过程流体机械（第四章 离心压缩机）.ppt

提出产品的经济指标 产品价格 离心压缩机的价格十分昂贵，合理的价格是重要的考虑因素，但产品的质量（满足使用工况要求的程度、效率、安全可靠性、寿命）尤为重要。要统筹兼顾离心压缩机的质量与价格 供货时间 离心压缩机多为单台或小批量生产，生产厂商往往不能在短时间内立刻供货。可根据工厂建设速度决定供货时间，推迟交货会影响开工生产日期；提早交货，货到后不能及时启用，会浪费保修期，造成不必要的损失 使用寿命 使用寿命的提出取决于压缩机的更新换代周期和所处的工艺流程的有效期 选择适当的寿命会更经济合算。因此，使用寿命不必要求过长，否则机器的价格就会抬高 选用性能调节方式 在实际生产过程中往往会由于生产上的工艺要求，需要改变压缩机的近气流量和排气压力，这就需要调节压缩机以改变运行工况点 当生产工艺要求窄的变工况范围时，可采用阀门调节，订货时不提调节方式的要求 当生产工艺要求宽的变工况范围时，可选用变转速调节或进气导叶调节等调节方式，相应地要求原动机可变转速，或者增加进气导叶可调辅助装置等。在选型订货时也要予以确定 提出必须配备的设备仪表 在选型订货时必须确定附属系统的供货范围，如冷却器、油站、测量仪器和控制系统等。需要制造厂家提供的，在订货时一定要提出来 其他事项 由于压缩机往往是单台或小批量生产，用户可提出各种具体的要求： 转子转向 进排气管的方位 机器的高度 随机备件、专用工具及其数量 选型分类 按气体流量与压力选型 各类压缩机的流量与压力适用范围 容积式压缩机适用于小流量，其中活塞压缩机的排气压力很高 透平式压缩机适用于大流量，其中离心压缩机的排气压力较高 按流量选型 流量的大小是与机器类型和结构的相对尺寸有关的相对概念 较小流量选用窄叶轮的离心压缩机，如果流量再小，选用容积式 在流量约为50 ~ 5×103m3/min选用离心压缩机比较合适 较大流量的压缩机或级，可选用双面进气的叶轮 若流量更大，约在1 ~ 20×103 m3/min，而排气压力不高，约1MPa或压力比约在10以下，可选用轴流式压缩机 按压力选型 按排气压力的大小选型，相对于进口为一个大气压的空气而言，选用： 压缩机 排气压力在0.2MPa以上 鼓风机 排气压力在0.115 ~ 0.2 MPa 通风机 排气压力在0.115MPa以下（表压在1500mmH2O以下） 鼓风机、通风机大多为离心式的，少部分为轴流式的，其工作原理、结构形式等与压缩机类同，不作专门介绍 轴流式与离心式压缩机的性能比较 轴流式压缩机适用于更大的流量 叶轮进口流通面积较大，流速也比较大 轴流式的级压力比较低 其级中获得的能量比较少，故有效压缩功小，即压力比较低 轴流压缩机的效率高 气流流经轴流级动叶栅的流线弯曲小，路程短，另外叶片为流线型机翼叶片，流动损失较小 轴流压缩机的变工况特性较差 气流流量的增减对内部正负冲角的增大影响较大，使级压力比变化较剧，性能曲线较陡，效率曲线左右下降得较厉害，适应性差 轴流式压缩机适用于流量大，压力比不太高的场合，其效率很高，可达90%，节能显著。因此，近期也在我国民用工业如发电、冶金、炼油、化工等领域中被选用。 压缩机的控制 用于调节或稳定操作 自动控制系统用于机器的启动、停车、原动机的变转速、压缩机工况点保持稳定或变工况调节，以使压缩机尽量处于最佳工作状态 用于保证机器安全 自动控制系统还与各检测系统和在线实时故障诊断系统连锁控制，实现紧急、快速、自动停车，以确保机器的安全 4.3 安全可靠性 离心压缩机属于高速旋转机械，涉及到： 部件的强度 部件的刚度 转子动力学 振动学 叶轮强度 由于离心叶轮高转速旋转所产生的离心力及与轴过盈配合所产生的压紧力等，会使叶轮内部产生很大的应力，为保证安全运转，需要进行叶轮强度计算 转子临界转速 若转子旋转的角速度与转子弯曲振动的固有圆周频率相重合，则转子发生的强烈共振会导致转子的破坏，此时对应的转速称为转子的临界转速。 一旦转子的转速远离临界转速，则转子运行平稳。 为了确保机器的安全运转，要求转子的工作转速远离第1、2阶临界转速，其校核条件是 对于刚性转子 n ≤ 0.75nc1 对于柔性转子 1.3nc1 ≤ n ≤ 0.7nc2 轴向推力的平衡 转子承受的轴向力 流体作用在叶轮上的轴向力由两部分组成： 由叶轮两侧的流体压力不相等引起 由流经叶轮的流体轴向分动量的变化产生 流体作用在各个叶轮上的轴向力之和就是转子承受的轴向推力。为防止转子在轴向推力的作用下轴向移动，要安装推力轴承。如果轴向力过大，必须设法把大部分轴向力平衡掉，以保证推力轴承工作的可靠性 轴向推力的几种平衡措施 叶轮对排 叶轮顺排不能