng)力，為保 證安全運(yùn)轉(zhuǎn)，需要進(jìn)行葉輪強(qiáng)度計算。相鄰齒片問的距離和間隙的比應(yīng)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(qiáng)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。 迷宮密封的結(jié)構(gòu)用的較多的是以下幾種： 平滑形 曲折形 臺階形 徑向排利的迷宮密封 還有一種新型的迷宮密封叫蜂窩形迷宮密封 平滑行迷宮密封 曲折形迷宮密封 臺階形迷宮密封 徑向排列的迷宮密封 蜂窩形迷宮密封 密封原理 迷宮密封是利 用節(jié)流原理使氣體 每經(jīng)過一個齒片， 壓力就下降一次， 經(jīng)過一定數(shù)量的齒 片后就形成較大的 壓降，實質(zhì)上迷宮 密封就是給氣體的 流動以壓差阻力， 從而減小氣體的通 過量。主要用于離心壓縮機(jī)級內(nèi)輪蓋密封、級問密 封和平衡盤密封上。旋轉(zhuǎn)軸密封 又有面接觸密封和非接觸密封兩種主要類型。動密封是防 止機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)期間和停轉(zhuǎn)期間流體向外或向內(nèi)泄露 的構(gòu)件。 (3) 按制造工藝分 葉輪有鉚接、焊接、精密鑄造、釬焊 和電蝕加工等制造方法。 對葉輪的要求 葉輪的結(jié)構(gòu)形式 (1) 按葉輪的彎曲形式分 (2) 按葉輪結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)形式分 可分為閉式、半開式和開式葉輪三種類型。 顯然改變轉(zhuǎn)速的經(jīng)濟(jì)性 最佳。曲 線 1表示進(jìn)口預(yù)旋比進(jìn) 口節(jié)流所節(jié)省的功率。 三種調(diào)節(jié)方法的經(jīng)濟(jì)性比較及聯(lián)合采用兩種調(diào)節(jié) 左圖表示了進(jìn)口節(jié) 流、進(jìn)氣預(yù)旋和改變轉(zhuǎn) 速的經(jīng)濟(jì)性對比。如圖所示，改 變進(jìn)氣管道中的閥 門開度，可以改變 壓縮機(jī)性能曲線的 位置，從而達(dá)到改 變輸送氣流的流量 或壓力。下面討論幾 種壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)方法。在實際運(yùn)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(shè)法改變壓縮機(jī)的運(yùn)行工況點。但在兩臺壓縮機(jī)串聯(lián)或 并聯(lián)工作時，兩臺壓縮機(jī)的特性和管網(wǎng)特性在相互匹配 中有可能出現(xiàn)不能很好協(xié)調(diào)工作的情況，例如使總的性 能曲線變陡，變工況時某臺壓縮機(jī)實際上沒起作用，卻 自自耗功，或者某臺壓縮機(jī)發(fā)生喘振等。后因生產(chǎn)中高壓蒸汽供應(yīng)不足，作為 驅(qū)動機(jī)的蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到 n2，這時壓縮機(jī)的 工作點 A’落到喘振區(qū)，因此產(chǎn)生了喘振。使機(jī)器性能曲線下降到 l’線，管網(wǎng)性能曲線無變 化，于是工作點變到 A’，落入喘振限所致。 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(jī)原在上圖所示的 A點正常運(yùn)轉(zhuǎn)，后來由于某 種原因，進(jìn)氣管被異物堵塞而出現(xiàn)了喘振。管網(wǎng)終端的壓力應(yīng)為： 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)。 性能曲線的變化規(guī)律 壓縮機(jī)與管網(wǎng)聯(lián)合 管網(wǎng)特性曲線 壓縮機(jī)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(jī)連接的進(jìn)氣管路、 排氣管路以及這些管路上的附件及設(shè)備的總稱。如圖所示，如 果進(jìn)氣溫度 Ti不變，在相同容積流量 Qi下，壓縮重的氣體 所得到的壓力比較大；反之，壓縮輕的氣體，所得的壓力 比較小。因為如果運(yùn)轉(zhuǎn)時的 氣體介質(zhì)、進(jìn)氣條件與設(shè)計條件不符，那么壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn) 性能就有別于所提供的性能曲線圖。另一種情況是流道內(nèi)并未達(dá)到臨界狀 態(tài)，即未出現(xiàn)“阻塞”工況，但壓縮機(jī)在偌大的流量 下，機(jī)內(nèi)流動損失很大，所能提供的排氣壓力已很小， 幾乎接近零能頭，僅夠用來克服排氣管的流動阻力以維 持這樣大的流量，這也是壓縮機(jī)的最大流量工況。 堵塞工況 流量達(dá)到最大時的工況即為最大流量工況。一日進(jìn) 人喘振應(yīng)立即加大流量退出喘振或市即停機(jī)。 （ 3）防喘振的措施（續(xù)） 在壓縮機(jī)進(jìn)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?；蚨苏窦皶r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。 在首級或各級設(shè)置導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)以調(diào)節(jié)導(dǎo)葉角度，使流量減 少時的進(jìn)氣沖角不致太大，從