离心压缩机原理.ppt

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1、一、离心式压缩机的工作原理及主要结构 1、离心压缩机典型结构简介 典型的离心压缩机DA12062结构如图所示。其型 号中的“DA”代表单吸式离心压缩机：“120”表示吸入流 量约120立方米每分钟；“6”表示共有6级叶轮；“2”表示 是该型号的第二次设计产品。 一缸（机壳）、两段（中间冷却次数）、六级（叶 轮、扩压器、弯道和回流器组数）组成。 2、主要参数 进口流量125立方米每分钟，排气压力6.23105Pa， 转速13900 r/min,功率660kw,可输送空气或者其他无腐蚀性 的工业气体,适合用于化工、冶金、制氧、制药等部门。 第三节 离心压缩机 3、工作原理 气体由吸气室进入，通过旋

2、转叶轮对气体作功，使 气体的压力、温度和速度都提高了，然后使气体进入进入扩 压器，把气体的速度能转换为压力能。弯道回流阀主要起 导向作用，使气流均匀地进入下一级叶轮继续压缩，由于气 体逐级地被压缩，因此气体温度不断升高。为了降低气体温 度减少功能消耗，在气体经过三级压缩后，由蜗壳引出，经 中间冷却后，再引至第四级叶轮入口继续压缩，经六级压缩 后的高压气体由排出管排出。 第三节 离心压缩机 1流量大。 离心压缩机中气体是连续流动，流通截面较大，同 时叶轮转速很高，故流量很大，进气量在5000m3/min以上。 2转速高。离心压缩机中转子只作旋转运动，转动惯量小，且 与静止部件不接触。这不仅减少了

3、摩擦，还可大大提高转速。 3结构紧凑。机组重量及占地面积都比同一气量的活塞压缩机 小得多。 4运转可靠。由于转动部件与静止部件不直接接触摩擦，因而 运转平稳、排气均匀、易损件少，一般可连续运转一年以上。且不需 备用机组，维修量小。 三、离心压缩机的特点三、离心压缩机的特点 第三节 离心压缩机 5单级压力比不高。目前排气压力需在500105Pa以上时，只能 使用活塞压缩机。 6效率稍低。由于离心压缩机中气流速度较大，造成能量损失 较大，故效率较活塞压缩机稍低。 7由于离心压缩机转速高、功率大、无备机，因此一旦发生事 故，后果是严重的，需有一系列紧急安全保障设施。 离心式压缩机能够处理气体的大致流

4、量范围见表1-1。表中数据 适用于单级压缩机，对于多级压缩，最小排量为14.2m3 /min。 三、离心压缩机的特点三、离心压缩机的特点 第三节 离心压缩机 四、离心式压缩机的主要结构 离心式压缩机本体由转子、定子、轴承等组成。转子由主轴、叶轮、 联轴器等组成，有时还有轴套、平衡盘。定子由机壳、隔板、密封（级间 密封和轴密封）、进气室和蜗室等组成。其中隔板由扩压器、弯道、回流 器等组成。有时在叶轮进口前设有进气导流器（预旋器）。 1壳体 离心式压缩机的壳体结构主要有水平剖分型和垂直剖分型两种。水平 剖分型的壳体分为上、下两半（图1-4），出口压力一般低于7.85MPa，是 用途最广泛的一种结构

5、型式。 第三节 离心压缩机 垂直剖分型也称筒型（图1-5），壳体是圆柱形的整体，两端采用封 头。这种结构最适用于压缩高压力和低分子量、易泄漏的气体，由于气 缸是圆柱形的整体，能承受较高的压力。 第三节 离心压缩机 2叶轮 离心式压缩机的叶轮又称工作轮，是使气体提高能量的唯一元件。 叶轮按其整体结构可分为开式、半开式和闭式三种，压缩机中实际应用 的是半开式和闭式两种。叶轮随叶片出口角2（见1-6）的不同，可分为 前向叶轮(不采用) 、径向叶轮和后向叶轮。 第三节 离心压缩机 2叶轮 3扩压器 常在叶轮后设置流通面积逐渐扩大的扩压器，用以把速度能转 化为压力能，以提高气体压力。 第三节 离心压缩机

6、 4轴封 在离心式压缩机的各级之间和主轴穿过机壳处，为了防止泄漏 ，安装轴封装置。 轴封型式有迷宫密封、机械密封、浮环密封和抽气密封等。 迷宫密封是在密封体上嵌入或铸入或用堵缝线固定多圈翅片 ，构成迷宫衬垫。 翅片的材料有黄铜片、磷青铜片、铅青铜片、铝片和白合金 片等。视气体的性质、有无灰尘或雾，以及气体温度而定。 第三节 离心压缩机 第三节 离心压缩机 机械密封（图1-11），由动环和静环组成的摩擦面，阻止高 压气体泄漏。密封性能好，结构紧凑，但摩擦副的线速度不能太 高，工作时所需高于被密封的内部气体的润滑油压，要比采用浮 环密封时高。 第三节 离心压缩机 五、离心式压缩机的辅助系统 1、润

7、滑油和密封油系统 离心式压缩机的润滑油系统由油箱、油过滤器、油冷却器、 安全阀、单向控制阀、油泵和驱动机、压力表等组成。 密封油系统包括油箱、油过滤器、油冷却器、安全阀、止回阀 、油泵及相应的电动机、管路和接头等组成。 机械密封一般在转速n3000r/min时采用。机构密封可适用于大多数 气体，但它主要是用于清洁的气体、重烃气体和冷剂气体等。 第三节 离心压缩机 2、其它辅助系统 离心式压缩机还包括有齿轮箱或联轴器、轴向位移安全器和冷却分离 器等辅助设备。 离心式压 缩机的驱 动方式 第三节 离心压缩机 八、离心式压缩机的喘振和临界流速 1、喘振 任何离心压缩机按其结构尺寸， 在某一固定的转速

8、下，都有一个最高 的工作压力，在此压力下有一个相应 的最低的流量。当离心压缩机出口的 压力高于此数值时，就会产生喘振。 第三节 离心压缩机 给定压力下，流量小 于最小喘振流量 给定流量下，压力大 于最高喘振压力 喘振发生的条件： 第三节 离心压缩机 发生喘振时，机组开始强烈振动，伴随发生 异常的吼叫声，而且是周期性地发生； 机壳相连接的出口管线也随之发生较大的振 动； 进口管线上的压力表指针大幅度摆动； 出口止回阀处发生周期性的开和关的撞击声 响； 主电动机的电流表指针大幅度的摆动； 在操作仪表上，流量表等也发生大幅度的摆 动。 喘振发生的现象： 第三节 离心压缩机 喘振对压缩机的迷宫密封损坏

9、较大，由于密封 的损坏，将使润滑油窜入流道，影响冷却器和 冷凝器的效率。 严重的喘振很容易造成转子轴向窜动，烧坏止 推轴瓦，叶轮有可能被打碎。 极严重时，可使压缩机遭到破坏，会损伤齿轮 箱，电动机以及连接压缩机的管线和设备等。 喘振发生的危害： 第三节 离心压缩机 防止压缩机喘振的发生的措施：防止压缩机喘振的发生的措施： 1、防止进气压力低、进气温度高和气体分子量减小等； 2、防止管网堵塞使管网特性改变； 3、要坚持在开、停车过程中，升、降速度不可太快，并 且先升速后升压和先降压后降速； 4、开、关防喘振阀时要平稳缓慢。关防喘振阀时要先低 压后高压，开防喘振阀时要先高压后低压。 第三节 离心压

10、缩机 压缩机喘振发生后的应急措施：压缩机喘振发生后的应急措施： 如万一出现“旋转失速”和“喘振”，首先应立即全部打 开防喘振阀，增加压缩机流量，然后根据情况进行处理。若是 因进气压力低、进气温度高和气体分子量减小等原因造成的， 要采取相应措施使进气气体参数符合设计要求；如是管网堵塞 等原因，就要疏通管网，使管网特性优化；如是操作不当引起 的，就要严格规范操作。 第三节 离心压缩机 2、 临界转速 水平放置的轴都存在一定的临界转速 ，它是轴本身的一种特性。当轴还没有旋转时 ，由于重力的作用，轴向下弯曲（虽然弯曲量 很小）。弯曲转动过来后，仍然是弯曲的。由 于轴在转动，弯曲也不断出现，表现出来就是

11、 振动，称为自振。 第三节 离心压缩机 轴本身和轴上安装的零件，由于制造安装 的原因，转子的重心和转动中心不可能在同一 中心线上重合，由于中心偏差，转动起来就有 一个离心力，此离心力使转子发生振动。振动 的次数决定于转子的转速，转动一次就振动一 次，所以叫强迫振动。 第三节 离心压缩机 当自振和强迫振动的频率相等时，叫共振 。共振时的压缩机转速叫作临界转速。 对一台离心压缩机来说，临界转速不止一 个，转速最低的一个叫作第一临界转速。通 常临界转速由制造厂确定。在产品样本中， 常给出了第一临界转速和第二临界转速，作 为运转时的参考。 第三节 离心压缩机 在第一临界转速以下运转的压缩机，应使 工作

12、转速低于临界转速的70%，即： 1.4工作转速临界转速 在第一和第二临界转速之间运转的的压缩 机，应使 1.4第一临界转速工作转速0.8第二临界 转速 改变转速的调 节方法，是几种调节方法中最 省功率的办法，但要受驱动机 的限制。用燃气轮机或汽轮机 作驱动机时，这种调节方法较 适宜。用电动机作驱动机时， 在变频器应用前由于变速较困 难，常不得不采用其它调节方 法。 九、 离心式压缩机的流量调节 1、改变转速 第三节 离心压缩机 在压缩机排气管上安 装调节阀，来改变压缩机出 口处的压力，以调节压缩机 的流量这种调节方法不改变 压缩机的特性曲线，但要增 加功率消耗 。 2、排气管节流 第三节 离心

13、压缩机 3、进气管节 流 进气管节流后，在转速 不变时，离心压缩机的体积 流量和压缩比的特性曲线不 变。但由于进气压力减少， 离心压缩机的质量流量和排 气压力将和进气压力成比例 地减少。 第三节 离心压缩机 3、进气管节 流 在压缩机的进气管上装调节阀 比排气管节流操作更稳定，调节 气量范围更广，同时可以节省功 率消耗。用电动机驱动的压缩机 一般常用此方法调节气量，对大 气量机组可省功率58%。 第三节 离心压缩机 4、进气管装导向片 在压缩机的叶轮进口处安装导向片，使气流旋绕以变更 流向，可以改变机组的排气压力和输气量。这种方法比进口节 流效率高，但结构要复杂一些。多级叶轮的压缩机上，只能在

14、 第一级进口前设置导向片。 第三节 离心压缩机 当生产要求的气量比压缩机排气量小时，将其剩余部分 经冷却器返回到压缩机进口的方法叫作旁路调节。空气压缩 机则不返回进口而直接放入大气中，所以叫作放空调节。 5 5、旁路或放空调节、旁路或放空调节 第三节 离心压缩机 旁路循环或放空调节使压缩机增加了放空量或循环量，白 白地消耗了功率，因此单独采用这种方法的很少。这种方法一 般作为反飞动反飞动措施使用。即用其它的调节方法使气量减少到喘 振点附近，当还需要进一步把气量减少到喘振点以下时，再打 开旁路或放空。调节旁路或放空阀的开度，使旁路循环或放空 的气量与生产需要的气量之和，比喘振点的流量稍大一些，以 避免压缩机进入喘振范围。 5 5、旁路或放空调节、旁路或放空调节 第三节 离心压缩机