泵压06离心压缩机3

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1、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,＠,C,UPC,*,,,,1.8,＠,C,UPC,2024/9/21,,泵和压缩机,,（华东）化工装备与控制工程系,,＠,C,UPC,2024/9/21,,离心压缩机,,,,2.1,离心压缩机的主要构件及基本工作原理,,2.2,气体在级中流动的概念及基本方程,,2.3,级中能量损失,,2.4,级的性能曲线,,,2.5,多级离心压缩机的性能曲线,,2.6,相似原理在离心压缩机中的应用,,,2.7,离心压缩机和管路联合工作及工况调节,,2.8,离心压缩机的

2、主要零部件,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.5,多级离心压缩机的性能曲线,多级：通过一级叶轮所获能头有限，为了满足工艺要求的压力比，多采用多级离心压缩机,。,,,,,①,材料强度；,,②,叶轮进出口气量,M,（马赫数）；,,③ n,一定时,D,2,,也不可太大,实际应用中，常采用多级离心压缩机。,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.5,多级离心压缩机的性能曲线,,,,,,,多极性能曲线：形状与级性能曲线相似，一定,n,,一定进,,气状态 ，对一定气体,R,实验得来。,,离心压缩机一般都是由若干级串联而成，一个气缸最多可达,8,~,10,级。多级压缩机的性能曲

3、线与单级压缩机没有本质区别，所不同的只是多级压缩机的性能曲线显得更陡，稳定工况范围更窄。这是因为多级压缩机的性能曲线是由各单级的性能曲线“叠加”而成的。,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.5.1,级数对压缩机性能影响,——,以,两级串联来分析,,,,第,I,级进气量,,第,II,级进气量,,,两级串联质量流量不变：,,,,由于两级吸气状态不同，各级进气体积流量不同。,＠,C,UPC,2024/9/21,,由于两级吸气状态不同，各级进气体积流量不同。,,,,,,2.5.1,级数对压缩机性能影响,——,以,两级串联来分析,,＠,C,UPC,2024/9/21,,工作范围的确定,,⑴,最小流

4、量点向右，即喘振流量点变大,,所以当第,Ⅰ,级流量下降到某一定值时，尽管该级尚未达到该级的喘振流量,Q,minⅠ,，但此时第,Ⅱ,级的流量,Q,sⅡ,,可能已经达到其喘振流量,Q,minⅡ,。,故：两级串联压缩机喘振流量（,Q,Ⅰ+Ⅱ,）,min,〈,（,Q,Ⅰ,）,min,，,性能曲线喘振点右移。,＠,C,UPC,2024/9/21,,工作范围的确定,,⑵,最大（堵塞）流量变小，堵塞点左移,,＠,C,UPC,2024/9/21,,,三级串联性能曲线变化,综上所述，两级串联风机，其压比增加，但喘振流量增大、最大流量变小，因此性能曲线变陡。,可见，高压比的多级离心压缩机更容易发生喘振和堵塞工况，

5、这是离心式压缩机本身存在的缺点。,＠,C,UPC,2024/9/21,,,如果设计时设法使后面各级的性能曲线稳定工况区范围比前面级的宽，那么各级性能曲线“叠加”的结果，可以令压缩机的稳定工况区不致因串联多级后而缩小很多。,为此设计多级压缩机时，后面几级常采用叶片出口角,β,2A,较小、流量系数,φ,2r,也较小的叶轮，并配置无叶扩压器，因为这样组成的级具有较宽的稳定工况区。,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.5.2,转速变化对压缩机性能曲线的影响,与离心泵一样，离心压缩机或级在不同转速,n,下可得到不同性能曲线。,＠,C,UPC,2024/9/21,,,n↑,、,ε↑,：曲线向右上方移

6、动,n↑,、,M↑,：,Q,s,偏离设计工况时，,,损失大大增加，曲线变陡，稳定,,工况区变窄。曲线向右上方移动,喘振界限,＠,C,UPC,2024/9/21,,,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.6,相似原理在离心压缩机中的应用,—,相似条件,1.,几何相似,,两机通流部分对应线性尺寸,L,之比相等、对应角度相等、叶片数相等。,线性尺寸：,,对应角度：,,叶片数目：,阻塞系数,：,,,比例缩放系数,＠,C,UPC,2024/9/21,,,同名速度：,方 向 角：,,图,1-32,叶轮的几何相似 和运动相似用图,2.,进口运动相似,,两机叶道进口,速度三角形相似,。,,＠,C,UP

7、C,2024/9/21,,,进口无预旋时,,进口有预旋时,,,此外还要预旋角相等,,,若进口速度三角形不相似，则：,,冲角不等则会不相似，,Δ,β,对流动影响很大,。,＠,C,UPC,2024/9/21,,,3.,动力相似,,⑴,雷诺数相等：摩擦阻力问题,,⑵,马赫数相等,：气体（可压缩性）弹性力问题,4.,热力相似,,绝热指数相等：热力学性质（过程）,,＠,C,UPC,2024/9/21,,,,离心压缩机完全相似条件：,,①,几何相似,,②,进口速度三角形相似,,③,马赫数相等,,④,绝热指数相等,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.7,离心压缩机和管路联合工作及工况调节,,2.7.1

8、,离心压缩机装置特性,,2.7.2,离心压缩机的串并联,,2.7.3,离心压缩机的工况调节,,2.7.4,天然气输送中压缩机与管道联合工作,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.7.1,离心压缩机装置特性,,图,1-59,装置特性,,和离心泵相同,通过压缩机的气体流量,=,管道气体流量,,压缩机增压,ΔP=,管路阻力降,,工作点：压缩机性能与管路特性,,工作点变化：节流、旁路、切割叶轮、,,变转速等,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.7.1,离心压缩机装置特性,,⑴,管网性能曲线,管网特性曲线：随背压,p,r,和阻力,Δp,的变化而变化。,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.

9、7.1,离心压缩机装置特性,,⑵,离心压缩机的工作点,管路特性曲线与压缩机特性曲线的交点。,条件：,,质量守恒、能量守恒,驼峰型性能曲线，可能有两个交点，但稳定工作点只有一个，另外一点为喘振点。,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.7.1,离心压缩机装置特性,,维持操作稳定极为重要！,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.7.2,离心压缩机的串并联,,⑴,离心压缩机的串联,如前面分析：性能曲线变陡、稳定工况区变窄、应取第二级的稳定工况区宽于第一台。,串联特性：,,①,总压比：,……,乘积,,②,质量流量,>,单机流量,,③,管路阻力下降，,2,点工况,……,,,＠,C,UPC,202

10、4/9/21,,2.7.2,离心压缩机的串并联,,⑵,离心压缩机的并联,应用场合：,,①,增加供气量；,,②,气量很大，一台困难,,③,用气量变动，利用台数控制,并联特性：,,①,总流量增加，但单台流量,……,,②,若并联后管路阻力系数增大,……,,,,,,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.7.3,离心压缩机的工况调节,,合理选择压缩机，应该使压缩机能在设计工况附近操作，因为这时压缩机的效率最高。但由于生产上工艺参数不可避免的会有变化，所以经常需要对压缩机进行手动或自动调节，使压缩机能适应生产要求，改变,工况点,，以保持生产系统稳定。,离心压缩机的调节一般有两种：,,⑴,等压调节：背压

11、不变的情况下，调节流量（,此方法较普遍,）,,⑵,等流量调节：在保证流量不变前提下，调节压缩机排气压力,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.7.3,离心压缩机的工况调节,,改变工况点：压缩机调节的实质,,⑴,改变压缩机性能,,⑵,改变管路特性,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.7.3,离心压缩机的工况调节,,⑴,出口节流调节,,原理：改变管路特性,,优点：操作方法简单方便,,缺点：浪费功率大、不经济,当压缩机性能曲线较陡而流量调节范围较大时更不经济；目前仅限于风机及小型鼓风机,。,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.7.3,离心压缩机的工况调节,,⑵,进口节流调节,,原理：

12、改变压缩机性能曲线,,优点：操作方法简单方便，经济性较好，减小极限喘振流量,,缺点：浪费功率大、不经济，还有一定的节流损失。,＠,C,UPC,2024/9/21,,⑵,进口节流调节,实现：,一般在入口管道上安装调节阀（碟阀：气流沿圆周方向均匀流动）,阀全开时：,关小调节阀：,进一步关小：,进口就节流调节实际上是改变了压缩机的性能曲线。,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.7.3,离心压缩机的工况调节,,⑶,改变转速调节,,原理：改变压缩机性能曲线,,优点：操作方法简单方便，最经济,,缺点：,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.7.3,离心压缩机工况调节,⑷,转动进口导叶（进气预旋调

13、节）,,原理：改变进口三角形,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.7.3,离心压缩机的工况调节,,⑷,转动进口导叶（进气预旋调节）,,原理：改变进口三角形,⑸,转动扩压器叶片,＠,C,UPC,2024/9/21,,2.7.4,天然气输送中压缩机与管道联合工作,,,前面讲述：压缩机与管道工作，进口压力不变，压缩机出口压力随流量而改变。,,实际天然气输送中：保持管道起点压力不变，即压缩机出口压力不变。优点是：,,输气管道处于尽可能高的压力下，有最大储气量；,,输气管各结点的气体压力稳定，不致有很大波动；,,便于调节和控制；,,输气动力消耗较省（压缩机在高效点工作）,＠,C,UPC,2024/9/21,,本节完,