透平压缩机.doc

透平压缩机结构、性能及工作原理 离心压缩机 离心式压缩是如何提高压力的？ 离心式压缩机气体的提高，是靠叶轮带动气体旋转，使气体受到离心力的作用产生动力获得动能，然后进入扩压器中，气体流速逐渐减慢，将动能转变成压力能，而使气体压力得到提高，它与活塞式或回转式压缩机靠改变气体的容积来提高压力是不同的。 离心式压缩机主要优缺点 离心式压缩机主要优缺点是：单机输出量大而连续，无脉冲，运转平稳，机组外型尺寸小，重量轻，占地面积少，投资省，设备结构简单，易损件少，运转周期长，维修工作量小，调节性能好，实现自动控制比较容易，运转可靠，单系列运行，不需要备用机组，介质不与润滑油接触，有利于化学反映，可用气轮机直接拖动，能充分利用化肥厂工艺热能，经济效益好。 缺点是：由于气体的流动损失，漏气损失和轮阻损失比较大，因而效率较低，一般比往复式压缩机低5~10%，容易“喘振”。 离心式压缩机的基本结构 离心式压缩机的每一段，是由几个压缩级组成，每一级是由一个叶轮以及与其配合的固定元件所构成。其基本结构可分为中间级和末级两种。中间级是由叶轮、扩压器、弯道和回流器等组成。气体通过弯道和回流器后即到下一级继续压缩。在离心式压缩机里，除每一段的一级外，都属于这种中间级。末级是由叶轮、扩压器、蜗轮等组成。气体经过压缩后排出，到冷却器进行冷却并分离后送用户。 离心式压缩机的主要零部件及作用 吸气室：吸气室是把所需压缩的气体均匀地引入叶轮去压缩。因此，压缩机每一段第一级进口都设置了吸气室。 叶轮：叶轮安装在转轴上，由轮盘、轮盖和叶片组成，是压缩机中最重要的部件。气体由于受旋转离心力的作用，以及在叶轮里的扩压流动，使气体通过叶轮后的压力得到了提高，气体的功能也同样在叶轮里得到了提高。因此，叶轮是将机械能传给气体，以提高气体的压力和速度的作功部件。 扩压器：气体从叶轮流出时，除压力升高外，还具有较高的流动速度。为了充分利用这部分动能，在叶轮的后面设置了流通面积逐渐扩大的扩压器，用以把速度能转化为压力能，以进一步提高气体的压力。 弯道与回流器：为了把扩压器后的气体引导到下一级叶轮去继续压缩，在扩压器后面设有引导气体的弯道，把气体均匀地引入下一级叶轮进口的回流器。 蜗壳：蜗壳的主要作用是把扩压器后面的气体汇集起来并引出压缩机。此外，在蜗壳出口处，气流速度还有一定数值，故设置一个锥行排气管，也象扩压器一样，是气流起到一定的降速扩压作用。 密封装置：为了阻止压缩机由轴端向外漏气，在压缩机的机壳两端设置了密封，密封类型主要有，梳齿密封、机械密封、浮环密封、干气密封等。宜兴厂的两台冰机、合成气压缩机均采用干气密封。干气密封较其它类型密封相比具有经济、干净、容易操作、安全和检修量少等特点。 径向轴承、止推轴承及平衡盘 为了承受转子的重量和叶轮的径向力设置了径向轴承，另外，由于运行时叶轮出口的压力高于进口，在安装叶轮时，可用反方向安装的方法来平衡掉大部分的轴向推力，剩余的推力由止推轴承承受。但是绝大部分的压缩机，特别压缩比大的压缩机，其残余的轴向推力仍然非常大，为了减少作用在止推轴承上的轴向推力，常在转子上还设置了平衡盘。 梳齿密封：当气流通过梳齿形密封片间隙时，气体近似经历绝热膨胀过程，气流的压力和温度都下降，而速度增加，当气流从间隙进入密封片之间的空腔时，由于截面积突然扩大，气流形成很强的旋涡，从而使速度几乎完全消失，压力即等于间隙中的压力，温度恢复到密封片前的数值，而比容增加了，气流经过后面的每一密封片间隙和空腔，重复上述的变化过程，由于气体压力的不断降低，气流体积不断增加，通过最后一个密封片时的速度为最大，压降比也最大。 通过密封间隙的漏气量，是与间隙的截面积和间隙前后的压力差成正比例的，对于使用中的密封装置，为了得到良好的密封效果，一方面尽量保证最小的间隙截面积，另一方面要保持梳齿的光角和空腔的洁净。使气体能产生强烈的旋涡，而压力不再回升。 离心式压缩机的能量损失 原动机通过叶轮将机械能传给气体时，存在着各种损失，这些损失使离心式压缩机无用功的增加和效率的下降，主要存在下列损失： 流道损失，该损失为气体在吸气室、叶轮、扩压器、弯道、回流器、蜗壳等元件中流动时产生的损失。 它包括流动摩擦损失、边界层分离损失、冲击损失、波阻损失等。 轮阻损失：叶轮在高速旋转时，轮盘、轮盖的外侧及轮缘与气体发生摩擦而造成的损失叫轮阻损失。 漏气损失：由于叶轮出口的气体压力比进口压力高，所以叶轮出口的气体有一部分要从密封间隙流回叶轮的进口。另外，气体还会通过级间密封从高压级流向低压级，还有一部分气体会经过轴端密封流出机外，这种由于内部或外部漏气而造成的损失叫漏气损失。 机械损失：离心压缩机在轴承、联轴节及增速箱等传动结构中所造成的算是叫机械损失。 喘振工况和滞止工况