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文檔簡介
1、鉗工集中培訓(xùn)講義離心壓縮機(jī)2007年8月本章主要講述離心式壓縮機(jī)的工作原理、分類、型號,總體結(jié)構(gòu),各種流量損失,功率和效率,離心壓縮機(jī)性能曲線的特點(diǎn)及性能調(diào)節(jié),離心壓縮機(jī)中的工況及喘振,主要零部件的作用及結(jié)構(gòu)、原理,特別是軸承和密封部分。離心壓縮機(jī)開停車注意事項(xiàng),以及離心壓縮機(jī)維護(hù)。另結(jié)合考試穿插講一部分有關(guān)的知識。第一部分 壓縮機(jī)概述泵和壓縮機(jī)是輸送流體的機(jī)器。流體是氣體和液體的統(tǒng)稱。兩者的共同點(diǎn)是:沒有固定形狀,隨盛裝容器而定。不同點(diǎn)是:液體是不可壓縮流體,氣體是可壓縮流體。泵是輸送液體的機(jī)器。壓縮機(jī)是輸送氣體的機(jī)器。壓縮機(jī)是給氣體增加能量的機(jī)器。用來輸送氣體或提高氣體的壓力。壓縮機(jī)的作用
2、:1 壓縮氣體作為動(dòng)力。如:風(fēng)動(dòng)工具、儀表自動(dòng)化控制。2 用于制冷或把氣體分離。如:制冷機(jī)(冰機(jī))、石油裂解氣的分離。3 用于合成及聚合。如:氮與氫合成氨、高壓聚乙烯。4 用于氣體輸送。如:天然氣遠(yuǎn)程輸送。壓縮機(jī)的分類:按工作原理分為容積型和速度型兩大類。1 容積型靠工作室容積周期性的變化實(shí)現(xiàn)對氣體的壓縮和輸送。它又分為兩類: 活塞式 液環(huán)式往復(fù)式 柱塞式 回轉(zhuǎn)式 滑片式 隔膜式 轉(zhuǎn)子式 螺桿式2 速度型靠葉片高速旋轉(zhuǎn),使氣體得到很大的速度能,再把速度能轉(zhuǎn)換成壓力能的機(jī)器。按氣體排出的流動(dòng)方向分為: 離心式 氣體沿葉片徑向排出。 速度型 軸流式 氣體沿葉片軸向排出。混流式 氣體沿軸向45排出。
3、 圖11活塞式 圖12 羅茨式 圖13 滑片式 圖14 螺桿式 圖15 離心式 圖16 斜流式機(jī) 圖17 軸流式機(jī)械 圖18 橫流式 第二部分 離心壓縮機(jī)一 概述1 離心式風(fēng)機(jī)的分類。根據(jù)排氣壓力的高低,可分為:通風(fēng)機(jī),排氣壓力低于0。015MPa(或小于1500mm水柱)鼓風(fēng)機(jī),排氣壓力在0。0150。35MPa 壓縮機(jī),排氣壓力高于0.35MPa 圖19 噴射式2 離心式壓縮機(jī)的分類。根據(jù)結(jié)構(gòu)分為:水平剖分型、筒型、等溫型三種。注:等溫型是把各級葉輪壓縮的氣體,通過級間冷卻器冷卻后再導(dǎo)入下一級的一種壓縮機(jī)。3 離心壓縮機(jī)的工作原理一般說,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)
4、量,也就是縮短氣體分子與分子間的距離。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo),除了采用擠壓元件來擠壓氣體的容積式壓縮方法以外,還有一種用氣體動(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)對氣體作功,使氣體在離心場中壓力得到提高,同時(shí)動(dòng)能也大為增加,隨后在擴(kuò)張流道中流動(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。4 型號目前國家還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)編號辦法,各生產(chǎn)廠家自行編號。常用的: DA 設(shè)計(jì)順序號; 葉輪級數(shù); 第一級吸入狀態(tài)下的流量;m/min 離心壓縮機(jī)的標(biāo)志。例如:DA22072 吸入狀態(tài)下氣體的流量為220m/min,壓縮機(jī)級數(shù)為7級,第二次設(shè)計(jì)的離心壓
5、縮機(jī)。 DA35061 吸入狀態(tài)下氣體的流量為350m/min,壓縮機(jī)級數(shù)為6級,第一次設(shè)計(jì)的離心壓縮機(jī)。還有: - 葉輪數(shù)量葉輪直徑 cm殼體結(jié)構(gòu)型式段數(shù)(1不標(biāo)) 結(jié)構(gòu)型式代號: MCL-殼體為水平剖分式 BCL-殼體為垂直剖分式 例如:2MCL456 2段壓縮,殼體為水平剖分,葉輪直徑45cm,葉輪數(shù)量6只。其它的還有:DH是雙軸四級壓縮,VK是雙軸三級壓縮。5 離心式壓縮機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn):(同往復(fù)式比)優(yōu)點(diǎn):(1)、離心式壓縮機(jī)的氣量大,結(jié)構(gòu)筒單緊湊,重量輕,機(jī)組尺寸小,占地面積小。(2)、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),操作可靠,運(yùn)轉(zhuǎn)率高,摩擦件少,因之備件需用量少,維護(hù)費(fèi)用及人員少。(3)、在化工流程中,離心
6、式壓縮機(jī)對化工介質(zhì)可以做到絕對無油的壓縮過程。(4)、離心式壓縮機(jī)為一種回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器,它適宜于工業(yè)汽輪機(jī)或燃汽輪機(jī)直接拖動(dòng)。對一般大型化工廠,常用副產(chǎn)蒸汽驅(qū)動(dòng)工業(yè)汽輪機(jī)作動(dòng)力,為熱能綜合利用提供了可能。缺點(diǎn)(1)、離心式壓縮機(jī)目前還不適用于氣量太小及壓比過高的場合。(2)、離心式壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū)較窄,其氣量調(diào)節(jié)雖較方便,但經(jīng)濟(jì)性較差。(3)、目前離心式壓縮機(jī)效率一般比活塞式壓縮機(jī)低5-10%,因能量損失大。注:壓縮比-出口與進(jìn)口絕對壓力之比。二、離心壓縮機(jī)的總體結(jié)構(gòu)離心式壓縮機(jī)由轉(zhuǎn)子及定子兩大部分組成。轉(zhuǎn)子包括主軸,固定在軸上的葉輪、軸套、平衡盤、推力盤及聯(lián)軸節(jié)等零部件。定子則有氣缸,定位
7、于缸體上的各種隔板以及軸承等零部件。在轉(zhuǎn)子軸端及轉(zhuǎn)子與定子之間需要密封氣體之處還設(shè)有密封元件。 在壓縮機(jī)的每段里,一般是由幾個(gè)或一個(gè)壓縮機(jī)級所組成。每個(gè)級是由一個(gè)葉輪及其相配合的固定元件所組成。固定元件有吸氣室、擴(kuò)壓器、彎道、回流器及蝸殼等組成。圖8-1 離心式壓縮機(jī)縱剖面結(jié)構(gòu)圖1:吸氣室 2:葉輪 3:擴(kuò)壓器 4:彎道 5:回流器 6:渦室 7,8:密封 9:隔板密封 10:輪蓋密封11: 平衡盤12:推力盤 13:聯(lián)軸節(jié) 14:卡環(huán) 15:主軸 16:機(jī)殼 17:軸承 18:推力軸承 19:隔板 20:導(dǎo)流葉片 三、離心壓縮機(jī)的基本方程1 速度三角形 由于葉輪作高速旋轉(zhuǎn)而帶動(dòng)氣體隨著葉輪作
8、圓周方向的運(yùn)動(dòng)(圓周速度u),又由于離心力的作用,氣體沿著葉片從葉輪的進(jìn)口流到葉輪的出口,氣流對葉輪作相對運(yùn)動(dòng)(相對速度w)。對固定不動(dòng)的機(jī)殼來說,氣體在做絕對運(yùn)動(dòng)(絕對速度C)。 絕對速度C等于圓周速度u和相對速度w的矢量和。即: C=u+w后向葉片葉輪的速度三角形四、離心壓縮機(jī)的功率和效率離心壓縮機(jī)中的損失可以分成流動(dòng)損失,泄漏損失,輪阻損失和機(jī)械損失,其中流動(dòng)損失引起壓力的降低,泄漏損失引起流量的減少,輪阻損失和外部機(jī)械損失則必多耗功。1 流道損失氣體在吸氣室、葉輪、擴(kuò)壓器、彎道和回流器等元件中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的損失。包括流動(dòng)損失和沖擊損失。而流動(dòng)損失又包括摩擦損失、邊界層分離損失、局部損失和
9、尾跡損失。(1) 摩擦損失-氣體在流動(dòng)過程中,氣體之間、與葉輪、輪蓋、擴(kuò)壓器等器壁之間產(chǎn)生摩擦而損失的能量。(2) 邊界層分離損失-在減速增壓的通道中,近壁邊界層容易增厚,甚至形成分離旋渦巨流,從而造成分離損失。如圖所示:邊界層分離示意圖(3) 尾跡損失-由于實(shí)際葉片具有一定厚度,氣體從葉片之間的流道流出時(shí),產(chǎn)生渦流所造成的損失。(4) 沖擊損失-當(dāng)氣體流量大于或小于壓縮機(jī)設(shè)計(jì)流量時(shí),因?yàn)闅饬鬟M(jìn)入葉輪和擴(kuò)壓器時(shí)與葉片的進(jìn)口角不一致,所以氣流與葉輪和擴(kuò)壓器發(fā)生沖擊,引起邊界層分離而產(chǎn)生的損失,稱為沖擊損失。不同沖角下葉輪流道中氣流分離情況2 輪阻損失葉輪是在氣體中作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),葉輪的輪盤和輪蓋
10、兩側(cè)與氣體發(fā)生摩擦而引起的能量損失。3 漏氣損失由于內(nèi)部之間或向外部漏氣所造成的能量損失。4 功率和效率A 有效功率Ne-有效容積流量Q的氣體通過壓縮機(jī)后增加的總能量。B 內(nèi)功率Ni-實(shí)際消耗于氣體上的功率。C軸功率Ns-壓縮機(jī)輸入的功率為軸功率Ns。D原動(dòng)機(jī)的輸出功率-原動(dòng)機(jī)的額定功率一般為Ne1.3Nz。五、離心壓縮機(jī)的性能曲線1 級的性能曲線指氣體流過該級時(shí)所得到的壓力比、效率及功率N隨該級的進(jìn)氣量Qj而變化的曲線。 即-Qj、-Qj、N-Qj的曲線。這些曲線是由試驗(yàn)測得。2 離心壓縮機(jī)的性能曲線-與級的曲線類似。指整機(jī)的壓力比、效率及功率N隨進(jìn)口氣體流量Q而變化的曲線。也是由試驗(yàn)測得。
11、3 壓縮機(jī)性能曲線的特點(diǎn):壓力比隨著流量的增加而下降。功率和效率隨著流量的增加而增加,當(dāng)達(dá)到某一流量時(shí),流量再增加則功率和效率下降。4 管路特性曲線-當(dāng)管路與設(shè)備情況一定時(shí),即管路兩端的壓力、管路尺寸、長度、管件個(gè)數(shù)及尺寸、閥門的開啟程度都一定時(shí),氣體流過管路時(shí)對每千克氣體所需的功與單位時(shí)間流過該管路的氣量Q之間的關(guān)系曲線Hi-Q(也可用管端壓力與氣體流量表示,即P-Q曲線)。5 離心壓縮機(jī)的工作點(diǎn)把壓縮機(jī)的性能曲線P-Qj同管路特性曲線Pe-Qj畫在同一坐標(biāo)上,橫軸以Qj表示,縱軸以壓力P表示,則兩曲線的交點(diǎn)M即為壓縮機(jī)的工作點(diǎn)。當(dāng)壓縮機(jī)和管路的性能曲線一定時(shí),壓縮機(jī)只能在兩曲線的焦點(diǎn)M工作
12、。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)。在最佳工況點(diǎn)左右兩邊的各工況點(diǎn),其效率均有所降低。6 喘振 喘振又叫“飛動(dòng)”,是離心壓縮機(jī)的一種特殊現(xiàn)象。壓縮機(jī)有一個(gè)最小設(shè)計(jì)流量,當(dāng)實(shí)際工作流量小于最小流量一定程度時(shí),氣流進(jìn)入葉片的方向與葉片進(jìn)口角度不一致,即沖角I0這時(shí)在葉片的非工作面產(chǎn)生氣體分離(旋轉(zhuǎn)分離)。當(dāng)沖角達(dá)到某一值時(shí),旋轉(zhuǎn)分離區(qū)域聯(lián)成一片,占據(jù)流道。壓縮機(jī)不再排氣,管路中氣體就會(huì)倒回來,彌補(bǔ)流量不足,經(jīng)葉輪壓縮重新流出。這一股氣打出后,流量又沒了,氣體又倒回來。這樣周而復(fù)始的改變流向,機(jī)器和管線中就會(huì)產(chǎn)生“低頻高振幅”的壓力脈動(dòng),并發(fā)出如“牛
13、吼叫”般的噪音。這實(shí)際上是氣流在交替倒流和排氣時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大的氣流沖擊。這種沖擊引起機(jī)器強(qiáng)烈的振動(dòng),如不及時(shí)采取措施,將使壓縮機(jī)遭到嚴(yán)重破壞。這就是“喘振”離心壓縮機(jī)的喘振一般是由葉片擴(kuò)壓器中氣流邊界層分離,并擴(kuò)及整個(gè)流道所引起的。喘振的特征: “低頻高振幅”的壓力脈動(dòng),聲音有如牛吼。7 離心壓縮機(jī)的三種工況(1)喘振工況-最小流量時(shí)的工況。(2) 阻塞工況(滯止工況)最大流量時(shí)的工況。造成這種工況有兩種可能:一是級中流道中某喉部處氣流達(dá)到臨界狀態(tài),這時(shí)氣體的容積流量已是最大值,任憑壓縮機(jī)背壓再降低,流量也不可能再增加,這種情況稱為“阻塞”工況。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
14、”工況,但壓縮機(jī)在偌大的流量下,機(jī)內(nèi)流動(dòng)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(dòng)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。(3)正常工況 -喘振工況與滯止工況之間的工作范圍。8 離心壓縮機(jī)的工作點(diǎn)與喘振的關(guān)系。離心壓縮機(jī)的-Q曲線是一條在氣量不為零處有一最高點(diǎn)的曲線。最高點(diǎn)右側(cè)稱為穩(wěn)定工作區(qū),左側(cè)稱為不穩(wěn)定工作區(qū)(喘振區(qū))。最高點(diǎn)所對應(yīng)的氣量為壓縮機(jī)喘振的最小流量Qjmin。9 影響、產(chǎn)生喘振的因素。 當(dāng)壓縮機(jī)的性能曲線與管網(wǎng)性能曲線兩者或兩者之一發(fā)生變化時(shí),交點(diǎn)就要變動(dòng),也就是說壓縮機(jī)的工況將有變化,從而出現(xiàn)變工況操作。離心壓縮機(jī)的特性曲線(-Q
15、)與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速、介質(zhì)的性質(zhì)及進(jìn)氣狀態(tài)有關(guān)。性能曲線的變化如圖所示。離心壓縮機(jī)的變工況有時(shí)并不是在人們有意識的直接控制下(例如調(diào)節(jié)閥門等)發(fā)生的,而是間接地接受到生產(chǎn)系統(tǒng)乃至驅(qū)動(dòng)機(jī)的意外干擾而發(fā)生。化工廠離心式壓縮機(jī)經(jīng)常發(fā)生意料之外的喘振。舉例如下。a、某壓縮機(jī)原來進(jìn)氣溫度為20,工作點(diǎn)在A點(diǎn)(見圖a),因生產(chǎn)中冷卻器出了故障,使來氣溫度劇增到60,這時(shí)壓縮機(jī)突然出現(xiàn)了喘振。其原因,就是因?yàn)檫M(jìn)氣溫度升高,使壓縮機(jī)的性能曲線下移,由線1下降為1,而管網(wǎng)性能曲線未變,壓縮機(jī)的工作點(diǎn)變到A點(diǎn),此點(diǎn)如果落在喘振線上,就會(huì)出現(xiàn)喘振。b、某壓縮機(jī)原在圖b所示的A點(diǎn)正常運(yùn)行,后來由于某種原因,進(jìn)氣管被異物堵
16、塞而出現(xiàn)了喘振。分析其原因就是因?yàn)檫M(jìn)氣管被堵,壓縮機(jī)進(jìn)氣壓力從Pj下降為Pj使機(jī)器性能曲線下降到1線,管網(wǎng)性能曲線無變化,于是工作點(diǎn)變到A,落入喘振線所致。c、某壓縮機(jī)原在轉(zhuǎn)速為n1下正常運(yùn)行,工況點(diǎn)為A點(diǎn)(見圖C)。后來因?yàn)樯a(chǎn)中高壓蒸汽供應(yīng)不足,作為驅(qū)動(dòng)機(jī)的蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到n2,這時(shí)壓縮機(jī)的工作點(diǎn)A落到喘振區(qū),因此產(chǎn)生喘振。此外,還有因?yàn)闅怏w分子量改變而導(dǎo)致喘振的事例。分子量減小,壓縮機(jī)的性能曲線將向左下方移動(dòng),如進(jìn)入喘振區(qū),就會(huì)發(fā)生喘振。以上幾種情況都是因壓縮機(jī)性能曲線下移而導(dǎo)致喘振的,管網(wǎng)性能并未改變。有時(shí)候則是因?yàn)楣芫W(wǎng)性能曲線發(fā)生變化(例如曲線上移或變陡)而造成喘振。 管網(wǎng)性能變
17、化造成喘振的情況圖某壓縮機(jī)原在A點(diǎn)工作(見圖6-13),后來因?yàn)樯a(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定,管網(wǎng)中壓力大幅度上升,管網(wǎng)性能曲線由2上移到線2(此時(shí)壓縮機(jī)的性能曲線未變),于是壓縮機(jī)出現(xiàn)了喘振。還有一種類似情況就是當(dāng)把排氣管閥門關(guān)得太小時(shí),管網(wǎng)性能曲線變陡,一旦使壓縮機(jī)的工作點(diǎn)落入喘振區(qū),喘振就突然發(fā)生。當(dāng)某種原因使壓縮機(jī)和管網(wǎng)的性能都發(fā)生變化時(shí),只要最終結(jié)果是兩曲線的交點(diǎn)落在喘振區(qū)內(nèi),就會(huì)突然出現(xiàn)喘振。譬如說在離心壓縮機(jī)開車過程(升速和升壓)和停車過程(降速和降壓)中,兩種性能曲線都在逐漸變化,改變轉(zhuǎn)速就是改變壓縮機(jī)性能曲線,使系統(tǒng)中升壓或降壓就是改變管網(wǎng)性能曲線。在操作中必須隨時(shí)注意使兩者協(xié)調(diào)變化,
18、才能保證壓縮機(jī)總在穩(wěn)定工況區(qū)內(nèi)工作。10 防止喘振的措施防喘振的原理就是針對著引起喘振的原因,在喘振將要發(fā)生時(shí),立即設(shè)法把壓縮機(jī)的流量加大。出現(xiàn)喘振的原因是壓縮機(jī)的流量過小,小于壓縮機(jī)的最小流量,管網(wǎng)的壓力高于壓縮機(jī)所提供的排壓,造成氣體倒流,產(chǎn)生大幅度的氣流脈動(dòng)。常用措施:(1) 將一部分氣體經(jīng)防喘振閥放空。(2) 將部分氣體由旁路送往吸氣管。(3) 使壓縮機(jī)與供氣系統(tǒng)脫開。六、離心壓縮機(jī)的零部件(一)轉(zhuǎn)動(dòng)元件轉(zhuǎn)子在離心壓縮機(jī)中,把由主軸、葉輪、平衡盤、推力盤、聯(lián)軸器、套筒(或軸套)以及緊圈和固定環(huán)等轉(zhuǎn)動(dòng)元件組成的旋轉(zhuǎn)體稱為轉(zhuǎn)子。臨界轉(zhuǎn)速的概念: 當(dāng)轉(zhuǎn)子的固有自振頻率與轉(zhuǎn)子的工作頻率(轉(zhuǎn)速)
19、相同時(shí),振動(dòng)加劇發(fā)生共振。此時(shí)的轉(zhuǎn)速稱為轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。工作轉(zhuǎn)速低于第一階臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子稱為剛性轉(zhuǎn)子,大于第一階臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子稱為柔性轉(zhuǎn)子。 實(shí)際轉(zhuǎn)速應(yīng)該遠(yuǎn)離臨界轉(zhuǎn)速,否則將發(fā)生事故。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1、2階臨界轉(zhuǎn)速,其校核條件是: 對于剛性轉(zhuǎn)子 n0.75nc1 對于柔性轉(zhuǎn)子 1.3nc1n0.7nc2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 n2nc1由于轉(zhuǎn)子作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),所以需要平衡。凡是可以在靜止?fàn)顟B(tài)下測定轉(zhuǎn)子不平衡重量所在的方位,同時(shí)又能確定平衡重應(yīng)加的位置和大小,這種找平衡的方法成為靜平衡。靜平衡主要用于平衡盤形轉(zhuǎn)子的慣性
20、力。凡是只能在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下才能測定轉(zhuǎn)子不平衡重量所在的方位,以及確定平衡重應(yīng)加的位置和大小,這種找平衡的方法成為動(dòng)平衡。剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡可以通過平衡機(jī)來平衡慣性力和慣性力偶,消除轉(zhuǎn)子在彈性支承上的振動(dòng)。1主軸主軸是起支持旋轉(zhuǎn)零件及傳遞扭矩作用的。主軸一般設(shè)計(jì)成階梯形或節(jié)鞭形。主軸上的零件與軸配合,一般采用紅套的辦法(加熱,過盈量0。30-0。50mm)。用鍵連接時(shí),各級葉輪的鍵槽應(yīng)錯(cuò)開180,對強(qiáng)度及平衡有好處。2 葉輪葉輪是離心式壓縮機(jī)中最重要的一個(gè)部件,驅(qū)動(dòng)機(jī)的機(jī)械功即通過此高速回轉(zhuǎn)的葉輪對氣體作功而使氣體獲得能量,它是壓縮機(jī)中唯一的作功部件,亦稱工作輪。葉輪一般是由輪蓋、輪盤和葉片組成的閉
21、式葉輪,也有沒有輪蓋的半開式葉輪。按制造方法分為:鉚接、鑄造、焊接、電蝕等。按葉輪的彎曲型式分:前彎、后彎、徑向三種前彎葉輪做功最大,后彎葉輪做功最小,徑向葉輪居中。但前彎葉輪效率低,不用(僅通風(fēng)機(jī)中用)。壓縮機(jī)中采用后彎式葉輪,它又分為一般彎曲(=30-60)(壓縮機(jī)中常用,稱壓縮機(jī)型)和強(qiáng)后彎曲(=15-30)(水泵中應(yīng)用廣,壓縮機(jī)中只有在中、小流量高壓壓縮機(jī)最后幾級中用,稱水泵型)兩種。3 轉(zhuǎn)子的軸向力及平衡。離心式壓縮機(jī)工作時(shí)葉輪兩側(cè)的壓力不等,即葉輪背后氣體的壓力高于葉輪進(jìn)口氣體的壓力,使轉(zhuǎn)子受到一個(gè)指向低壓端的軸向力。 軸向力對于壓縮機(jī)的正常運(yùn)行是有害的,使轉(zhuǎn)子向一端竄動(dòng),導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)
22、件與固定元件之間失去正確的相對位置,情況嚴(yán)重時(shí),轉(zhuǎn)子可能與固定部件碰撞造成事故。軸向力的大小可以根據(jù)離心壓縮機(jī)的葉輪受力情況來計(jì)算。在離心壓縮機(jī)中,轉(zhuǎn)子上的軸向力一般使用止推軸承來平衡,但為了減輕止推軸承的負(fù)荷,常利用平衡盤將大部分軸向力平衡掉,剩余部分由止推軸承來承受。平衡盤是利用它兩邊氣體壓力差來平衡軸向力的零件。它裝在壓縮機(jī)高壓端的軸上,一側(cè)與高壓端出口壓力相通,另一側(cè)通向大氣或進(jìn)氣管,即保持兩側(cè)的差壓,又可以減少泄漏。在平衡盤外緣與固定元件之間裝有迷宮密封,用來防止氣體漏出。軸向力的平衡也可以通過葉輪的兩面進(jìn)氣和葉輪反向安裝來平衡。必須說明,轉(zhuǎn)子軸向力平衡的目的是為了減少軸向力,減輕止
23、推軸承的負(fù)荷,但必須保留一定的軸向力作用于止推軸承上,否則,轉(zhuǎn)子工作時(shí)將會(huì)來回竄動(dòng)。4 推力盤由于平衡盤只平衡部分軸向力,其余軸向力通過推力盤傳給止推軸承上的止推塊,構(gòu)成力的平衡,推力盤與推力塊的接觸表面,應(yīng)做得很光滑,在兩者的間隙內(nèi)要充滿合適的潤滑油,在正常操作下推力塊不致磨損,在離心壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)子會(huì)向另一端竄動(dòng),為保證轉(zhuǎn)子應(yīng)有的正常位置,轉(zhuǎn)子需要兩面止推定位,其原因是壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí),各級的氣體還未建立,平衡盤二側(cè)的壓差還不存在,只要?dú)怏w流動(dòng),轉(zhuǎn)子便會(huì)沿著與正常軸向力相反的方向竄動(dòng),因此要求轉(zhuǎn)子雙面止推,以防止造成事故。1-推力盤 2-推力塊5 軸套軸套的作用是使軸上的葉輪與葉輪之間保持一
24、定的間隔,防止葉輪在軸上發(fā)生竄動(dòng)。(二)固定元件定子定子包括機(jī)殼、隔板、密封、進(jìn)氣室和蝸室等部件。隔板之間形成擴(kuò)壓器、彎道和回流器等固定元件。1 吸氣室吸氣室的作用在于把氣體從進(jìn)氣管道或中間冷卻器中順利的、均勻的引入葉輪。吸氣室的基本形式:a 軸向進(jìn)氣的吸入室b 徑向進(jìn)氣的肘管式吸入室c徑向進(jìn)氣半蝸殼的吸入室d 水平進(jìn)氣半蝸殼的吸入室2 擴(kuò)壓器 擴(kuò)壓器的作用就是把葉輪出來的高速氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成靜壓能。氣體從葉輪流出時(shí),它仍具有較高的流動(dòng)速度。對壓縮機(jī)來言,以提高靜壓能(壓力)為主而不是速度。對速度的要求只是能保證在一定的通流面積的輸氣管中維持所需的氣量就可以了。為了充分利用這部分速度能,以提高
25、氣體的壓力,在葉輪后面設(shè)置了流通面積逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓器。擴(kuò)壓器一般有無葉、葉片、直壁形擴(kuò)壓器等多種形式。3 彎道及回流器 在多級離心式壓縮機(jī)中級與級之間,氣體必須拐彎,就采用彎道,彎道是由機(jī)殼和隔板構(gòu)成的彎環(huán)形空間。 在彎道后面連接的通道就是回流器,回流器的作用是使氣流按所需的方向均勻地進(jìn)入下一級,它由隔板和導(dǎo)流葉片組成。導(dǎo)流葉片通常是圓弧的,可以和氣缸鑄成一體也可以分開制造,然后用螺栓連接在一起。4 蝸殼 蝸殼的主要目的,是把擴(kuò)壓器后,或葉輪后流出的氣體匯集起來引出機(jī)器。蝸殼的截面形狀有圓形、犁形、梯形和矩形。(三)軸承離心式壓縮機(jī)有徑向軸承和推力軸承,都采用滑動(dòng)軸承。徑向軸承的作用是支承轉(zhuǎn)子
26、并保持轉(zhuǎn)子在一定的徑向位置,使之高速正常運(yùn)轉(zhuǎn)。止推軸承則承受轉(zhuǎn)子上剩余軸向力,限制轉(zhuǎn)子向低壓端的軸向竄動(dòng),保持轉(zhuǎn)子在氣缸中的軸向位置。一般裝于轉(zhuǎn)子的低壓端。1 滑動(dòng)軸承簡介滑動(dòng)軸承由軸承座和軸套或軸瓦及潤滑系統(tǒng)三部分組成。軸頸在軸承內(nèi)旋轉(zhuǎn),潤滑油在軸頸及軸瓦之間形成油膜,以減少摩擦與磨損。滑動(dòng)軸承按其摩擦性質(zhì)及形成油膜的作用原理可分為動(dòng)壓軸承及靜壓軸承;按結(jié)構(gòu)形式分為整體式(軸套式)和對開式(軸瓦式)兩大類。2 動(dòng)壓軸承的工作原理(1) 動(dòng)壓潤滑的形成原理動(dòng)壓軸承是利用油的粘性和軸頸的高速旋轉(zhuǎn),把潤滑油帶進(jìn)軸和軸承孔的楔形空間,建立起壓力油膜,使軸頸與軸承被油膜隔開,并在軸承中轉(zhuǎn)動(dòng),形成液體動(dòng)
27、壓潤滑。(2) 形成動(dòng)壓潤滑的三個(gè)條件a 軸頸與軸承工作表面之間必須形成楔形間隙,且相對滑動(dòng)方向必須保證潤滑油從大截面流向小截面;b 軸頸與軸承之間應(yīng)有足夠的相對滑動(dòng)速度;c 潤滑油要有一定的粘度,并必須連續(xù)供應(yīng)。注:在技能鑒定書上為五個(gè)條件: A 軸頸與軸承工作面有一定間隙; B 軸頸有足夠的轉(zhuǎn)速; C 潤滑油數(shù)量足夠和黏度合適; D 軸頸、軸承應(yīng)有精確的幾何形狀和較小的表面粗糙度值; E 多支承的軸承要保證同軸度。(3)當(dāng)轉(zhuǎn)子由靜止變?yōu)橐砸欢ń撬俣绒D(zhuǎn)動(dòng)時(shí),如圖所示,轉(zhuǎn)子軸頸被軸頸和軸承之間收斂間隙中流動(dòng)著的潤滑油動(dòng)壓力托起,從而防止了軸頸和軸承表面的干摩擦與碰撞。產(chǎn)生潤滑油動(dòng)壓力的原因是由
28、于當(dāng)軸頸相對于軸承運(yùn)動(dòng)時(shí),若從上面大間隙進(jìn)入的油量大于下面小間隙流出的油量,則收斂油楔中的油因受擠壓而使動(dòng)壓力立即增大,從而使流進(jìn)油的速度減慢,使流出油的速度增加,以此維持流人和流出的油流量相等,符合流量的連續(xù)性。收斂油膜亦稱油楔,它之所以能承受一定的外載荷,是由于能產(chǎn)生流體動(dòng)壓力,托起的軸頸被推向一邊,在一般情況下,軸頸就處于這樣一個(gè)偏心的位置上穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。兩中心連線OO的長度e稱為偏心距,OO連線與外載荷W的作用線之間的夾角稱為偏位角。每個(gè)偏心距e,都反映一定的油楔形狀,并一一對應(yīng)著一定的載荷 W和偏位角,且偏心距e越大,最小油膜厚度hmin越小,承載能力就越大。3 軸承的油膜振蕩油膜振蕩是
29、由于滑動(dòng)軸承中的油膜作用而引起的旋轉(zhuǎn)軸的自激振蕩,可產(chǎn)生與轉(zhuǎn)軸達(dá)到臨界轉(zhuǎn)速時(shí)同等的振幅或更加激烈。油膜振蕩不僅會(huì)導(dǎo)致高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障,有時(shí)也是造成軸承或整臺機(jī)組破壞的原因。當(dāng)轉(zhuǎn)子受到外界某種干擾時(shí),軸頸上所受到的力不再平衡,此時(shí)轉(zhuǎn)子不但繞著軸頸中心旋轉(zhuǎn),還會(huì)繞著軸承中心旋轉(zhuǎn),從而造成轉(zhuǎn)子不穩(wěn)定,形成油膜振蕩。它是由于油膜壓力所造成的結(jié)果,又稱為“油擊”或“甩轉(zhuǎn)”。A 油膜振蕩的幾點(diǎn)性質(zhì):(1) 油膜振蕩發(fā)生于轉(zhuǎn)軸兩倍臨界轉(zhuǎn)速以上,其甩動(dòng)方向與轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向一致; (2) 油膜振蕩的甩轉(zhuǎn)角速度與轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角速度無關(guān),約等于轉(zhuǎn)軸臨界轉(zhuǎn)速時(shí)的角速度; (3) 油膜振蕩與轉(zhuǎn)軸在臨界轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生的振動(dòng)不同,
30、一旦發(fā)生,轉(zhuǎn)速增加也不會(huì)停止; (4) 縮短軸承寬度則不易發(fā)生油膜振蕩; (5) 軸承的支承若做成自動(dòng)調(diào)心式,在安裝軸的兩端軸承時(shí)使其有少量的不同心度,對于防止油膜振蕩也有一定的作用。 B 影響油膜振蕩的因素:(1) 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)它影響轉(zhuǎn)軸的剛度,也即影響臨界轉(zhuǎn)速;同時(shí)也影響轉(zhuǎn)軸的載荷分布及軸的撓曲程度;轉(zhuǎn)軸在工作過程中偏心率的大小將影響其臨界轉(zhuǎn)速,同時(shí)也影響軸承的工作條件,即軸承的工作性能。 (2) 軸承負(fù)載軸承的負(fù)荷偏低,產(chǎn)生油膜振蕩或其它異常振動(dòng)。 (3) 軸承進(jìn)油溫度油溫對油膜振蕩有很大的影響,當(dāng)其它條件不變時(shí),油溫高則油的粘度低,最小油膜厚度變小,軸承的工作點(diǎn)、油膜剛度和阻尼系數(shù)都將
31、發(fā)生變化。一般情況下,油溫高,最小油膜厚度小,偏心率大,軸承不易產(chǎn)生油膜振蕩,即穩(wěn)定轉(zhuǎn)速提高的緣故。 (4) 軸瓦間隙軸瓦間隙影響軸承的穩(wěn)定性,主要是由于影響軸承運(yùn)行的最小間隙,最小間隙是穩(wěn)定工作的重要依據(jù)。最小間隙越小,軸承工作越穩(wěn)定。 (5) 其它因素軸承緊力、支承座、基礎(chǔ)的剛度等對軸系穩(wěn)定性有影響。定性地說,支承剛度、阻尼增大穩(wěn)定性提高,特別是增大阻尼對提高穩(wěn)定性有明顯的作用。C 油膜振蕩現(xiàn)象有以下特征: (1) 油膜振蕩在轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速的兩倍以上轉(zhuǎn)速時(shí)發(fā)生,甩動(dòng)方向與轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向一致,一旦發(fā)生振蕩,振幅急劇加大,即使再提高轉(zhuǎn)速,振幅也不會(huì)下降,如圖所示。強(qiáng)烈振動(dòng)有時(shí)會(huì)導(dǎo)致燒瓦和軸系
32、油膜振蕩的破壞。 (2) 油膜振蕩時(shí),軸心渦動(dòng)頻率通常為轉(zhuǎn)子一階固有頻率,振型為一階振型。 (3) 油膜振蕩時(shí),軸心渦動(dòng)方向和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同,為正向渦動(dòng)。而干摩擦引起的自激為反向渦動(dòng)。(4) 轉(zhuǎn)速在一階臨界轉(zhuǎn)速的兩倍以下時(shí)可能產(chǎn)生半速渦動(dòng),渦動(dòng)頻率為轉(zhuǎn)速的一半。半速渦動(dòng)的振幅較小,若再提高轉(zhuǎn)速則會(huì)發(fā)展成為油膜振蕩,如圖5所示。半速渦動(dòng)通常在高速輕載軸承情況下發(fā)生。 圖5半速渦動(dòng)油膜振蕩(5) 油膜振蕩具有慣性效應(yīng),升速時(shí)產(chǎn)生油膜振蕩的轉(zhuǎn)速與降速時(shí)油膜振蕩消失的轉(zhuǎn)速不相同。 D 油膜振蕩的防止措施:(1) 控制轉(zhuǎn)速,即轉(zhuǎn)速避開轉(zhuǎn)子第一臨界轉(zhuǎn)速的兩倍。(2) 控制潤滑油的壓力、粘度及溫度。(3)
33、 提高轉(zhuǎn)子平衡的精度,提高軸承的裝配質(zhì)量。(4) 選擇抗震性強(qiáng)的軸承結(jié)構(gòu)。4 幾種常用的抑振軸承(1)普通的圓柱軸承這種軸承在低速重載時(shí),軸頸處于較大的偏心下工作,因而是穩(wěn)定的,可是在高速輕載下處于非常小的偏心下工作,因而很不穩(wěn)定,油膜振蕩一旦發(fā)生很難抑制。所以對于高速輕載轉(zhuǎn)子,圓柱軸承很少采用。(2)橢圓軸承這種軸承由上下兩段圓弧所構(gòu)成,圖1所示,由于加工方便,使用較廣泛。其特點(diǎn)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(gè)油楔。其上瓦油楔的油膜壓力就會(huì)對前述的軸頸失穩(wěn)起到抑制作用,由于幾何的對稱性,這種軸承允許軸頸正反轉(zhuǎn)。 橢圓軸承(3)多油葉軸承 這種軸承由幾塊圓弧形瓦塊組成,可以
34、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。 不對稱的三油葉軸承(4)多油楔軸承如圖所示這種軸承的抑振性能與多油葉軸承相似,但由于油楔的不對稱性,故只允許軸頸單向轉(zhuǎn)動(dòng)。 四油楔軸承(5) 可傾瓦軸承這種軸承由多塊可以繞支點(diǎn)偏轉(zhuǎn)的活動(dòng)瓦塊組成。這是目前認(rèn)為抑振性能最好的軸承。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(shí)離開平衡位置時(shí),由于瓦塊可以繞支點(diǎn)偏轉(zhuǎn)能夠自動(dòng)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。活支四瓦軸承4 推力軸承推力軸承與徑向軸承一樣,也是分上下兩半,中分面有定位銷,并用螺栓
35、連接,球面殼體與球面座間用定位套筒,防止相對轉(zhuǎn)動(dòng),由于是球面支承或可根據(jù)軸撓曲程度而自動(dòng)調(diào)節(jié),推力軸承與推力盤一起作用,安裝在軸上的推力盤隨著軸轉(zhuǎn)動(dòng),把軸傳來的推力壓在若干塊靜止的推力塊上,在推力塊工作面上也澆鑄一層巴氏合金,推力塊厚度誤差小于0.010.02mm。離心壓縮機(jī)中廣泛采用米切爾式推力軸承和金斯泊雷式軸承離心壓縮機(jī)在正常工作時(shí),軸向力總是指向低壓端,承受這個(gè)軸向力的推力塊稱為主推力塊。在壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí),由于氣流的沖力方向指向高壓端,這個(gè)力使軸向高壓端竄動(dòng),為了防止軸向高壓端竄動(dòng),設(shè)置了另外的推力塊,這種推力塊在主推力塊的對面,稱為副推力塊。推力盤與推力塊之間留有一定的間隙,以利于油膜
36、的形成,此間隙一般在0.250.35mm以內(nèi),最主要的是間隙的最大值應(yīng)當(dāng)小于固定元件與轉(zhuǎn)動(dòng)元件之間的最小軸向間隙,這樣才能避免動(dòng)、靜件相碰。潤滑油從球面下部進(jìn)油口進(jìn)入球面殼體,再分兩路,一路經(jīng)中分面進(jìn)入徑向軸承,另一路經(jīng)兩組斜孔通向推力軸承,進(jìn)推力軸承的油一部分進(jìn)入主推力塊,另一部分進(jìn)入副推力塊。5 靜壓軸承靜壓軸承是利用液壓系統(tǒng)供給壓力油于軸頸與軸承之間,使軸頸與軸承分開,從而保證軸承在各種載荷和轉(zhuǎn)速之下都能完全處于液體摩擦之中。靜壓軸承具有較高承載能力,摩擦阻力小,壽命長等優(yōu)點(diǎn),但必須具有一套完整的供油液壓系統(tǒng)。(四)密封為了減少通過轉(zhuǎn)子與固定元件間的間隙的漏氣量,常裝有密封。密封分內(nèi)密封
37、,外密封兩種。內(nèi)密封的作用是防止氣體在級間倒流,如輪蓋處的輪蓋密封,隔板和轉(zhuǎn)子間的隔板密封。一般采用迷宮密封。外密封是為了減少和杜絕機(jī)器內(nèi)部的氣體向外泄露,或外界空氣竄入機(jī)器內(nèi)部而設(shè)置的,如機(jī)器端的密封。在軸端一般采用迷宮密封、充氣密封、水環(huán)密封、油膜密封、浮環(huán)密封、圈套密封等。1 迷宮密封迷宮密封是在轉(zhuǎn)軸周圍設(shè)若干個(gè)依次排列的環(huán)行密封齒,齒與齒之間形成一系列截流間隙與膨脹空腔,被密封介質(zhì)在通過曲折迷宮的間隙時(shí)產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)而達(dá)到阻漏的目的。 迷宮密封目前是離心壓縮機(jī)用得較為普遍的密封裝置,用于壓縮機(jī)的外密封和內(nèi)密封。迷宮密封的氣體流動(dòng)(見圖) ,當(dāng)氣體流過梳齒形迷宮密封片的間隙時(shí),氣體經(jīng)歷了一
38、個(gè)膨脹過程,壓力從P1降至右端的P2,這種膨脹過程是逐步完成的,當(dāng)氣體從密封片的間隙進(jìn)入密封腔時(shí),由于截面積的突然擴(kuò)大,氣流形成很強(qiáng)的旋渦,使得速度幾乎完全消失,密封面兩側(cè)的氣體存在著壓差,密封腔內(nèi)的壓力和間隙處的壓力一樣,按照氣體膨脹的規(guī)律來看,隨著氣體壓力的下降,速度應(yīng)該增加,溫度應(yīng)該下降,但是由于氣體在狹小縫隙內(nèi)的流動(dòng)是屬于節(jié)流性質(zhì)的,此時(shí)氣體由于壓降而獲得的動(dòng)能在密封腔中完全損失掉,而轉(zhuǎn)化為無用的熱能,這部分熱能轉(zhuǎn)過來又加熱氣體,從而使得瞬間剛剛隨著壓力降落下去的溫度又上升起來,恢復(fù)到壓力沒有降低時(shí)的溫度,氣流經(jīng)過隨后的每一個(gè)密封片和空腔就重復(fù)一次上面的過程,一直到壓力P2為止。由此可
39、見迷宮密封是利用節(jié)流原理,當(dāng)氣體每經(jīng)過一個(gè)齒片,壓力就有一次下降,經(jīng)過一定數(shù)量的齒片后就有較大的壓降,實(shí)質(zhì)上迷宮密封就是給氣體的流動(dòng)以壓差阻力,從而減小氣體的通過量。常用的迷宮密封用的較多的有以下幾種。平滑形 軸作成光軸,密封體上車有梳齒或者鑲嵌有齒片,結(jié)構(gòu)簡單。 平滑形迷宮密封曲折形 為了增加每個(gè)齒片的節(jié)流降壓效果,發(fā)展了曲折型的迷宮密封,密封效果比平滑形好。 曲折形迷宮密封臺階形 這種型式的密封效果也優(yōu)于平滑形,常用于葉輪輪蓋的密封, 臺階型迷宮 一般有35個(gè)密封齒。 2 浮環(huán)密封(油膜密封) 浮環(huán)密封的原理是靠高壓油在浮環(huán)與軸套間形成的膜,產(chǎn)生節(jié)流降壓,阻止高壓側(cè)氣體流向低壓側(cè),浮環(huán)密封
40、既能在環(huán)與軸的間隙中形成油膜,環(huán)本身又能自由徑向浮動(dòng)。靠高壓側(cè)的環(huán)叫高壓環(huán),低壓側(cè)的環(huán)叫低壓環(huán),這些環(huán)可以自由沿徑向浮動(dòng),但不能轉(zhuǎn)動(dòng),密封油壓力通常比工藝氣壓力高0.5Kg/cm2 左右進(jìn)入密封室,一路經(jīng)高壓環(huán)和軸之間的間隙流向高壓側(cè),在間隙中形成油膜,將高壓氣封住,另一路則由低壓環(huán)與軸之間的間隙流出,回到油箱,通常低壓環(huán)有好幾只,從而達(dá)到密封的目的。浮環(huán)密封用鋼制成,端面鍍錫青銅,環(huán)的內(nèi)側(cè)澆有巴氏合金,以防軸與油環(huán)的短時(shí)間的接觸,巴氏合金作為耐磨材料。浮環(huán)密封可以做到完全不泄露,被廣泛地用作壓縮機(jī)的軸封裝置。浮環(huán)與軸套的間隙很小,內(nèi)環(huán)間隙在(0。5-1)D(D為軸徑),外環(huán)間隙在(1-1。5
41、)D(D為軸徑),內(nèi)側(cè)環(huán)比外側(cè)環(huán)的間隙小。浮環(huán)密封對于壓差大,轉(zhuǎn)速高的離心壓縮機(jī)具有良好適應(yīng)性。七 離心壓縮機(jī)的操作運(yùn)行及常見故障(一) 離心壓縮機(jī)的性能調(diào)節(jié)實(shí)施改變壓縮機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)的操作稱為壓縮機(jī)性能的調(diào)節(jié)。 常用的調(diào)節(jié)方法有:壓縮機(jī)出口節(jié)流法、壓縮機(jī)進(jìn)口節(jié)流法、采用可移動(dòng)的進(jìn)口導(dǎo)葉、改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速、采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)壓器葉片等。1 壓縮機(jī)的出口節(jié)流在壓縮機(jī)的的排氣管中裝一閥門,利用閥門開度大小調(diào)節(jié)流量。關(guān)小閥門時(shí)阻力增加,而管路特性曲線隨閥的關(guān)小而變陡,其流量相應(yīng)減少。閥關(guān)得越小,阻力損失就越大。對于性能曲線比較陡的壓縮機(jī),損失很大,故一般較少采用。a 圖 示 b 特 點(diǎn) 調(diào)節(jié)壓縮機(jī)出口管道
42、中的節(jié)流閥門開度是一種最簡單的調(diào)節(jié)方法。它的特點(diǎn)是:不改變壓縮機(jī)的特性曲線,僅隨閥門開度的不同而改變管網(wǎng)阻力特性曲線,從而改變壓縮機(jī)的工況點(diǎn),如圖所示;減小閥門的開度,可減小流量,反之亦然;閥門關(guān)小,使管網(wǎng)阻力增大,其壓力損失主要消耗在閥門引起的附加局部損失上,因而使整個(gè)系統(tǒng)的效率有所下降,且壓縮機(jī)的性能曲線愈陡,效率下降愈多;這種方法簡單易行,操作方便。2 壓縮機(jī)進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)在壓縮機(jī)的的進(jìn)氣管中裝進(jìn)口調(diào)節(jié)閥門,利用變更調(diào)節(jié)閥門開度的大小來調(diào)節(jié)流量和壓力。調(diào)節(jié)壓縮機(jī)進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)是一種簡便且可節(jié)省功率的調(diào)節(jié)方法。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
43、流的流量或壓力。 優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省功率。而且壓縮機(jī)的性能曲線愈陡,節(jié)省的功率愈多。進(jìn)氣節(jié)流的另一優(yōu)點(diǎn)是使壓縮機(jī)的性能曲線向小流量方向移動(dòng),因而能在更小流量下穩(wěn)定地工作,而不致發(fā)生喘振。 缺點(diǎn)是節(jié)流阻力帶來一定的壓力損失并使排氣壓力降低。為使壓縮機(jī)進(jìn)口流場均勻,要求閥門與壓縮機(jī)進(jìn)口之間設(shè)有足夠長的平直管道。進(jìn)氣流是一種廣泛采用的調(diào)節(jié)方法。3 轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)法(進(jìn)氣預(yù)旋調(diào)節(jié))進(jìn)氣預(yù)旋調(diào)節(jié)比進(jìn)口出口節(jié)流調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性好,但可轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)葉的機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。故在離心壓縮機(jī)中實(shí)際采用得不多,而在軸流壓縮機(jī)中采用得較多。4 轉(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)壓器葉片的調(diào)節(jié)法 具有葉片擴(kuò)壓器的離心壓縮機(jī),其性能曲線較陡,且當(dāng)流量減小時(shí),往往首先在葉
44、片擴(kuò)壓器出現(xiàn)嚴(yán)重分離導(dǎo)致喘振。但如改變擴(kuò)壓器葉片的進(jìn)口角以適應(yīng)氣流進(jìn)入角度,則可避免上述缺點(diǎn),使性能曲線向小流量區(qū)大幅度的平移,使喘振流量大為減小,從而擴(kuò)大穩(wěn)定工況的范圍,而同時(shí)壓力和效率變化很小。這種調(diào)節(jié)方式能很好的滿足流量調(diào)節(jié)的要求,但改變出口壓力的作用很小。這種調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜因而較少采用。5 改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 如原動(dòng)機(jī)可改變轉(zhuǎn)速,則用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法可改變壓縮機(jī)性能曲線的位置,轉(zhuǎn)速減小性能曲線向左下方移動(dòng)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)其壓力和流量的變化都較大,從而可顯著擴(kuò)大穩(wěn)定工況區(qū),并不引起其他附加損失,亦不附加其他結(jié)構(gòu),因而它是一種經(jīng)濟(jì)簡便的方法。(二) 離心壓縮機(jī)運(yùn)行與維護(hù)1 運(yùn)行操作要點(diǎn)(1)起動(dòng)
45、前的準(zhǔn)備a、驅(qū)動(dòng)機(jī)及齒輪變速器應(yīng)進(jìn)行單獨(dú)試車和串聯(lián)試車,并經(jīng)驗(yàn)收合格達(dá)到完好備用狀態(tài)。裝好驅(qū)動(dòng)機(jī)、齒輪變速器和壓縮機(jī)之間的聯(lián)軸器,并復(fù)測轉(zhuǎn)子之間的對中,使之完全符合要求。 b、機(jī)組油系統(tǒng)清洗調(diào)整已合格,油質(zhì)化驗(yàn)合乎要求,儲油量適中。檢查主油箱、油過濾器、油冷卻器,油箱油位不足則應(yīng)加油。檢查油溫若低于24,則應(yīng)使用加熱器,使油溫達(dá)到24以上。油冷卻器和油過濾器也應(yīng)充滿油,放出空氣,油冷卻器與過濾器的切換位置應(yīng)切換到需要投用的一側(cè)。檢查主油泵和輔助油泵,確認(rèn)工作正常,轉(zhuǎn)向正確。油溫度計(jì)、壓力表應(yīng)當(dāng)齊全,量程合格,工作正常。用干燥的氮?dú)獬淙胄顗浩髦校剐顗浩鲀?nèi)氣體壓力保持在規(guī)定數(shù)值之內(nèi)。調(diào)整油路系統(tǒng)
46、各處油壓,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。檢查油系統(tǒng)各種聯(lián)鎖裝置運(yùn)行正常,確保機(jī)組的安全。 c、壓縮機(jī)各入口濾網(wǎng)應(yīng)干凈無損壞,入口過濾器濾件已換新,過濾器合格。 d、壓縮機(jī)缸體及管道排液閥門已打開,排盡冷凝后關(guān)小,待充氣后關(guān)閉。 e、壓縮機(jī)各段中間冷卻器引水建立冷卻水循環(huán),排盡空氣并投入運(yùn)行。 f、工藝管道系統(tǒng)應(yīng)完好,盲板已全部拆除并已復(fù)位,不允許由于管路的膨脹收縮和振動(dòng)以后重量影響到氣缸本體。 g、將工藝氣體管道上的閥門按起動(dòng)要求調(diào)到一定的位置,一般壓縮機(jī)的進(jìn)出口閥門應(yīng)關(guān)閉,防喘振用的回流閥或放空閥應(yīng)全開,通工藝系統(tǒng)的出口閥也應(yīng)全閉。各類閥門的開關(guān)應(yīng)靈活準(zhǔn)確,無卡澀。 h、確認(rèn)壓縮機(jī)管道及附屬設(shè)備上的安全閥和
47、防爆板已裝備齊全,安全閥調(diào)校整定,符合要求,防爆板規(guī)格符合要求。 i、壓縮機(jī)及其附屬機(jī)械上的儀表裝設(shè)齊全,量程、溫度、壓力及精確度等級均符合要求,重要儀表應(yīng)有校驗(yàn)合格證明書。檢查電氣線路和儀表空氣系統(tǒng)是否完好。儀表閥門應(yīng)靈活準(zhǔn)確,自動(dòng)控制保安系統(tǒng)經(jīng)檢驗(yàn)合格,確保動(dòng)作準(zhǔn)確無誤。 j、機(jī)組所有聯(lián)鎖已進(jìn)行試驗(yàn)調(diào)整,各整定值皆已符合要求。防喘振保護(hù)控制系統(tǒng)已調(diào)校試驗(yàn)合格,各放空閥、防喘回流閥應(yīng)開關(guān)迅速,無卡澀。k、根據(jù)分析確認(rèn)壓縮機(jī)出入閥門前后的工藝系統(tǒng)內(nèi)的氣體成分已符合設(shè)計(jì)要求或用氮?dú)庵脫Q合格。l、盤車檢查機(jī)組轉(zhuǎn)子能否順利轉(zhuǎn)動(dòng),不得有摩擦和卡澀現(xiàn)象。(2) 起動(dòng)A 油系統(tǒng)的起動(dòng)。主機(jī)末開,輔機(jī)先行。油溫在15C以上允許起動(dòng)輔助油泵,加熱到24C以上方能開主機(jī)。B 氣體置換、進(jìn)工藝氣。進(jìn)氣要緩慢,使密封油壓與氣體壓力相適應(yīng)。C 壓縮機(jī)的起動(dòng)離心式壓縮機(jī)組做好一切準(zhǔn)備,并經(jīng)檢查驗(yàn)收合格之后,才能按規(guī)程規(guī)定的程序開車。對汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的離心式壓縮機(jī)來講,起動(dòng)后轉(zhuǎn)速是由低到高逐步上升的,不存在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的那樣由于升速過快而產(chǎn)生超負(fù)荷問題.一般是將入口閥全開,防喘振用的回流閥或放空閥全開。升速過程中,不得在靠近任何一個(gè)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速的10轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)停留。通過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)升速要快,要嚴(yán)密注意機(jī)組的
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