压缩机基础理论

屏幕显示工况点的位臵，严加注意工况点接近喘振线。
（2）在压缩机入口安装流量、温度监侧仪表，出口安装压 力监侧仪表，该监侧系统与报警、调节和停机联锁，一旦 进入喘振能自动报警、调节和停机。
（3）通过降低压缩机转速使流量减少而不至于发生喘振。
（4）在压缩机出入口设臵返飞动线，此方法使压缩机出口 流量部分返回入口，增加压缩机入口流量，机组消耗功率 但不发生喘振。
十字头等），运转平稳，运行周期长，维修简单，所以操作费用低。 能量消耗。
+ （4）供气均匀，运行平稳，调节方便，易于自动化控制。 + （5）气缸内不需注入润滑油，被压缩介质不受油污染。
第一节 离心式压缩机的结构
+ 一 离心式压缩机结构：分为定子和转子两大部分 + 1.定子：固定原件，包括气缸和气缸内的固定原件，由吸
防喘裕度=
回流量+吸入流量 1.05 ~ 1.3 同转速下的极限流量
不要把防喘裕度控制过大，造成蒸气紧张浪费动力。 条件变化时，不要让实际流量降到极限流量以下。
压缩机的油系统
油系统是汽轮机和压缩机所共有的，具备完整
的油路系统是保证大机组正常运行的必要条件。 1）油路主要构件：油箱、油泵、蓄压器、油冷 器、油过滤器、滑润油高位槽、密封油处理装置 。 2）油系统提供三种油：a、调速油；b、润滑油 ；c、密封油。（丙烯酸装置的两台压缩机K1101 和K1102没有密封油系统）
1、 在一定的转速和进口条件下表示压力比与流量，
效率与流量的关系曲线称压缩机的特性曲线（或 性能曲线）。曲线上某一点即为压缩机的某一运 行工作状态，所以该特性曲线也即压缩机的变工 况性能曲线。这种曲线表达了压缩机的工作特性， 使用非常方便。由于设计时只能确定一个工况点 的流量、压力比和效率。非设计工况下压缩机内 的流动更为复杂，损失有所增加，尚不能准确的 计算出非设计流量下的压力比和效率，故压缩机 的特性曲线只有通过线，熟悉各监测系统和
控制调节系统的管理和操作，尽量使压缩机不进入喘振状
态。
+
在操作中任何时候，包括减负荷生产的时候，都要保证压 缩机的实际吸入量。由于工艺条件的变化，吸入流量可能有 变化，因此设计上采用加入回流量的办法来避免发生喘振。 为了压缩机的安全运转，回流量加吸入流量的和应大于极限 流量，这个关系用防喘裕度来表示；
离心式压缩机的级、缸、段 一个叶轮和他相配合的固定原件构成压缩机的一 个级。气体流过一级后，压力提高有限，再要求 升压较高的情况下需要由若干个级组成，安装在 一个机壳内，叫做缸。一个缸最多能装10级左右 。更多的级需要采用多缸。气体经压缩后温度要 升高，当要求压缩比较高时，将气体压缩到一定 压力后从缸内引出，在外设冷却器内降温，分离 液滴，以便保护设备减少功耗，然后再导入缸内 进入下一级压缩。这样以冷却次数的多少，将压 缩机分成几个段。 一个段可以是一个级，也可以包括多个级。一缸 可以分一段或多段。
密封 压缩机定子和转子一个不动,一个高速旋转,两者 之间必有一定间隙.为防止气体泄漏以及级与级 之间窜气,必须设置密封，他是压缩机的一个重 要组成部分。级间密封一般为迷宫式，有3～20 个靠得很近梳齿组成。如图示： 如果气体不允许外泄，压力不太高的情况下可采 用机械密封，而高压气体则采用浮动油环密封或 是干气密封。
两种。一般气体压力低于5MPa多采用水平剖分型 气缸，气体压力较高或易泄露的，要采用筒型缸 体。。 + a.水平剖分型气缸：有中分面，将气缸分为上下 两半，上半称气缸盖，下半称下气缸。气体进出 口接管一般都位于气缸下部，使安装检修时起吊 气缸盖方便。
+ b.垂直剖分型气缸：是一个圆筒，所以又称筒型，两端密
第三节 离心式压缩机的操作性能及喘振 气体的压缩过程：
等温压缩－－气体在压缩过程中温度保持不变。理 想状态，难以实现。
绝热压缩－－气体在压缩过程与外界不传递热量， 又无损失存在，实际过程不进 行 缸内冷却，比较接近绝热。损失忽略不计。 多变压缩－－气体的压缩过程实际是有损耗存在， 压缩机的实际压缩过程是多变的压缩过程。 对同样压缩比，等温压缩功耗最低，多变压缩功耗 最大，绝热压缩介于二者之间。
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+ 压缩机操作规则可以归纳为以下几句话：
入口加流量，出口保通畅； 背压要降低，回流或空放； 升压先升速，降速先降压。
气室、扩压器、弯道和回流器、排气蜗壳、轴承、密封等 组成。
+ A.气缸－－是压缩机的壳体，又称机壳。是静止元件中最
大的部件。对气缸有如下要求：
+ （1）有足够强度承受气体压力。
+ （2）法兰结合面应严密，保持气体不向机外泄露。 + （3）有足够的刚度以免变形。
+ 气缸可分为水平剖分型和垂直剖分型（又称筒型）
离心压缩机性能曲线
喘振现象
离心压缩机的性能曲线不能达到流量为零的点。当流
量减小到某一值（称为最小流量Qmin）时，离心压缩机就
不能稳定工作，发生强烈震动及噪音，这种不稳定工况称 为“喘振工况”，Qmin称为“喘振流量”。压缩机性能曲 线的左端只能到Qmin，流量不能再减了。 原因：入口流量低、出口压力高
密封原理 迷宫密封是利用 节流原理使气体每 经过一个齿片，压 力就下降一次，经 过一定数量的齿片 后就形成较大的压 降，实质上迷宫密 封就是给气体的流 动以压差阻力，从 而减小气体的通过 量。
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第二 节离心式压缩机的工作原理
离心式压缩机的做功是通过装在转子上的叶轮实 现的，其工作原理与离心泵相似。 气体从中心流入叶轮，在高速转动的叶轮叶片作 用下，随叶轮做高速旋转并沿半径方向甩出去， 由于受旋转离心力的作用，气体压力得到提高， 同时气流速度也加快了。叶轮的机械能变成了气 体的压力能和动能。气体又流过扩压器、弯道和 回流器或蜗壳等通道，由于流通面积不断增大， 速度降低，气体压力又得到进一步提高，这一部 分动能也变成了压力能。
对于同一台离心式压缩机，相同转速，分子量重 的气体比轻的气体排气压力高。
气体分子量越轻，一个叶轮产生的压力比越小， 可以理解为低分子量的气体的离心力小。
离心式压缩机，叶轮越大或转速越高，可增大一 个叶轮的升压能力。 每一台压缩机是根据所压缩气体的性质而设计制 造，操作中要注意分子量变化对压缩机运行的影 响，特别是压缩不同气体的时。
+ 压缩机转子不能在接近于各临界转数下工作 + 一般离心泵的正常转数比第一临界转数低，这
种轴叫刚性轴。 + 压缩机的临界转数往往高于第一临界转数而低 于第二临界转数，这种轴叫挠性轴。 + 压缩机转子本身就是一个振动系统，它本身存 在着一个固有的自振频率。在运转过程中总受 到一些干扰力的作用，如气流力、传动齿轮的 作用力、相邻转子不对中联轴器传来的作用力。 而残余偏心产生的旋转离心力横向振动影响最 大。
调节手段：通过调节出口反飞动量来调节入口流量；
降低出口压力；改变机组转速。
防止喘振的措施 由于喘振的危害性很大，压缩机在运行中应严格防止 发生喘振，防止喘振的措施有以下几条，供参考。 （1）压缩机应备有标明喘振界限的性能曲线。为安全考虑 应在喘振线的流量大出5-10％的位臵上加一条防喘振警戒
线，以提醒操作者的注意。最好设臵测量与显示系统，用
+ 速度压缩机分两类： + 离心式－－流动路线和压缩机轴线垂直。 + 轴流式－－流动路线和压缩机轴线平行。
+ 3.离心式压缩机优点：
+ （1）输气量大，尺寸小，结构紧凑，重量轻，占地少，不用备机。
+ （2）易损部件少（如活塞式压缩机进出气口活门，活塞环，驱轴， + （3）可直接有透平驱动，有利于生产中副产蒸汽的合理利用，节约
气管均匀的引入叶轮进行压缩。 + C.扩压器－－将叶轮流出气体的速度能转化为压力能。
+ D.弯道和回流器－－为把气体引至下一级去继续 + + + +
压缩，设有弯道和把气流均匀的引入下一级的叶 轮的扩压器。弯道是由隔板和气缸组成的通道。 E.排气蜗壳－－把从扩压器或叶轮（在没有扩压 器时）出来的气体汇集起来，并引出机外。 F.轴承－－离心式压缩机轴承分为支撑轴承（又 叫径向轴承）和止推轴承两类。 （1）支撑轴承的作用：承受转子重量和其它附加 径向力，保持转子转动中心和气缸中心一致，并 在一定转速下正常旋转。 （2）止推轴承的作用：承受转子的轴向力，限制 转子的轴向窜动，保持转子在气缸内的轴向位臵。
离心式压缩机结构图
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+ 2.转子：压缩机气缸内的转动部分称为转子。包括主轴 和安装在主轴上的若干个叶轮、定距套、平衡盘及推力 盘等部件。 + A.叶轮－－离心压缩机主要部件，由轮盘、轮盖和和若 干个叶片组成。 + B.定距套－－每个转子上有多个叶轮，与主轴过盈配合 并用定距套定位。
封，外壳筒型，内缸仍为水平剖分，转子及固定原件都装 在内缸里，然后在套入外缸。和水平剖分型缸体相比，筒 型气缸有许多优点：（1）筒体强度高。（2）缸体泄露面 少，气密性好。（3）刚性比水平剖分型好，在相同条件 下气缸变形小。 + 筒型气缸最大缺点是拆装困难，对检修不利。
+ B.吸气室－－每段第一级入口都设有吸气室，将气体从进
+ C.平衡盘、推力盘：由于叶轮前后两侧受力不同，相互
抵消后还有一部分轴向力作用于转子，所有叶轮轴向力 之和就是整个转子的轴向推力，作用方向总是从高压端 压向低压端。设臵平衡盘和推力盘作用就是平衡和承受 轴向推力。
图 4-13 平衡盘
转子
转子的临界转速：
所谓临界转速就是轴发生共振时的转速。
由于主轴的几何中心与其重心不可能完全重合， 因此在旋转过程中产生了周期变化的离心力。这 个力的大小与制造精度有关，而其频率就是转子 的转数。如果产生的离心力的频率与轴的固有频 率一致时，就会由于共振而产生强烈振动以致损 坏机器。这个转数就是临界转数。 这个转数不只一个，分别称为第一临界转数和第 二临界转数。