【正文】 而避免發(fā)生喘振。為偏于運(yùn)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。 喘振工況 （ 1）壓縮機(jī)喘振的機(jī)理 （ 2）喘振的危害 （ 3）防喘振的措施 （ 1）壓縮機(jī)喘振的機(jī)理 旋轉(zhuǎn)脫離 壓縮機(jī)的喘振 （ 2）喘振的危害 喘振造成的后果是很嚴(yán)重的，它不僅使壓縮 機(jī)的性能惡化，壓力和效率顯著降低，機(jī)器出現(xiàn) 異常的噪聲、吼叫和爆音，而且使機(jī)器出現(xiàn)強(qiáng)烈 的振動(dòng)，致使壓縮機(jī)的軸承、密封遭到損壞，甚 至發(fā)生轉(zhuǎn)子和固定部件的碰撞，造成機(jī)器的嚴(yán)重 破壞。 （ 5）穩(wěn)定工作范圍 壓縮機(jī)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(gè)工況之間 的區(qū)域稱為壓縮機(jī)的穩(wěn)定工作范圍。 最佳工況點(diǎn)： 通常將曲 線上效率最高點(diǎn)稱為最佳工 況點(diǎn)，一般應(yīng)是該機(jī)器設(shè)計(jì) 計(jì)算的工況點(diǎn)。大致成正比，所以功率曲線一般 隨 Qj增加而向上傾斜，但當(dāng) ε Qj曲線向下傾斜很 快時(shí)，功率曲線也可能先向上傾斜而后逐漸向下傾 斜。 效率曲線有最高效率點(diǎn)，離開該點(diǎn)的工況效率 下降的較快。在最小流量時(shí)，壓力比達(dá)到最大。 4） 段數(shù)確定后，每一段的最佳壓力比，可 根據(jù)總耗功最小的原則來(lái)確定。 2）用戶要求排出的氣體溫度高，以利于化 學(xué)反應(yīng) (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)。各 段由一級(jí)或若干級(jí)組成，段與段之間在機(jī)器之外由管道 連接中間冷卻器。對(duì)于要求高增壓比或 輸送輕氣體的機(jī)器需要兩缸或多缸離心壓縮機(jī)串 聯(lián)起來(lái)形成機(jī)組。離心壓縮機(jī)的單級(jí)壓力比，較 活塞式的低，所以一般離心壓縮機(jī)多為多級(jí)串聯(lián) 式的結(jié)構(gòu)。 該能量損失不可逆的轉(zhuǎn)化為熱能 為主流氣體所吸收。它比同氣量的活塞式小得多； （ 3）運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用省，操作人 員少； （ 4）不污染被壓縮的氣體，這對(duì)化工生產(chǎn)是很重要的； （ 5）轉(zhuǎn)速較高，適宜用蒸汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)直接拖動(dòng)。 葉輪的速度三角形 在討論其工作原理時(shí)，常常會(huì)用到葉輪進(jìn)、出口處的三角 形 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）排氣量大，氣體流經(jīng)離心壓縮機(jī)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。 離心式壓縮機(jī)常用術(shù)語(yǔ)： 級(jí)： 由一個(gè)葉輪與其相配合的固定元件所構(gòu)成 段： 以中間冷卻器作為分段的標(biāo)志，如前所述，氣流在 第三級(jí)后被引出冷卻，故它為二段壓縮。 工作過(guò)程與典型結(jié)構(gòu) 1－吸入室； 2－軸； 3－葉輪； 4－固定部件； 5－機(jī)殼； 6－軸端密封； 7－軸承； 8－排氣蝸室； 離心壓縮機(jī) 定子： 氣缸，其上的各種隔板以及軸承等 驅(qū)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)子高速回轉(zhuǎn) 葉輪入口產(chǎn)生負(fù)壓（吸氣） 氣體在流道中擴(kuò)壓 氣體連續(xù)從排氣口排出 零部件，如擴(kuò)壓器、彎道、回流器、蝸殼、 吸氣室。 結(jié)構(gòu)示意圖 多級(jí)低速離心鼓風(fēng)機(jī) 離心鼓風(fēng)機(jī) （透平鼓風(fēng)機(jī) Turboblower ） 2022529 往復(fù)壓縮機(jī) 壓縮機(jī) 速度型 離心式 混流式 回轉(zhuǎn)式 滑片式 螺桿式 轉(zhuǎn)子式 容積型 膜式 往復(fù)式 活塞式 ?壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)型式不同，分類如下： 軸流式 離心式壓縮機(jī) 離心式壓縮機(jī)概述 級(jí)內(nèi)的各種流量損失 多級(jí)壓縮 功率與效率 性能與調(diào)節(jié) 相似理論的應(yīng)用 主要零部件及輔助系統(tǒng) 安全可靠性 選型 離心式壓縮機(jī)概述 發(fā)展概況 工作原理 工作過(guò)程與典型結(jié)構(gòu) 級(jí)的結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵截面 離心壓縮機(jī)特點(diǎn) 適用范圍 工作原理 一般說(shuō)來(lái)，提高氣體壓力的主要目標(biāo)就是增加單位容積內(nèi) 氣體分子的數(shù)量，也就是縮短氣體分子與分子間的距離。 單級(jí)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓較低，風(fēng)壓較高的離心鼓風(fēng)機(jī)采用多級(jí)，其 結(jié)構(gòu)也與多級(jí)離心泵類似。出口壓 強(qiáng)過(guò)高，泄漏量 增加，效率降低。工 作溫度不能超過(guò) 85℃ ，以防轉(zhuǎn)子因熱膨脹而卡住。 特點(diǎn)： 風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比而與出口壓強(qiáng)無(wú)關(guān)，故出口閥不可 完全關(guān)閉，流量用旁路調(diào)節(jié)。 兩轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間間隙 很小，無(wú)過(guò)多泄漏。 工作原理： 與齒輪泵相似。 性能表上風(fēng)壓的空氣條件為 20℃ 、 。風(fēng)壓與 氣體的密度成正比。 風(fēng)壓 HT（也稱全風(fēng)壓）：?jiǎn)挝惑w 積氣體所獲得的能量 (N/m2) 。蝸殼的氣體通道截面有矩形和圓 形兩種，一般低、中壓通風(fēng)機(jī)多為矩形。 葉片有平直、前彎和后彎幾種形式。 離心式通風(fēng)機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，按其產(chǎn)生風(fēng)壓可分為： 低壓離心通風(fēng)機(jī)：出口風(fēng)壓小于 kPa（表壓） 中壓離心通風(fēng)機(jī)：出 口風(fēng)壓 ～ k Pa（表壓） 高壓離心通風(fēng)機(jī)：出口風(fēng)壓 ～ k Pa（表壓） 離心通風(fēng)機(jī) （ Centrifugal Fan ） 1－機(jī)殼 2－葉輪 3－吸入口 4－排出口 結(jié)構(gòu)和工作原理： 與離心泵基本相同，主要由蝸殼形機(jī)殼和 葉輪組成。 通風(fēng)機(jī)（ Fan） 工業(yè)上常用通風(fēng)機(jī)按其結(jié)構(gòu)形式有軸流式和離心式兩類。 而通常流體流動(dòng)阻力正比于流速的平方，因此輸送相同 的質(zhì)量流量，氣體輸送要求提供的壓頭相應(yīng)也更高； (3) 由于氣體的可壓縮性，在輸送機(jī)械內(nèi)部氣體壓強(qiáng)變化時(shí)， 其體積和溫度隨之而變。 特性： 氣體密度遠(yuǎn)較液體小且可壓縮。 容積型壓縮機(jī)靠在氣缸內(nèi)作往復(fù)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的活 塞，使 容積縮小而提高氣體壓力 。壓縮機(jī)按其工作原理可分為 速度型 和 容 積型 兩種。氣體輸送機(jī)械 《 化工單元操作過(guò)程 》 Senior engineer 前言 ?壓縮機(jī)是輸送氣體并提高氣體壓力能的機(jī)器。在 石油化工廠中，壓縮機(jī)主要壓縮原料氣、空氣或 中間過(guò)程的介質(zhì)氣體，以滿足石油化工生產(chǎn)工藝 的需要。 速度型壓縮機(jī)靠氣體在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪的作用 下，得到巨大的動(dòng)能，隨后在擴(kuò)壓器中急劇降 低，使氣體的 動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?shì)能 ，也就是壓力能。 往復(fù)壓縮機(jī) 2022529 輸送機(jī)械 出口壓強(qiáng)（表壓） 壓縮比 通風(fēng)機(jī)（ Fan） ?? kPa 1 ～ 鼓風(fēng)機(jī)（ Blower） kPa ～ MPa 4 壓縮機(jī)（ Compressor） 4 真空泵（ Vacuum pump 大氣壓 減壓抽吸 氣體輸送機(jī)械 共性： 氣體和液體同為流體，輸送機(jī)械工作原理基本相似。 (1) 一定質(zhì)量流量下氣體體積流量大，輸送機(jī)械的體積較大； (2) 氣體輸送管路的常用流速要比液體大得多 (一般約 10倍 )。氣體輸送機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為復(fù) 雜，選用上必須考慮的影響因素也更多。 軸流式通風(fēng)機(jī)排風(fēng)量大而風(fēng)壓很小，一般僅用于通風(fēng)換氣， 而不用于氣體輸送。差異在于離心通風(fēng)機(jī)為多葉片葉輪，且因輸送流 體體積大（密度?。?，葉輪直徑一般較大而葉片較短。平直葉片一般用于低壓 通風(fēng)機(jī)；前彎葉片的通風(fēng)機(jī)送風(fēng)量大，但效率低；高效通風(fēng) 機(jī)的葉片通常是后彎葉片。 ??~ ??(u2 ??u1 )?離心通風(fēng)機(jī) （ Centrifugal Fan ） 離心通風(fēng)機(jī)的特性曲線 主要性能參數(shù)： 風(fēng)量 V： 氣體通過(guò)體積流量（按 通風(fēng)機(jī)進(jìn)口狀態(tài)計(jì)）。 軸功率和效率： N、 ??HT Hp ??N HT ~ V V Hp ~ V V N~ 空氣直接由大氣吸入時(shí) u1 ?0，且（ z2z1）可忽略，則： 測(cè)定通風(fēng)機(jī)特性曲線的依據(jù) V 以通風(fēng)機(jī)進(jìn)口、出口為 2 截面列柏努利方程： 2 2 HT =?(?z2 ??z1 )???g +?(?p 2 ??p1 )?+?? u22 2 HT =?(?p 2 ??p1)?+? =?H p +?H k 離心通風(fēng)機(jī) （ Centrifugal Fan ） 全風(fēng)壓（壓頭）由靜風(fēng)壓 Hp 和動(dòng)風(fēng)壓 HK 兩項(xiàng)組成。 通風(fēng)機(jī)特性曲線中的兩條曲線分別代表全風(fēng)壓、靜風(fēng)壓與風(fēng) 量的關(guān)系（ HT—V ， Hp—V） 。若實(shí)際輸送氣體 與上述條件不同時(shí)，應(yīng)加以換算： ?????????=?H T H ?T =?H T 軸功率與風(fēng)壓、風(fēng)量和效率的關(guān)系為 當(dāng)所輸送的氣體條件與上述試驗(yàn)條 件不同時(shí)，應(yīng)換算為 H T V ??N =? ??? N =?N ??離心通風(fēng)機(jī) （ Centrifugal Fan ） 919D 高壓離心通風(fēng)機(jī) G\Y473 型鍋爐 離心通、引風(fēng)機(jī) DKT2系列低噪聲離心通風(fēng)機(jī) B30 防爆軸流通風(fēng)機(jī) 高溫離心通風(fēng)機(jī) 鼓風(fēng)機(jī) （ Blower） 羅茨鼓風(fēng)機(jī)（容積式風(fēng)機(jī)、正位移類型） 工業(yè)上常用的鼓風(fēng)機(jī)主要有旋轉(zhuǎn)式和離心式兩種類型。 結(jié)構(gòu)： 由機(jī)殼和腰形轉(zhuǎn)子組成。 改變兩轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向，則吸入與 排出口互換。應(yīng)安裝穩(wěn)壓氣罐和安全閥。 羅茨鼓風(fēng)機(jī)的出口壓強(qiáng)一般不超過(guò) 80 kPa（表壓）。 羅茨鼓風(fēng)機(jī) L4LD 系列 L10WDA 系列 3R5WD 系列 L6LD 系列 離心鼓風(fēng)機(jī) （透平鼓風(fēng)機(jī) Turboblower ） 工作原理： 與離心泵相同。 離心鼓風(fēng)機(jī)的送氣量大，但出口壓強(qiáng)仍不高，一般不超過(guò) MPa（表壓），即壓縮比不大，因而無(wú)需冷卻裝置，各級(jí)葉 輪的直徑大小也大致相同。達(dá)到 這個(gè)目標(biāo)可采用的方法有： 用擠壓元件來(lái)擠壓氣體的容積式壓縮方法 (如活塞式 )； 用氣體動(dòng)力學(xué)的方法，即利用機(jī)器的作功元件 (高速回轉(zhuǎn) 的葉輪 )對(duì)氣體作功，使氣體在離心力場(chǎng)中 壓力 得到提高，同 時(shí) 動(dòng)能 也大為增加，隨后在擴(kuò)壓流道中流動(dòng)時(shí)這部分動(dòng)能又轉(zhuǎn) 變成靜壓能，而使氣體壓力進(jìn)一步提高，這就是離心式壓縮機(jī) 的工作原理或增壓原理。 氣體的流動(dòng)過(guò)程是： 組成 轉(zhuǎn)子： 轉(zhuǎn)軸，固定在軸上的葉輪、 軸套、聯(lián)軸節(jié)及平衡盤等。 缸： 一個(gè)機(jī)殼稱為一缸，多機(jī)殼稱為多缸（在葉輪數(shù)較 多時(shí)采用） 列： 指壓縮機(jī)缸的排列方式，一列可由一至幾個(gè)缸組成 葉輪、擴(kuò)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(jié)構(gòu) 離心式葉輪 閉式葉輪 半開式葉輪 雙面進(jìn)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(jí)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(fēng)機(jī)。 （ 2）結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小。 缺點(diǎn)： （ 1）單級(jí)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(jì)性較差 離心式壓縮機(jī)的特點(diǎn) 適用范圍 漏氣損失 （ 1） 產(chǎn)生漏氣損失原因 （ 2） 密封件的結(jié)構(gòu)形式及漏氣量的計(jì)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(jìn)口壓力，級(jí)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(huì)產(chǎn)生漏氣，而所漏氣體又隨主 流流動(dòng)，造成膨脹與壓縮的循 環(huán)，每次循環(huán)都會(huì)有能量損失。 （ 2） 密封件的結(jié)構(gòu)形式 多級(jí)壓縮 （ 1） 采用多級(jí)串聯(lián)和多缸串聯(lián)的必要性 （ 2） 分段與中間冷卻以減少耗功 （ 1）采用多級(jí)串聯(lián)和多缸串聯(lián)的必要性 離心壓縮機(jī)的壓力比一般都在 3以上，有的高 達(dá) 150，甚至更高。考慮到結(jié)構(gòu)的緊湊性與機(jī)器的安全可 靠性，一般主軸不能過(guò)長(zhǎng)。 (2)分段與中間冷卻以減少耗功 為了降低氣體溫度，節(jié)省功率，在離心壓縮機(jī)中往 往采用分段中間冷卻的結(jié)構(gòu)，而不采用汽缸套冷卻。應(yīng)當(dāng)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(duì)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(huì)產(chǎn)生并加速對(duì)機(jī)器材料的 腐蝕，這樣的壓縮機(jī)冷卻次數(shù)必需多一些。 3）考慮壓縮機(jī)的具體結(jié)構(gòu)、冷卻器的布置、 輸送冷卻水的泵耗功、設(shè)備成本與環(huán)境條件等綜 合因素。 性能與調(diào)節(jié) 離心壓縮機(jī)的性能 壓縮機(jī)與管網(wǎng)聯(lián)合工作 壓縮機(jī)的串聯(lián)與并聯(lián) 壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)方法及特點(diǎn) 離心壓縮機(jī)的性能 性能曲線