【正文】 離心式壓縮機(jī)的性能曲線壓縮機(jī)在運(yùn)行時(shí)工況不斷變化，壓縮機(jī)必須改變流量、壓力等參數(shù)以滿足要求。圖17所示的是壓縮機(jī)性能曲線示意圖，該圖表示的僅為某一轉(zhuǎn)速下的壓縮機(jī)性能曲線。性能曲線的特點(diǎn)：A每個(gè)轉(zhuǎn)速下都有一條對(duì)應(yīng)的性能曲線。流量一定，轉(zhuǎn)速越高，排氣壓力越高；轉(zhuǎn)速增加，性能曲線向右上方移動(dòng)。C有最大和最小流量限制。因此，壓縮機(jī)穩(wěn)定工作區(qū)就是有最大壓力限、最大流量限和防喘振邊界線（防護(hù)曲線）以及最低運(yùn)行轉(zhuǎn)速所圍成的工況運(yùn)行區(qū)，如圖19所示。下面首先介紹管網(wǎng)系統(tǒng)。這些損失主要是沿管道的速度損失與局部阻力之和。由連接管道和壓力容器組成的管網(wǎng)，它的管網(wǎng)特性曲線可近似用下式表示：P=Pr+AQ2Pr、A、Q、 P分別為容器中的壓力、管網(wǎng)的容積流量、管網(wǎng)的阻力系數(shù)和管網(wǎng)的入口壓力（等于壓縮機(jī)的排氣壓力）。如果接管很短，容器壓力高，則管網(wǎng)阻力主要由容器壓力確定，管網(wǎng)入口壓力P=Pr為一水平線：如果無(wú)壓力容器，壓縮氣體通過(guò)管道和閥門又排往大氣，壓力下降到大氣壓力Pa則上式變?yōu)椋骸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　=Pa+AQ２　　　　　　4. 離心壓縮機(jī)與管網(wǎng)的聯(lián)合運(yùn)行如果將壓縮機(jī)性能曲線與管網(wǎng)性能曲線按同樣比例畫(huà)在一起，則兩個(gè)性能曲線的焦點(diǎn)恰好滿足二者平衡條件，即穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，亦即壓縮機(jī)與管網(wǎng)聯(lián)合運(yùn)行點(diǎn)，如圖20所示。如果調(diào)整管網(wǎng)閥門的壓開(kāi)度，則改變了管道阻力系數(shù)A，管網(wǎng)性能曲線便移動(dòng)；如果閥門關(guān)小，A增加，曲線向上移動(dòng)。管網(wǎng)曲線向上不斷移動(dòng)時(shí)，流量不斷減少，減少到一定的程度時(shí)，即發(fā)生喘振。第四節(jié)離心式壓縮機(jī)組輔助系統(tǒng)離心式壓縮機(jī)組的運(yùn)行只有離心式壓縮機(jī)及汽輪機(jī)本體是不夠的，必須還有一些輔助系統(tǒng)。機(jī)組運(yùn)行中發(fā)生的一些事故很多就是由于輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和操作維護(hù)不當(dāng)引起的。一、 壓縮機(jī)的段間冷卻系統(tǒng)我們知道，等溫壓縮所消耗的功最小。對(duì)壓縮比較大的壓縮機(jī)尤其如此，這就設(shè)置了中間冷卻器。二、 汽輪機(jī)的凝汽系統(tǒng)三、 凝汽系統(tǒng)的作用是建立和維持給定有利的排氣壓力，增大蒸氣的可用焓降，并將排除蒸汽凝結(jié)成水，作為鍋爐給水循環(huán)利用。凝汽系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖如21所示。當(dāng)然處抽氣器外，還有抽汽冷卻器。三、機(jī)組油系統(tǒng)：機(jī)組油系統(tǒng)包括油箱、油泵、管路和閥門、冷卻器、過(guò)濾器等。供油系統(tǒng)如果不正常，機(jī)組就不能啟動(dòng)，如果出現(xiàn)故障，就會(huì)造成壓縮機(jī)組停車。此外，對(duì)于采用油膜浮環(huán)密封的壓縮機(jī)還提供密封油。二使其冷卻作用，潤(rùn)滑油；連續(xù)不斷流入流出，可以把零件由于相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生的熱量帶出壓縮機(jī)軸承，以防軸承及機(jī)部件因溫度過(guò)高而發(fā)生“咬合”。調(diào)節(jié)油的主要作用是供給調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)化的調(diào)節(jié)油，同時(shí)供給信號(hào)放大機(jī)構(gòu)用的動(dòng)力油。蓄壓器中有一氮?dú)饽?，?dāng)油壓降低時(shí)，氣囊擴(kuò)張，將蓄壓器中的油壓出，維持總管油壓，以免油壓波動(dòng)大引起聯(lián)鎖跳車。該固定流量通常是最高轉(zhuǎn)速下的特性曲線上喘振點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流量。單參數(shù)防喘振控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，實(shí)施比較方便，尤其對(duì)于經(jīng)常處于高負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行的機(jī)組來(lái)說(shuō)，這種控制方式適用的。圖22是單參數(shù)防喘振系統(tǒng)原理圖。正常操作時(shí)，Q入﹥Q｜max，調(diào)節(jié)器存在正偏差，F(xiàn)CV關(guān)閉。這樣就保證了壓縮機(jī)安全運(yùn)行，也就防止了喘振的發(fā)生。其原理是以與喘振線有一定距離的一條曲線為控制線。圖23是不同轉(zhuǎn)速下壓縮機(jī)工作特性曲線與控制曲線的關(guān)系圖。此時(shí)控制線就可以用一條直線來(lái)代替拋物線（見(jiàn)圖中的C線）。防喘振控制系統(tǒng)的組成元件包括變送器、設(shè)定器、運(yùn)算器、調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥等。在手動(dòng)操作時(shí)壓縮機(jī)應(yīng)嚴(yán)格遵守：開(kāi)車時(shí)，必須根據(jù)壓縮機(jī)的性能曲線，遵循“先升速后升壓”的原則；停車時(shí)則相反，應(yīng)“先降壓后降速”?！∥?、 汽輪機(jī)調(diào)速調(diào)壓和保安系統(tǒng)大型化工廠汽輪機(jī)的調(diào)速調(diào)壓系統(tǒng)的作用是調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速和抽汽壓力＼背壓維持在設(shè)定值上，機(jī)組的保安系統(tǒng)在機(jī)組超速、軸向位移大、振動(dòng)大、油壓過(guò)低等異常情況出現(xiàn)時(shí)能使機(jī)組得到保護(hù)。為了減少或防止氣體的這些泄漏，需要采用密封裝置。內(nèi)部密封如輪蓋、定距套和平衡盤(pán)上的密封，一般做成迷宮型。迷宮密封：為說(shuō)明此密封原理，下面對(duì)氣體通過(guò)密封的流動(dòng)情況進(jìn)行介紹，如圖24所示。從間隙流入到下一個(gè)齒間空腔時(shí)，由于面積突然地?cái)U(kuò)大，形成強(qiáng)烈的漩渦，在容積比間隙容積大很多的空腔中氣流速度幾乎等于零，動(dòng)能由于旋渦全部變?yōu)闊崃?，加熱氣體本身，因而氣體溫度又從流經(jīng)間隙時(shí)的溫度回升到流經(jīng)間隙前的溫度，但空腔中的壓強(qiáng)卻回升很少，可認(rèn)為保持流經(jīng)間隙時(shí)的壓強(qiáng)不變。氣體每從一個(gè)大的齒間空腔流經(jīng)一個(gè)小的齒與軸間的間隙，再流入另一個(gè)大的齒間空腔，壓強(qiáng)就降低一次，而且隨著流動(dòng)氣體比容不斷增加，通過(guò)間隙的速度不斷加快，因而壓強(qiáng)降低得越多，如圖25所示。一方面是因?yàn)樵O(shè)置密封裝置可使密封齒和軸的間隙比不設(shè)密封齒時(shí)的間隙減少很多，減少了流通面積；另一方面由于節(jié)流使每個(gè)齒前后壓差遠(yuǎn)比整個(gè)密封裝置前后壓差小。軸應(yīng)注意密封片的材料選擇，一般選用比軸軟的材料。但運(yùn)用到我國(guó)的壓縮機(jī)上卻比較晚。典型的干氣密封如上圖26所示，是由傳統(tǒng)的機(jī)械密封變形改進(jìn)而來(lái)的，它與機(jī)械密封有些相似，也是由動(dòng)環(huán)和靜環(huán)組成，動(dòng)環(huán)固定在壓縮機(jī)軸上，與軸一起旋轉(zhuǎn)。動(dòng)環(huán)材質(zhì)為碳化鎢（較硬），靜環(huán)為碳環(huán)（較軟），這樣的設(shè)計(jì)選材有利于干氣密封的最佳運(yùn)行及簡(jiǎn)便維修。當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，流體由外向螺旋槽根部運(yùn)動(dòng)時(shí)增壓，該處構(gòu)成了密封壩。所產(chǎn)生壓力作用于動(dòng)靜環(huán)密封面并使其分開(kāi)；閉合力FC等于系統(tǒng)壓力加上很小的彈簧力，分開(kāi)力FO等于系統(tǒng)壓力降低加上螺旋槽產(chǎn)生的壓力。當(dāng)FC＝FO時(shí)，間隙就穩(wěn)定下來(lái)，平衡狀態(tài)時(shí)的受力圖如圖2229所示。干氣密封允許轉(zhuǎn)子有較大的振動(dòng)，并且運(yùn)行維護(hù)大大簡(jiǎn)化，是目前最流行的密封。根據(jù)壓縮機(jī)的工藝介質(zhì)、壓縮機(jī)的進(jìn)口壓力及現(xiàn)場(chǎng)條件，壓縮機(jī)軸端用干氣密封一般可選用諸如單端面干氣密封、雙端面干氣密封、串聯(lián)式干氣密封以及帶中間進(jìn)氣的串聯(lián)式干氣密封等形式。我們現(xiàn)在的循環(huán)氣壓縮機(jī)和氨壓縮機(jī)軸端密封就采用了串聯(lián)式干氣密封（干氣密封為國(guó)內(nèi)制造），而且氨壓縮機(jī)低壓缸軸端干氣密封第一級(jí)還是雙端面干氣密封。改變壓縮機(jī)工況的方法就叫調(diào)節(jié)。二、 幾種調(diào)節(jié)方法介紹壓縮機(jī)調(diào)節(jié)方法有：壓縮機(jī)出口節(jié)流調(diào)節(jié)、壓縮機(jī)進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)、改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速、采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的進(jìn)口導(dǎo)葉、采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)壓器導(dǎo)葉調(diào)節(jié)等方法，下面就逐一介紹。如下圖所示，假設(shè)壓縮機(jī)的出口氣體被送往一恒壓容器，容器內(nèi)壓力始終為Pr。而實(shí)際情況是出口閥門和管道阻力是存在的，在考慮了出口管道的性能曲線的情況下，壓縮機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)實(shí)際上是在S，點(diǎn)。顯然這種出口節(jié)流法會(huì)帶來(lái)節(jié)流損失。這種調(diào)節(jié)是將調(diào)節(jié)閥門安裝在進(jìn)氣管線上，通過(guò)改變閥門開(kāi)度的大小，就可以改變壓縮機(jī)的性能曲線，從而達(dá)到調(diào)節(jié)目的。如上圖30所示。調(diào)節(jié)時(shí)關(guān)小閥門即經(jīng)過(guò)節(jié)流PinPa。若壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速不變，壓縮機(jī)進(jìn)口壓力下降，則出口壓力也下降，于是進(jìn)口節(jié)流后的壓縮機(jī)的性能曲線就往右下方移動(dòng)。進(jìn)口節(jié)流比出口節(jié)流的經(jīng)濟(jì)性好，因?yàn)楣?jié)流后喘振流量向小流量方向移動(dòng)，使壓縮機(jī)能在較小的流量下工作，擴(kuò)大了穩(wěn)定運(yùn)行范圍?？辗盅b置的增壓機(jī)就采用這種調(diào)節(jié)方式。變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)并不引起其它附加損失，只是調(diào)節(jié)后新的工作點(diǎn)不一定是效率最高點(diǎn)，而是效率有所下降。氨壓縮機(jī)就采用這種調(diào)節(jié)方式。進(jìn)口導(dǎo)葉可繞本身的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)進(jìn)口由正旋繞變成負(fù)旋繞時(shí)，這個(gè)壓縮機(jī)的性能曲線有向大流量區(qū)移動(dòng)的趨勢(shì)，而且在同一流量上的能量頭有明顯的增加，能量頭曲線變得愈來(lái)愈平坦，喘振流量值有所增大，見(jiàn)圖33所示。采用這種方法，可轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)葉的形狀要設(shè)計(jì)得好，葉片要有良好的氣動(dòng)性能，這樣也就不會(huì)像進(jìn)口節(jié)流閥門調(diào)節(jié)那樣產(chǎn)生較大的損失。循環(huán)氣壓縮機(jī)和空壓機(jī)就采用這種調(diào)節(jié)方式。這種方法很少把它作為單獨(dú)的調(diào)節(jié)方法使用，一般是和其它方法聯(lián)合使用，特別是和改變轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)方法聯(lián)合使用，有很好的效果。此外還有壓縮機(jī)放氣調(diào)節(jié)方法，這種方法的實(shí)質(zhì)是改變管網(wǎng)的性能曲線。無(wú)疑這種方法經(jīng)濟(jì)性最差，一般只用于防喘振回路。2. 壓縮機(jī)進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)方法簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性較好，并具有一定的調(diào)節(jié)范圍，目前轉(zhuǎn)速固定的離心式壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)常采用這種方法。4. 轉(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)壓器葉片的調(diào)節(jié)方法，能使壓縮機(jī)性能曲線平移，對(duì)減小喘振流量、擴(kuò)大穩(wěn)定工況范圍很有效，經(jīng)濟(jì)性也較好，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。目前這種方法單獨(dú)使用較少，常和其它方法聯(lián)合使用。目前除了在通風(fēng)機(jī)和小功率離心式鼓風(fēng)機(jī)中應(yīng)用外，一般很少用。實(shí)際應(yīng)用中一般與變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)或進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)等較經(jīng)濟(jì)的方法聯(lián)合使用，并且設(shè)計(jì)中要保證在額定工況下放空閥或回流閥全關(guān)。本壓縮機(jī)采用雙缸、Ⅲ段、中間補(bǔ)氣、二次中間冷卻、14級(jí)葉輪壓縮、機(jī)殼水平剖分。冷卻后的氣體在在進(jìn)入第12－14級(jí)葉輪壓縮后排出。壓縮機(jī)葉輪為焊接閉式葉輪。壓縮機(jī)的高低壓缸軸端密封均為串聯(lián)干氣密封。一段進(jìn)口壓力　　　　　　　　?。ˋ）一段進(jìn)口溫度　　　　　　　　　－40℃一段進(jìn)口流量　　　　　　　　　35600Nm3／h一段出口壓力　　　　　　　　?。ˋ）一段出口溫度　　　　　　　　　℃二段進(jìn)口壓力　　　　　　　　　（A）二段進(jìn)口溫度　　　　　　　　　℃二段進(jìn)口流量　　　　　　　　　51200Nm3／h二段出口壓力　　　　　　　　?。ˋ）二段出口溫度　　　　　　　　　℃三段進(jìn)口壓力　　　　　　　　?。ˋ）三段進(jìn)口溫度　　　　　　　　　42℃三段出口壓力　　　　　　　　?。ˋ）三段出口溫度　　　　　　　　　℃二、聯(lián)合壓縮機(jī)（循環(huán)氣和合成氣壓縮機(jī)）合成氣壓縮機(jī)組為西門子制造，壓縮機(jī)型號(hào)為STC－SV（10－7－A），單缸7級(jí)，立式剖分；汽輪機(jī)型號(hào)為NK32／45，單缸多級(jí)水平剖分。⑴.殼體　　形式：STCSV（10－7－A）　　　　　　　　　10　　壓縮機(jī)框架尺寸　　　　　　　　　V　　　多級(jí)／立式剖分　　　　　　　　　7　　　葉輪數(shù)量　　　　　　　　　A　　　接管數(shù)量一組　　　　　　材質(zhì)：STE355⑵.隔板　　　材質(zhì)：S355J2G3/S355J2G3⑶.葉輪　　　數(shù)量：7　　　　　直徑／葉片：547／2547／2547／2547／2547／2547／2450／17　　　　　形式：閉式　　　　　制造形式：焊接＋銑　　　　　材料：X3CrNiMo13－4／14CrMoV6－9⑷.軸　　　　材質(zhì)：42CrMo4直徑（葉輪處／聯(lián)軸器處）：210／88⑸.平衡盤(pán)　　材料：14CrMoV6－9⑹.迷宮密封　級(jí)間材質(zhì)：　　　　　　　平衡盤(pán)處材質(zhì)：X20Cr13　　　　　　　軸封形式：自作用干氣密封⑺.軸承室　　　材質(zhì)：GS38聯(lián)合壓縮機(jī)性能參數(shù)　新鮮氣入口壓力　　　　新鮮氣入口溫度　　　℃　新鮮氣入口氣量　　　6170m3／h　循環(huán)氣入口壓力　　　　循環(huán)氣入口溫度　　　℃　循環(huán)氣入口流量　　　17234m3／h　壓縮機(jī)出口壓力　　　　壓縮機(jī)出口溫度　　　℃　　61 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