第三章离心式压缩机_6
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离心式压缩机
内容
离心式压缩机的结构、原理 蒸汽轮机介绍 密封介绍 润滑油系统 离心式压缩机组的开、停步骤 常见事故的处理
ppt课件
2
压缩机简介
压缩机是一种用于压缩气体以提高气体压力或输送气体的机 器，广泛应用于化工企业各部门。压缩机种类繁多，尽管用途 可能一样，但其结构型式和工作原理都可能有很大的不同。气 体的压力取决于单位时间内气体分子撞击单位面积的次数与强 烈程度。
因此，提高气体压力的主要方法就是增加单位容积内气体分 子数目，也就是容积式压缩机（活塞式、滑片式、罗茨式螺杆 式等）的基本工作原理；而利用惯性的方法，通过气流的不断 加速、减速，因惯性而彼此挤压，缩短分子间的距离，来提高 气体的压力，离心式压缩机的工作原理属于这一类。
压缩Байду номын сангаас分类
一、容积式 往复式、滑片式、罗茨式 螺杆式等
量较小，运动件与静止件保持一定的间隙，因而转速较高。 一般离心式压缩机的转速为5000-20000r/min。 （3）结构紧凑——机组重量和占地面积比同一流量的往复式压 缩机小得多。 （4）运行可靠——离心式压缩机运转平稳一般可连续一至三年 不需停机检修，亦可不用备机。排气均匀稳定，故运转可靠， 维修简单，操作费用低。
ppt课件
12
压缩机的型号和含义
3 B CL 52 8 | | | | |__缸内装有8级叶轮
||| | | | | |_____叶轮名义直径520mm
||| | | | ________无叶扩压器
|| | |____________垂直剖分结构
| |______________ 3个进气\出气口
2）压缩比 指压缩机的排出压力和吸入压力之比，有时也称压 比。计算压比时排出压力和吸入压力都要用绝对压力。
内容
离心式压缩机的结构、原理 蒸汽轮机介绍 密封介绍 润滑油系统 离心式压缩机组的开、停步骤 常见事故的处理
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2
压缩机简介
压缩机是一种用于压缩气体以提高气体压力或输送气体的机 器，广泛应用于化工企业各部门。压缩机种类繁多，尽管用途 可能一样，但其结构型式和工作原理都可能有很大的不同。气 体的压力取决于单位时间内气体分子撞击单位面积的次数与强 烈程度。
因此，提高气体压力的主要方法就是增加单位容积内气体分 子数目，也就是容积式压缩机（活塞式、滑片式、罗茨式螺杆 式等）的基本工作原理；而利用惯性的方法，通过气流的不断 加速、减速，因惯性而彼此挤压，缩短分子间的距离，来提高 气体的压力，离心式压缩机的工作原理属于这一类。
压缩Байду номын сангаас分类
一、容积式 往复式、滑片式、罗茨式 螺杆式等
量较小，运动件与静止件保持一定的间隙，因而转速较高。 一般离心式压缩机的转速为5000-20000r/min。 （3）结构紧凑——机组重量和占地面积比同一流量的往复式压 缩机小得多。 （4）运行可靠——离心式压缩机运转平稳一般可连续一至三年 不需停机检修，亦可不用备机。排气均匀稳定，故运转可靠， 维修简单，操作费用低。
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压缩机的型号和含义
3 B CL 52 8 | | | | |__缸内装有8级叶轮
||| | | | | |_____叶轮名义直径520mm
||| | | | ________无叶扩压器
|| | |____________垂直剖分结构
| |______________ 3个进气\出气口
2）压缩比 指压缩机的排出压力和吸入压力之比，有时也称压 比。计算压比时排出压力和吸入压力都要用绝对压力。
离心式空气压缩机原理
3
扩压器转化动能为压力能
气体从叶轮流出后，进入扩压器。扩压器的流通面积逐渐扩大，使气体的流动速度降低，同时气体的压力能增加，即将动能转化为压力能。
4
气体在弯道和回流器中转向
在多级离心式压缩机中，气体通过弯道和回流器转向，均匀地进入下一级叶轮继续增压。弯道和回流器确保气体流动顺畅，减少能量损失。
5
蜗壳汇集并排出气体
蜗壳将扩压后或叶轮后面的气体汇集起来，并引导气体流向压缩机外部，最终排出到气体输送管道或冷却器进行后续处理。
6
多级压缩提高出口压力
如果单级叶轮获得的压力不够，可以通过多级叶轮串联工作来提高出口压力。级间通过弯道、回流器等元件实现串联，确保气体连续增压。
7
结构组成与关键部件
离心式空气压缩机主要由转子和定子两大部分组成。转子包括叶轮和轴等部件；定子包括机壳（气缸）、扩压器、弯道、回流器、迸气管、排气管等部件。
8ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
气体流动与能量转换
气体在压缩机内的流动过程中，实现了从机械能到动能，再到压力能的转换。这一过程中，气体的流速和压力均得到提高，从而满足工艺需求。
离心式空气压缩机原理
序号
原理要点
详细说明
1
高速旋转的叶轮带动气体
离心式空气压缩机通过电动机或汽轮机带动主轴和叶轮高速旋转。叶轮上的叶片将机械能传递给气体，使气体获得动能。
2
气体在离心力作用下甩出
气体在叶轮的高速旋转下，受到离心力的作用，被甩向叶轮的出口处。在叶轮处形成真空地带，外界的新鲜气体得以进入叶轮。
扩压器转化动能为压力能
气体从叶轮流出后，进入扩压器。扩压器的流通面积逐渐扩大，使气体的流动速度降低，同时气体的压力能增加，即将动能转化为压力能。
4
气体在弯道和回流器中转向
在多级离心式压缩机中，气体通过弯道和回流器转向，均匀地进入下一级叶轮继续增压。弯道和回流器确保气体流动顺畅，减少能量损失。
5
蜗壳汇集并排出气体
蜗壳将扩压后或叶轮后面的气体汇集起来，并引导气体流向压缩机外部，最终排出到气体输送管道或冷却器进行后续处理。
6
多级压缩提高出口压力
如果单级叶轮获得的压力不够，可以通过多级叶轮串联工作来提高出口压力。级间通过弯道、回流器等元件实现串联，确保气体连续增压。
7
结构组成与关键部件
离心式空气压缩机主要由转子和定子两大部分组成。转子包括叶轮和轴等部件；定子包括机壳（气缸）、扩压器、弯道、回流器、迸气管、排气管等部件。
8ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
气体流动与能量转换
气体在压缩机内的流动过程中，实现了从机械能到动能，再到压力能的转换。这一过程中，气体的流速和压力均得到提高，从而满足工艺需求。
离心式空气压缩机原理
序号
原理要点
详细说明
1
高速旋转的叶轮带动气体
离心式空气压缩机通过电动机或汽轮机带动主轴和叶轮高速旋转。叶轮上的叶片将机械能传递给气体，使气体获得动能。
2
气体在离心力作用下甩出
气体在叶轮的高速旋转下，受到离心力的作用，被甩向叶轮的出口处。在叶轮处形成真空地带，外界的新鲜气体得以进入叶轮。
离心式压缩机培训教材
为了把扩压器后的气流引导到下一级的 叶轮去进行压缩，在扩压器后设置了使 气流由离心方向改为向心方向的弯道。
19
离心式压缩机的结构、原理
扩压器
气体从叶轮流出时的速度很高，为了充 分利用这部分速度能，在叶轮后设置流 通截面逐渐扩大的扩压器，以便将速度 能转变为压力能。
20
离心式压缩机的结构、原理
回流器
34
离心式压缩机的结构、原理
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 位置上加一条防喘振警戒线，以提醒操作者的 注意。最好设置测量与显示系统，用屏幕显示 工况点的位置，严加注意工况点接近喘振线。
30
离心式压缩机的结构、原理
离心式压缩机工作原理 离心式压缩机与离心泵在工作原理和结 构形式等方面具有很多相似之处，两者 不同之处是输送气体和液体介质性质的 区别和流速大小的差别。离心式压缩机 高速旋转的叶轮带动气体，获得极高的 速度，进入扩压器时，速度降低，压力 升高，然后将增压后的气体输出机外
（5）操作者应了解压缩机的性能曲线， 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。
37
汽轮机部分
38
汽轮机的结构及工作原理
汽轮机的特点 汽轮机的转速可在一定的范围内变动，
增加了调节手段和操作的灵活性；适用 输送易燃易爆的气体，即使泄漏也不易 引起事故；蒸汽的来源比较稳定。与其 它原动机相比，汽轮机具有单机功率大、 效率高、运行安全可靠、使用寿命长等 优点。
32
离心式压缩机的结构、原理
33
离心式压缩机的结构、原理
19
离心式压缩机的结构、原理
扩压器
气体从叶轮流出时的速度很高，为了充 分利用这部分速度能，在叶轮后设置流 通截面逐渐扩大的扩压器，以便将速度 能转变为压力能。
20
离心式压缩机的结构、原理
回流器
34
离心式压缩机的结构、原理
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 位置上加一条防喘振警戒线，以提醒操作者的 注意。最好设置测量与显示系统，用屏幕显示 工况点的位置，严加注意工况点接近喘振线。
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离心式压缩机的结构、原理
离心式压缩机工作原理 离心式压缩机与离心泵在工作原理和结 构形式等方面具有很多相似之处，两者 不同之处是输送气体和液体介质性质的 区别和流速大小的差别。离心式压缩机 高速旋转的叶轮带动气体，获得极高的 速度，进入扩压器时，速度降低，压力 升高，然后将增压后的气体输出机外
（5）操作者应了解压缩机的性能曲线， 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。
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汽轮机部分
38
汽轮机的结构及工作原理
汽轮机的特点 汽轮机的转速可在一定的范围内变动，
增加了调节手段和操作的灵活性；适用 输送易燃易爆的气体，即使泄漏也不易 引起事故；蒸汽的来源比较稳定。与其 它原动机相比，汽轮机具有单机功率大、 效率高、运行安全可靠、使用寿命长等 优点。
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离心式压缩机的结构、原理
33
离心式压缩机的结构、原理
离心压缩机培训教材
级内气体流动的能量损失分析
级内气体流动的能量损失分析 (一)能的定义：度量物质运动的一种物质量，一般解释为物质作功的能力。能
的根本类型有势能、动能、热能、电能、磁能、光能、化学能、原子能等。 一种能可以转化为另一种能。能的单位和功的单位相同。能也叫能量。 (二)级内气体流动的能量损失分析 压缩机组实际运行中，通过叶轮向气体传递能量，即叶轮通过叶片对气体作 功消耗的功和功率外，还存在着叶轮的轮盘、轮盖的外侧面及轮缘与周围气 体的摩擦产生的轮阻损失，还存在着工作轮出口气体通过轮盖气封漏回到工 作轮进口低压低压端的漏气损失。都要消耗功。这些损失在级内都是不可防 止的，只有在设计中精心选择参数，再制造中按要求加工，在操作中精心操 作使其尽量到达设计工况，来减少这些损失。另外，还存在流动损失以及动 能损失以及在级内在非工况时产生冲击损失。冲击损失增大将引起压缩机效 率很快降低。还有高压轴端，如果密封不好，向外界漏气，引起压出的有用 流量减少。故此，我们有必要研究这些损失的原因，以便在设计、安装、操 作中尽量减少损失，维持压缩机在高效率区域运行，节省能耗。 1、流动损失：定义：就是气流在叶轮内和级的固定元件中流动时的能量损失。 产生的原因：主要由于气体有粘性，在流动中引起摩擦损失，这些损失又变 成热量使气体温度升高，在流动中产生旋涡，加剧摩擦损耗和流动能量损失， 因旋涡的产生就要消耗能量；在工作轮中还有轴向涡流等第二次流动产生， 引起流量损失。在叶轮出口由于出口叶片厚度影响产生尾迹损失。弯道和回 流器的摩擦阻力和局部阻力损失等。
离心压缩机本体结构介绍
MCL1006压缩机的叶轮均为顺排布置、机壳水平剖分结构，叶轮名 义直径为φ1000mm，共六级，工艺气体依次进入各级叶轮进行压缩， 一直压缩至出口状态。没有中间气体冷却器。
离心式压缩机
的操作运行。 ⑤ 能够经济地进行无级调节。 ⑥ 对大型压缩机，若用经济性高的工业汽轮机直接带动，实现
变转速调节，节能效果更好。 ⑦ 转速较高，用电动机驱动的一般需要设置增速器。 ⑧ 当入口压力太低时，压缩机组会发生喘振而不能正常工作。
压缩机的工作范围
在高压区。流量相对较小时，压缩机容易 出现喘振现象；
↓
↓
↓
叶轮 道内介质
扩压器
叶轮输出的是机械能，转速越高、直径越大输送能量越大。
16万吨/年空压机
离心式压缩机组结构
离心式压缩机组成与工作过程
组成
离心压缩机
转子：转轴，固定在轴上的叶轮、 轴套、联轴节及平衡盘等。
定子：气缸，其上的各种隔板以及轴承等 零部件，如扩压器、弯道、回流器、蜗壳、 吸气室。
在低压大流量区，压缩机又会引起滞止现 象；在压力及流量都小的区域会产生旋转 脱离；在高压大流量区域又受到压比和压 缩机强度的限制。
离心压缩机的辅助系统
1、润滑系统 对压缩机的轴承、齿轮箱及齿轮联轴
器进行润滑。并带走这些高速运转部件在 工作中所产生的热量。润滑油离开工作部 位后，经过滤(除去油中的脏物)，冷却降温 等处理再回到工作部位形成闭路式循环系 统，在油系统中包括油箱油过滤器油冷却 器和油泵。
(3)必须有效地从机件间隙的排除金属 磨屑和润滑袖氧化产物，避免产生磨料 磨损，为此要求在机件间隙中的润滑油 能经常得到更换。
从保证压缩机功能需要出发，压缩机的 润滑还兼有密封压缩室和吸收气体压缩 热的作用。
气体冷却系统
在气体的压缩过程中，有相当大的一部分 机械能转化为热能被气体吸收，致使气体 温度升高。
16万吨/年空压机级间冷却器 Nhomakorabea16万吨/年增压机级间冷却器
变转速调节，节能效果更好。 ⑦ 转速较高，用电动机驱动的一般需要设置增速器。 ⑧ 当入口压力太低时，压缩机组会发生喘振而不能正常工作。
压缩机的工作范围
在高压区。流量相对较小时，压缩机容易 出现喘振现象；
↓
↓
↓
叶轮 道内介质
扩压器
叶轮输出的是机械能，转速越高、直径越大输送能量越大。
16万吨/年空压机
离心式压缩机组结构
离心式压缩机组成与工作过程
组成
离心压缩机
转子：转轴，固定在轴上的叶轮、 轴套、联轴节及平衡盘等。
定子：气缸，其上的各种隔板以及轴承等 零部件，如扩压器、弯道、回流器、蜗壳、 吸气室。
在低压大流量区，压缩机又会引起滞止现 象；在压力及流量都小的区域会产生旋转 脱离；在高压大流量区域又受到压比和压 缩机强度的限制。
离心压缩机的辅助系统
1、润滑系统 对压缩机的轴承、齿轮箱及齿轮联轴
器进行润滑。并带走这些高速运转部件在 工作中所产生的热量。润滑油离开工作部 位后，经过滤(除去油中的脏物)，冷却降温 等处理再回到工作部位形成闭路式循环系 统，在油系统中包括油箱油过滤器油冷却 器和油泵。
(3)必须有效地从机件间隙的排除金属 磨屑和润滑袖氧化产物，避免产生磨料 磨损，为此要求在机件间隙中的润滑油 能经常得到更换。
从保证压缩机功能需要出发，压缩机的 润滑还兼有密封压缩室和吸收气体压缩 热的作用。
气体冷却系统
在气体的压缩过程中，有相当大的一部分 机械能转化为热能被气体吸收，致使气体 温度升高。
16万吨/年空压机级间冷却器 Nhomakorabea16万吨/年增压机级间冷却器
离心式压缩机
气体由吸气室进入，通过旋转叶轮对气体作功，使气体的 压力、温度和速度都提高了,然后使气体进入进入扩压器，把 气体的速度能转换为压力能。弯道\回流阀主要起导向作用，
使气流均匀地进入下一级叶轮继续压缩，由于气体逐级地被压
缩，因此气体温度不断升高。为了降低气体温度减少功能消耗, 在气体经过三级压缩后，由蜗壳引出，经中间冷却后,再引至 第四级叶轮入口继续压缩，经六级压缩后的高压气体由排出管 排出。
性。当轴还没有旋转时，由于重力的作用，轴向下弯曲（虽然弯
曲量很小）。弯曲转动过来后，仍然是弯曲的。由于轴在转动， 弯曲也不断出现，表现出来就是振动，称为自振。 轴本身和轴上安装的零件，由于制造安装的原因，转子的重 心和转动中心不可能在同一中心线上重合，由于中心偏差，转动
起来就有一个离心力，此离心力使转子发生振动。振动的次数决
的压力，以调节压缩机的流量
这种调节方法不改变压缩机的
特性曲线， 但要增加功率消
耗。
3、进气管节流
进气管节流后，在
转速不变时，离心压缩
机的体积流量和压缩比
的特性曲线不变。但由 于进气压力减少，离心 压缩机的质量流量和排 气压力将和进气压力成 比例地减少。
在压缩机的进气管上装调节阀比排气管节流操作更稳定， 调节气量范围更广，同时可以节省功率消耗。用电动机驱 动的压缩机一般常用此方法调节气量，对大气量机组可省
一缸（机壳）、两段（中间冷却次数）、六级（叶轮、扩
压器、弯道和回流器组数）组成。
离心式压缩机
2、主要参数 进口流量 125 立方米每分钟，排气压力 6.23105Pa，
转速13900 r/min,功率660kw,可输送空气或者其他无
腐蚀性的工业气体 , 适合用于化工、冶金、制氧、制
使气流均匀地进入下一级叶轮继续压缩，由于气体逐级地被压
缩，因此气体温度不断升高。为了降低气体温度减少功能消耗, 在气体经过三级压缩后，由蜗壳引出，经中间冷却后,再引至 第四级叶轮入口继续压缩，经六级压缩后的高压气体由排出管 排出。
性。当轴还没有旋转时，由于重力的作用，轴向下弯曲（虽然弯
曲量很小）。弯曲转动过来后，仍然是弯曲的。由于轴在转动， 弯曲也不断出现，表现出来就是振动，称为自振。 轴本身和轴上安装的零件，由于制造安装的原因，转子的重 心和转动中心不可能在同一中心线上重合，由于中心偏差，转动
起来就有一个离心力，此离心力使转子发生振动。振动的次数决
的压力，以调节压缩机的流量
这种调节方法不改变压缩机的
特性曲线， 但要增加功率消
耗。
3、进气管节流
进气管节流后，在
转速不变时，离心压缩
机的体积流量和压缩比
的特性曲线不变。但由 于进气压力减少，离心 压缩机的质量流量和排 气压力将和进气压力成 比例地减少。
在压缩机的进气管上装调节阀比排气管节流操作更稳定， 调节气量范围更广，同时可以节省功率消耗。用电动机驱 动的压缩机一般常用此方法调节气量，对大气量机组可省
一缸（机壳）、两段（中间冷却次数）、六级（叶轮、扩
压器、弯道和回流器组数）组成。
离心式压缩机
2、主要参数 进口流量 125 立方米每分钟，排气压力 6.23105Pa，
转速13900 r/min,功率660kw,可输送空气或者其他无
腐蚀性的工业气体 , 适合用于化工、冶金、制氧、制
离心式压缩机培训讲义
活 柱 隔 塞 塞 膜 式 式 式
按气流运动方向分类 1. 离心式—气体在压缩机中的流动方 向大致与旋转轴相垂直。 2. 轴流式—气体在压缩机中的流动方 向大致与旋转轴相平行。 3. 斜流式—气体在压缩机中的流动方 向介于离心式和轴流式之间，流动方向与 旋转轴成某一夹角。 4. 复合式—在同一台压缩机内，同时 具有轴流式与离心式（斜流式）工作叶轮， 一般轴流在前，离心在后。
１、 介质：压缩机输送的气体及成份。 2、流量：又称风量，指单位时间内流经压缩机的 气体量，通常用容积流量和质量流量来表示。 容积流量—指单位时间内流经压缩机的气体容积 量。用Ｑ表示，常用单位m3/min。（应注明是进口还 是出口，不注明，一般按进口法兰处容积流量考虑。） 质量流量—指单位时间内流经压缩机的气体质量。 用Ｇ表示，常用单位kg/sec, 如果忽略外泄量，压缩机 进口与出口处质量流量是相等的。 标准状态容积流量—又称标态流量，指标准状态 下（压力为10.1325 kPa,温度为0℃）的容积流量,用QN 表示,常用单位Nm3/min。
末级 末级由叶轮、扩压器、蜗室等组成。 气体经过这一级增压后将排出机外。流到冷却器进行 冷却，或送往排气管道输出。
对于这两种级的结构型式来说，叶轮是这两种级所共 同具有的，只是在固定元件上有所不同。 对于末级来说，它是以蜗室取代中间级的弯道和回流器， 有时还取代了级中的扩压器。
三、离心式压缩机结构
平衡盘就是利用它的两边气体压力差来平衡轴向力的零件。 它位于高压端，它的一侧压力可以认为是末级叶轮轮盘侧 的间隙中 的气体压力(高压)。另一侧通向大气或进气管，它的压力是大气压 或进气压力（低压）。 由于平衡盘也是用热套法套在主 轴上。上述两侧压力差就使转子受到一个与轴向力反向的力。其大 小决定于平衡盘的受力面积。通常，平衡盘只平衡一部分轴向力。 剩余的轴向力由止推盘（止推轴承）承受。 平衡盘的外缘安装气封，可以减少气体泄漏。
《离心式压缩机培训》课件
密封和润滑系统
密封
防止气体在压缩机内部泄漏，确保压缩机的效率和安全性。
润滑系统
为轴承和密封提供润滑油，减少摩擦和磨损。
控制系统
控制柜
集成控制压缩机运行的所有电器元件 ，如电机、启动器、保护装置等。
传感器和执行器
用于监测和控制压缩机的运行状态和 参数，如温度、压力、流量等。
03
离心式压缩机的操作与 维护
统，更换轴承等部件。
振动过大
可能是转子不平衡、地脚螺栓 松动等原因导致。应检查转子 平衡状况，紧固地脚螺栓等。
泄漏
可能是密封件老化或损坏等原 因导致。应更换密封件，检查 密封腔等。
流量不足
可能是进气或排气管道堵塞等 原因导致。应检查管道通畅状
况，清理堵塞物等。
04
离心式压缩机的安全与 环保
安全操作规程
气的压缩。
制冷行业
离心式压缩机在制冷行业中用 于冷媒气体的压缩。
石油和天然气工业
离心式压缩机用于石油和天然 气开采、输送过程中的气体压
缩。
离心式压缩机的优缺点
优点
离心式压缩机具有效率高、结构简单、易损件少、运行稳定 等优点。此外，其适应性强，可在多种工况下运行，且易于 实现自动化控制。
缺点
离心式压缩机的缺点主要包括启动电流大、不适合低压力比 的应用以及高速旋转的叶轮对气体进行加速时会产生较大的 噪音和振动。
排放标准
了解并遵守国家和地方的环保排 放标准，确保离心式压缩机排放 的废气、废水和噪声等符合相关
规定。
废气处理
根据需要配置废气处理设施，如除 尘器、脱硫脱硝装置等，以降低废 气对环境的影响。
废水处理
对离心式压缩机产生的废水进行妥 善处理，确保达到排放标准后再进 行排放。
离心式压缩机工作原理及结构介绍
离心式压缩机工作原理及结构介绍1.概述离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机(即透平式压缩机)。
在离心式压缩机中，高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用，以及在扩压通道中给予气体的扩压作用，使气体压力得到提高。
早期，由于这种压缩机只适于低，中压力、大流量的场合，而不为人们所注意。
但近来，由于化学工业的发展，各种大型化工厂，炼油厂的建立，离心式压缩机就成为压缩和输送化工生产中各种气体的关键机器，而占有极其重要的地位。
随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效率不断提高，又由于高压密封，小流量窄叶轮的加工，多油楔轴承等技术关键的研制成功，解决了离心压缩机向高压力，宽流量范围发展的一系列问题，使离心式压缩机的应用范围大为扩展，以致在很多场合可取代往复压缩机，而大大地扩大了应用范围。
工业用高压离心压缩机的压力有（150~350）×105Pa的，海上油田注气用的离心压缩机压力有高达700×105Pa的。
作为高炉鼓风用的离心式鼓风机的流量有大至7000m3/min，功率大的有52900KW的，转速一般在10000r/min以上。
有些化工基础原料，如丙烯，乙烯，丁二烯，苯等，可加工成塑料，纤维，橡胶等重要化工产品。
在生产这种基础原料的石油化工厂中，离心式压缩机也占有重要地位，是关键设备之一。
除此之外，其他如石油精炼，制冷等行业中，离心式压缩机也是极为关键的设备。
离心式压缩机之所以能获得这样广泛的应用，主要是比活塞式压缩机有以下一些优点。
a)离心式压缩机的气量大，结构筒单紧凑，重量轻，机组尺寸小，占地面积小。
b)运转平衡，操作可靠，运转率高，摩擦件少，因之备件需用量少，维护费用及人员少。
c)在化工流程中，离心式压缩机对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程。
d)离心式压缩机为一种回转运动的机器，它适宜于工业汽轮机或燃汽轮机直接拖动。
对一般大型化工厂，常用副产蒸汽驱动工业汽轮机作动力，为热能综合利用提供了可能。
离心式压缩机组成
离心式压缩机组成离心式压缩机组成是一种常见的压缩机类型，它在工业生产中广泛应用。
离心式压缩机组成由入口部分、压缩部分和出口部分组成，它通过旋转叶轮的离心力将气体压缩并排出。
本文将介绍离心式压缩机组成的原理和工作过程。
入口部分是离心式压缩机的第一个部分，它负责将气体引入压缩机。
入口部分通常包括进气道和进气滤清器。
进气道是气体进入压缩机的通道，而进气滤清器则起到过滤空气中杂质的作用，保护压缩机内部的部件不受损坏。
压缩部分是离心式压缩机的核心部分，它由旋转叶轮、静止叶轮和机壳组成。
旋转叶轮由驱动装置带动高速旋转，而静止叶轮则位于旋转叶轮的前方，起到引导气体流动的作用。
当气体被旋转叶轮吸入后，离心力使气体获得了动能，气体的压力也随之增加。
随着旋转叶轮的高速旋转，气体逐渐被压缩，并向离心力的方向排出。
出口部分是离心式压缩机的最后一个部分，它将压缩后的气体排出压缩机。
出口部分通常包括出气道和排气阀。
出气道是气体排出压缩机的通道，而排气阀则控制气体的流动，以保证压缩机的正常运行。
离心式压缩机组成的工作过程如下：当压缩机启动后，驱动装置带动旋转叶轮高速旋转。
气体通过进气道进入压缩机，并经过进气滤清器过滤杂质。
随着旋转叶轮的旋转，气体被吸入并受到离心力的作用，压缩过程中气体的温度和压力逐渐增加。
最后，压缩后的气体通过出气道排出压缩机。
离心式压缩机组成在工业生产中有着广泛的应用。
它可以将气体压缩成高压气体，供给工业生产中的各种设备使用。
离心式压缩机组成的结构简单，运行稳定可靠，且具有较高的效率。
在一些需要大量气体供应的场合，离心式压缩机组成可以满足生产需求。
离心式压缩机组成是一种常见的压缩机类型，它由入口部分、压缩部分和出口部分组成。
通过旋转叶轮的离心力将气体压缩并排出。
离心式压缩机组成在工业生产中应用广泛，具有结构简单、运行稳定可靠的特点。
它能够满足工业生产对气体供应的需求，提高生产效率。
压 缩 机 基 本 知 识
32
综合上述三个定律可以得到：P1υ1/ T1= P2υ2/ T2=R或Pυ=RT（2——1式，适用于1千克气体）。由于V=mυ，因而 对于m千克的气体来说，上式可以写成：PV=mRT（2——2式适用于m千克气体）。1式和2式称为理想气体状态方程式。 式中： P——绝对压力，N/m2（牛顿/米2） υ——比容，m2/Kg（米3/千克） T——绝对温度，K m——气体质量，Kg R——气体常数，J/（Kg*K）（焦耳/千克*开），R=8314/μ，μ为气体的分子量。
3
（2）燃烧：燃料加入压缩空气中并点火； （3）膨胀：燃烧后的天然气通过一个喷管而膨胀并对外作功； （4）排气：燃烧后的天然气被排放到大气中。 压缩机广泛应用于化工企业各部门，主要用途是： （1）压缩气体用于输送。 （2）作为动力。
4
（3）用于制冷和气体分离。 （4）用于气体的合成和聚合。 （5）用于油的加氢精制。 2.压缩机的种类： （1）按作用原理分为：容积式和速度式。容积式压缩机靠在气缸作往复运动的活塞或旋转运动的转子来 改变工作容积，从而使气体体积缩小而提高气体的压力，即压力的提高是依靠直接将气体体积压缩来实 现的。速度式压缩机靠高速旋转叶轮的作用，提高
30
3.查理定律：法国科学家查理最先研究发现：比容不变时，理想气体的绝对温度与绝对压力成正比。可以 写成：P1/P2= T1/T2。
31
第二节 理想气体状态方程式 要使燃料的热能部分地转化为机械能，需要依靠工质状态发生一系列有规律的变化。而工质的状态是由压力P、
比容υ和温度T这三个基本参数来表示的。这三个参数之间并不是孤立的，而是有内在联系的。一定量的 气体在开始时的状态我们用P1、υ1 、T1 来表示，经过状态变化后气体状态用P2、υ2 、T2来表示。
综合上述三个定律可以得到：P1υ1/ T1= P2υ2/ T2=R或Pυ=RT（2——1式，适用于1千克气体）。由于V=mυ，因而 对于m千克的气体来说，上式可以写成：PV=mRT（2——2式适用于m千克气体）。1式和2式称为理想气体状态方程式。 式中： P——绝对压力，N/m2（牛顿/米2） υ——比容，m2/Kg（米3/千克） T——绝对温度，K m——气体质量，Kg R——气体常数，J/（Kg*K）（焦耳/千克*开），R=8314/μ，μ为气体的分子量。
3
（2）燃烧：燃料加入压缩空气中并点火； （3）膨胀：燃烧后的天然气通过一个喷管而膨胀并对外作功； （4）排气：燃烧后的天然气被排放到大气中。 压缩机广泛应用于化工企业各部门，主要用途是： （1）压缩气体用于输送。 （2）作为动力。
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（3）用于制冷和气体分离。 （4）用于气体的合成和聚合。 （5）用于油的加氢精制。 2.压缩机的种类： （1）按作用原理分为：容积式和速度式。容积式压缩机靠在气缸作往复运动的活塞或旋转运动的转子来 改变工作容积，从而使气体体积缩小而提高气体的压力，即压力的提高是依靠直接将气体体积压缩来实 现的。速度式压缩机靠高速旋转叶轮的作用，提高
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3.查理定律：法国科学家查理最先研究发现：比容不变时，理想气体的绝对温度与绝对压力成正比。可以 写成：P1/P2= T1/T2。
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第二节 理想气体状态方程式 要使燃料的热能部分地转化为机械能，需要依靠工质状态发生一系列有规律的变化。而工质的状态是由压力P、
比容υ和温度T这三个基本参数来表示的。这三个参数之间并不是孤立的，而是有内在联系的。一定量的 气体在开始时的状态我们用P1、υ1 、T1 来表示，经过状态变化后气体状态用P2、υ2 、T2来表示。
离心式压缩机原理
离心式压缩机的工作原理与结构
1. 工作原理离心式制冷压缩机有单级、双级和多级等多种结构型式。单级压缩机主要由吸气室、叶轮、扩压器、蜗壳等组成，如图6-1所示。对于多级压缩机，还设有弯道和回流器等部件。一个工作叶轮和与其相配合的固定元件（如吸气室、扩压器、弯道、回流器或蜗壳等）就组成压缩机的一个级。多级离心式制冷压缩机的主轴上设置着几个叶轮串联工作，以达到较高的压力比。多级离心式制冷压缩机的中间级如图6-2所示。为了节省压缩功耗和不使排气温度过高，级数较多的离心式制冷压缩机中可分为几段，每段包括一到几级。低压段的排气需经中间冷却后才输往高压段。 1—进口可调导流叶片 2—吸气室 1—叶轮 2—扩压器 3—叶轮 4—蜗壳 5—扩压器 6—主轴 3—弯道 4—回流器图6-1所示的单级离心式制冷压缩机的工作原理如下：压缩机叶轮3旋转时，制冷剂气体由吸气室2通过进口可调导流叶片1进入叶轮流道，在叶轮叶片的推动下气体随着叶轮一起旋转。由于离心力的作用，气体沿着叶轮流道径向流动并离开叶轮，同时，叶轮进口处形成低压，气体由吸气管不断吸入。在此过程中，叶轮对气体做功，使其动能和压力能增加，气体的压力和流速得到提高。接着，气体以高速进入截面逐渐扩大的扩压器5和蜗壳4，流速逐渐下降，大部分气体动能转变为压力能，压力进一步提高，然后再引出压缩机外。对于多级离心式制冷压缩机，为了使制冷剂气体压力继续提高，则利用弯道和回流器再将气体引入下一级叶轮进行压缩，如图6-2所示。因压缩机的工作原理不同，离心式制冷压缩机与往复活塞式制冷压缩机相比，具有以下特点：①在相同制冷量时，其外形尺寸小、重量轻、占地面积小。相同的制冷工况及制冷量，活塞式制冷压缩机比离心式制冷压缩机（包括齿轮增速器）重5~8倍，占地面积多一倍左右。②无往复运动部件，动平衡特性好，振动小，基础要求简单。目前对中小型组装式机组，压缩机可直接装在单筒式的蒸
1. 工作原理离心式制冷压缩机有单级、双级和多级等多种结构型式。单级压缩机主要由吸气室、叶轮、扩压器、蜗壳等组成，如图6-1所示。对于多级压缩机，还设有弯道和回流器等部件。一个工作叶轮和与其相配合的固定元件（如吸气室、扩压器、弯道、回流器或蜗壳等）就组成压缩机的一个级。多级离心式制冷压缩机的主轴上设置着几个叶轮串联工作，以达到较高的压力比。多级离心式制冷压缩机的中间级如图6-2所示。为了节省压缩功耗和不使排气温度过高，级数较多的离心式制冷压缩机中可分为几段，每段包括一到几级。低压段的排气需经中间冷却后才输往高压段。 1—进口可调导流叶片 2—吸气室 1—叶轮 2—扩压器 3—叶轮 4—蜗壳 5—扩压器 6—主轴 3—弯道 4—回流器图6-1所示的单级离心式制冷压缩机的工作原理如下：压缩机叶轮3旋转时，制冷剂气体由吸气室2通过进口可调导流叶片1进入叶轮流道，在叶轮叶片的推动下气体随着叶轮一起旋转。由于离心力的作用，气体沿着叶轮流道径向流动并离开叶轮，同时，叶轮进口处形成低压，气体由吸气管不断吸入。在此过程中，叶轮对气体做功，使其动能和压力能增加，气体的压力和流速得到提高。接着，气体以高速进入截面逐渐扩大的扩压器5和蜗壳4，流速逐渐下降，大部分气体动能转变为压力能，压力进一步提高，然后再引出压缩机外。对于多级离心式制冷压缩机，为了使制冷剂气体压力继续提高，则利用弯道和回流器再将气体引入下一级叶轮进行压缩，如图6-2所示。因压缩机的工作原理不同，离心式制冷压缩机与往复活塞式制冷压缩机相比，具有以下特点：①在相同制冷量时，其外形尺寸小、重量轻、占地面积小。相同的制冷工况及制冷量，活塞式制冷压缩机比离心式制冷压缩机（包括齿轮增速器）重5~8倍，占地面积多一倍左右。②无往复运动部件，动平衡特性好，振动小，基础要求简单。目前对中小型组装式机组，压缩机可直接装在单筒式的蒸
第四讲_离心式压缩机_第6节_级的特性曲线
“喘振工况”的发生可借助于冲角、边界层分离来分析。
负冲角：叶片工作面产生边界层分离，出现旋涡区，但稳 定不易继续发展——影响不大 正冲角：叶片非工作面产生边界层分离，旋涡一旦产生会 继续发展恶化，出现气流脉动——过大正冲角引起“喘振”
四. 堵塞工况
➢ Q↑→Δβ↓→-Δβ，→ 叶片工作面发生边界层分 离，但不易扩展；当 Q↑↑→hf↑、hs↑→理论 能头全部消耗在损失上→ 压力提不高、流量不能继 续增大；
二. η—Qs曲线：
（1）设计点（额定工况） Qd下η最高; （2）Q>Qd时，hf和hs增加，随Q增大而η下降; （3）Q<Qd时，hs急剧增加，随Q减小而η下降;
曲线完全由实验测试以及进行相似换算获得。
三. 喘振工况
离心压缩机当流 量减小到某一个值时 压缩机工作不稳定， 发生强烈振动及噪音， 称“喘振工况”，此 时的流量称“喘振流 量”。
➢ 当Q=Qmax时，叶道喉部截面 气流达音速，Q不能再增大。
五. 稳定工矿区
Qmin与Qmax
KQ
Qmax Qmin Qd
稳定工况区的宽窄也是衡量压缩 机性能好坏的标志之一，主要与 叶片出口角有关。
END
第四讲 离心式压缩机
第六节 级的特性曲线
压缩机级的性能曲线 是指在进气状态(进气压
力ps,进气温度Ts)一定和
转速不变的条件下,级的
压比ε、多变效率ηpol以 及功率Hpol随该级进气量 Qs而变化的关系曲线,即 包括ε-Qs、η-Qs和Hpol -Qs 等三条曲线。
一. ε—Qs曲线：
⑴结构参数、转速一定时：HT随Qs的增大而呈线性下降 ⑵流动损失对多变压缩功的影响较复杂，近似认为摩阻损失 和冲击损失起主要影响作用。 ⑶进气条件一定的情况下，ε-Qs曲线形状与Hpol-Qs曲线形状 相似，是一条随流量增大而压力比减小的曲线。 ⑷ε-Qs曲线由实测获得，曲线必须注明转速、条件和介质。
离心式压缩机技术规定范本
离心式压缩机技术规定范本第一章总则第一条为了规范离心式压缩机的技术要求和使用规定，确保设备的安全运行和性能稳定，制定本技术规定。
第二条本技术规定适用于离心式压缩机的设计、制造、安装、调试、使用和维护；离心式压缩机产品的型号、种类、型式和规格，以及与离心式压缩机相关的附属设备。
第三条离心式压缩机应符合国家相关法律法规的要求，同时还需符合本技术规定的要求。
第四条离心式压缩机的附属设备包括但不限于电机、接线箱、冷却器、管道、阀门、安全防护装置等。
第二章技术要求第五条离心式压缩机在设计和制造过程中，应符合以下技术要求：（一）必须具备安全可靠的性能，能够正常运行并满足预定的使用条件和要求。
（二）具备良好的机械性能，包括耐久性、刚度、强度和稳定性。
（三）高效能、低噪音、低振动，并符合国家相关标准和要求。
（四）采用合理的制造工艺和工艺流程，保证产品的质量和工艺水平。
（五）产品必须通过国家相关认证机构的检测和认证，取得相应的合格证书。
第六条离心式压缩机的设计应考虑以下因素：（一）压缩机的性能参数，包括排气量、压力比、压缩比、效率等。
（二）压力、温度、速度等运行参数的范围。
（三）结构设计的可靠性和安全性，包括叶轮的选型、材料和制造工艺等。
（四）附属设备的选型和设计，包括电机的选用、冷却系统的设计、管路和阀门的安装等。
第七条离心式压缩机的制造应符合以下要求：（一）采用符合国家标准和规范的材料，确保产品的质量和可靠性。
（二）制造工艺应符合相关标准和规范，包括加工工艺、装配工艺和检测工艺等。
（三）各种零部件和附件的选用、加工和装配，应符合产品设计要求并合理配合。
（四）产品质量控制应符合相关要求，包括过程控制、检测控制和质量保证等。
（五）产品出厂前应进行全面的检验和测试，确保产品符合设计要求和技术规定。
第三章使用和维护第八条离心式压缩机在使用前应进行安装和调试，确保设备能够正常运行和达到预定的使用效果。
第九条离心式压缩机在运行过程中，应按照设备使用说明书和相关操作规程进行操作，确保操作安全和设备正常运行。
离心式压缩机培训讲义
2）油泵：润滑油泵一般均配置两台，一台主油泵，一台辅助油泵，机组运行所 需的润滑油由主油泵供给。当主油泵发生故障时，系统油压降低后，辅助油 泵自动投入运行，为机组提供润滑油。
3）润滑油冷却器：润滑油冷却器用于返回油箱的油温有所升高的润滑油冷却， 以控制油温升高。油冷器一般配置两台，一台使用，一台备用，当投用的油 冷器冷却效果不能满足要求时，要切换至备用的油冷器，将停用的油冷器清 洗后备用。
5）根据检查情况，及时处理发现的问 题，排出设备的脏、乱、松、缺的现 象。提高设备运行的可靠性。经常清 扫环境和设备的卫生，做到文明生产。
七、运行三部离心式压
缩机
• 运行三部共有离心式压缩机四台，分别为重整循环氢压 缩机110-k-201 、重整氢增压机110-k-202、歧化循环氢 压缩机111-k-501、异构化循环氢压缩机111-k-701。
1）迷宫密封：是离 心式压缩机级间和轴 端最常见的密封形式 。
四、离心式压缩机的润滑与密
封
2）浮环密封：是离心式压 缩机密封的一种，密封结 构简单，由内浮环、外浮 环、弹簧、密封圈、销等 组成。设备运行过程中， 浮环在油膜压力作用下， 呈浮动状态。浮环密封需 要单独的密封油站提供密 封油，经过浮环后的密封 油需要有油气分离处理设 施。
三、离心式压缩机结构
离心式压缩机按结 构分可分为水平 剖分和垂直剖分。
1）水平剖分定子 被通过轴心线的 水平面剖分为上 下两部分
三、离心式压缩机结构
• 2）垂直剖分离 心式压缩机， 其缸体为筒型， 两端盖用联接 螺栓与筒形缸 体联成一个整 体。
三、离心式压缩机结构
1.气缸
是压缩机的壳体，又 称为机壳。由壳体和 进排气室组成，内装 有隔板、密封体、轴 承等零部件。对它的 主要要求是：有足够 的强度以承受气体的 压力，法兰结合面应 严密，主要由铸钢组 成。
3）润滑油冷却器：润滑油冷却器用于返回油箱的油温有所升高的润滑油冷却， 以控制油温升高。油冷器一般配置两台，一台使用，一台备用，当投用的油 冷器冷却效果不能满足要求时，要切换至备用的油冷器，将停用的油冷器清 洗后备用。
5）根据检查情况，及时处理发现的问 题，排出设备的脏、乱、松、缺的现 象。提高设备运行的可靠性。经常清 扫环境和设备的卫生，做到文明生产。
七、运行三部离心式压
缩机
• 运行三部共有离心式压缩机四台，分别为重整循环氢压 缩机110-k-201 、重整氢增压机110-k-202、歧化循环氢 压缩机111-k-501、异构化循环氢压缩机111-k-701。
1）迷宫密封：是离 心式压缩机级间和轴 端最常见的密封形式 。
四、离心式压缩机的润滑与密
封
2）浮环密封：是离心式压 缩机密封的一种，密封结 构简单，由内浮环、外浮 环、弹簧、密封圈、销等 组成。设备运行过程中， 浮环在油膜压力作用下， 呈浮动状态。浮环密封需 要单独的密封油站提供密 封油，经过浮环后的密封 油需要有油气分离处理设 施。
三、离心式压缩机结构
离心式压缩机按结 构分可分为水平 剖分和垂直剖分。
1）水平剖分定子 被通过轴心线的 水平面剖分为上 下两部分
三、离心式压缩机结构
• 2）垂直剖分离 心式压缩机， 其缸体为筒型， 两端盖用联接 螺栓与筒形缸 体联成一个整 体。
三、离心式压缩机结构
1.气缸
是压缩机的壳体，又 称为机壳。由壳体和 进排气室组成，内装 有隔板、密封体、轴 承等零部件。对它的 主要要求是：有足够 的强度以承受气体的 压力，法兰结合面应 严密，主要由铸钢组 成。
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吴仲华教授 (1917-1992) 1947年美国麻省理工
博士学位 美国NASA科学家
离心式压缩机
单轴离心式压缩机
工作原理
气体的流动过程：
驱动机 转子高速旋转 气体在叶轮增速及 后面流道中扩压
叶轮入口产生负压（吸气） 被压缩气体连续 从蜗壳排出
能量转化过程：机械能→气体动能、压能→进 一步转换成压能 叶轮转速越高、直径越大传递的能量越大。
结构角度：（理论参数） 叶片出口角β2A（∠ 切线，- u 反向） 与流动和介质无关 （理想状况β2 ＝β2A ）
绝对速度
叶轮出口 速度三角形
圆周 速度
叶轮进口 速度三角形
离心叶轮的典型结构 叶轮速度三角形
分速度：
周向分速度 （c 在圆周方向分量）
cu 、c2u 、c1u 与能量（扬程）有关
能量头（周速）系数 φ2u＝c2u / u2
第一段
第二段
级的典型结构与关键截面
级是离心压缩机使气体增压的基本单元。分为首级、 中间级、末级
中间级: 由叶轮、扩压器、弯道、回流器组成；首级： 吸气室+中间级；末级：叶轮、扩压器、蜗壳
离心压缩机的典型结构与特点 级的典型结构 （各元件通流截面变化及能量转换情况）
特征截面 in - in 0-0
离心压缩机是在通风机基础上发展起来 流量10000m3/min 提高了转速，大都在35000rpm以上，同时解决了
高速度轴承及其动平衡问题
浮环密封结构，解决了高压下的轴端密封 筒型及双层壳解决了强度问题和机体密封 电火花加工使小流量下窄流道叶轮的加工得到解决
准三元流动基本理论
60年代开始应用准三元流动理 论,设计空间扭曲叶片,以改善级 的流动性能，提高效率。
说明
吸气管 叶轮
(首级,中间级) (机)进口 (级)进口
参数
p↓, c↑, t↓
能量
绝能流动
1-1 叶片 进口
2-2 叶轮 出口
p↑, c↑, t↑ 增能(做功)
3-3
4-4
5-5
6-6
0′- 0′
扩压器 扩压器出口 弯道出口 回流器 级出口
进口 弯道进口 回流器进口 出口 下级进口
压力 p↑, 流速 c↓, 温度 t↑
前弯型叶轮： βA＞90°，级效率较低，稳定工作范围窄。
βA
速度三角形 牵连速度u 绝对速度c
相对速度w
叶轮进出口的速度三角形
气流在叶轮中流动的绝对速度为相对速
度和牵连速度的矢量和
c wu
c,
w, u三矢量组成一个封闭的
三角形, 称为速度三角形。
位于叶轮叶道内任一点的流体质点的运动状态，均 可用一个速度三角形来表达。
（无限薄，不占体积）
叶轮进口 速度三角形
相对速度
离心叶轮的典型结构 叶轮速度三角形
气流速度： 绝对速度（气流速度） c 、c2 、c1 牵连速度（叶轮圆周速度） u ＝ rω（角速度）、u2 、u1 相对速度（流动速度） w 、w2 、w1
气流角度：（实际参数） β2（∠ w2 ，- u2 ） α2（∠ c2 ，u2 ）
口，有的装有导向叶片。 ⑤ 吸气室：将进气管中气体均匀导入叶轮。 ⑥ 蜗 壳：收集气体，引出；降速扩压作用。
主要部件及典型结构： 吸气室、叶轮、扩压器、弯道、回流器、蜗壳
级： 由一个叶轮与其相配合的固定元件所构成
段： 以中间冷却器作为分段的标志，可以由几个 级构成
缸： 一个机壳称为一缸，多机壳称为多缸（在叶 轮数较多时采用）
概述
离心压缩机:速度式透平机械。
离心压缩机和轴流式压缩机等习惯称为风机，
分压缩机、鼓风机和通风机。
按排出压力分类
≤0.015MPa
通风机
0.015MPa-（0.3MPa-0.35MPa） 鼓风机
≥（0.3MPa-0.35MPa）
压缩机
离心压缩机的发展概况
新技术、新工艺使得离心压缩机的应用领域愈来愈 广。（石油化工、油气集输）。
定子：压缩机的固定元件，如机壳、 扩压器、弯道、回流器、蜗壳、吸 气室。
离心式压缩机典型结构
主要过流部件： ① 叶 轮：唯一做功部件，增加气体能量； ② 扩压器：主要转能装置（泵中蜗壳或导叶）速度能
转换为压力能 ③ 弯 道：在扩压器后使离心流动变为向心流动，引
入下一级 ④ 回流器：使气流以一定方向均匀流入下一级叶轮入
绝能流动
离心式叶轮的典型结构
1. 按叶轮结构型式 闭式叶轮：性能好、效率高；由于轮盖的影响，叶轮 圆周速度受到限制。 半开式叶轮：效率较低，强度较高。 双面进气叶轮：适用于大流量，且轴向力平衡好。
按叶轮叶片弯曲型式（叶片的出口安装角）
后弯型叶轮：βA＜ 90°，级效率高，稳定工作范围宽。 径向型叶轮： βA ＝90 °，性能介于后弯型和前弯型之间。
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过程流体机械
离心式压缩机
第三章 离心式压缩机
3.1 离心式压缩机典型结构和工作原理 离心式压缩机的基本方程
3.2 性能调节与控制
3.3 安全可靠性
3.4 选型(轴流式压缩机)
菜单
概述
气体压缩机 容积式
透平式
往复式
回转式
活 柱隔 塞 塞膜 式 式式
罗叶螺滑 茨氏杆片 式式式式
离轴斜复 心流流合 式式式式
实际应用中，主要用进、出口的速度三角形。它的 形状和大小将直接关系到叶轮和流体间的能量交 换（功耗）。
c
w
α
cr β
cu
u
c
w
α
cr β
cu
u
叶轮夹角。 β—气流相对速度与圆周速度反方向的夹角，液流角。 cr —绝对速度的径向分速； cu —绝对速度的周向分速。 βA—叶片安置角（叶片在该点的切线与圆周速度反方
径向分速度 （c 在直径方向分量） cr 、c2r 、c1r 与流量（流速）有关
主要结构
EI 120~6.35/0.95 E：有中间冷却器的多级高速离心压缩机 I：代表汽缸，罗马字I
v 扩压器 弯道
吸气室
回流器
蜗壳
叶轮 吸气室
离心式压缩 机典型结构
弯道 扩压器
叶轮
吸气室
回流器 出口蜗壳
离心式压缩机典型结构
离心压缩机
转子：转轴，固定在轴上的叶轮、 轴套、联轴器及平衡盘等。
向的夹角）。
当叶片数无穷多时， βA＝β 叶轮出口处的叶片安置角βA又叫叶片离角。
牵连速度u 绝对速度c 相对速度w
离心叶轮的典型结构
叶轮速度三角形： 叶轮透平机械理论基础 适用压缩机、泵、汽轮机等
实际参数
理论参数
叶轮出口 速度三角形
下标：
1 — 叶轮进口截面 2 — 叶轮出口截面 A — 叶片 th — 理论参数 ∞ — 叶片无限多
博士学位 美国NASA科学家
离心式压缩机
单轴离心式压缩机
工作原理
气体的流动过程：
驱动机 转子高速旋转 气体在叶轮增速及 后面流道中扩压
叶轮入口产生负压（吸气） 被压缩气体连续 从蜗壳排出
能量转化过程：机械能→气体动能、压能→进 一步转换成压能 叶轮转速越高、直径越大传递的能量越大。
结构角度：（理论参数） 叶片出口角β2A（∠ 切线，- u 反向） 与流动和介质无关 （理想状况β2 ＝β2A ）
绝对速度
叶轮出口 速度三角形
圆周 速度
叶轮进口 速度三角形
离心叶轮的典型结构 叶轮速度三角形
分速度：
周向分速度 （c 在圆周方向分量）
cu 、c2u 、c1u 与能量（扬程）有关
能量头（周速）系数 φ2u＝c2u / u2
第一段
第二段
级的典型结构与关键截面
级是离心压缩机使气体增压的基本单元。分为首级、 中间级、末级
中间级: 由叶轮、扩压器、弯道、回流器组成；首级： 吸气室+中间级；末级：叶轮、扩压器、蜗壳
离心压缩机的典型结构与特点 级的典型结构 （各元件通流截面变化及能量转换情况）
特征截面 in - in 0-0
离心压缩机是在通风机基础上发展起来 流量10000m3/min 提高了转速，大都在35000rpm以上，同时解决了
高速度轴承及其动平衡问题
浮环密封结构，解决了高压下的轴端密封 筒型及双层壳解决了强度问题和机体密封 电火花加工使小流量下窄流道叶轮的加工得到解决
准三元流动基本理论
60年代开始应用准三元流动理 论,设计空间扭曲叶片,以改善级 的流动性能，提高效率。
说明
吸气管 叶轮
(首级,中间级) (机)进口 (级)进口
参数
p↓, c↑, t↓
能量
绝能流动
1-1 叶片 进口
2-2 叶轮 出口
p↑, c↑, t↑ 增能(做功)
3-3
4-4
5-5
6-6
0′- 0′
扩压器 扩压器出口 弯道出口 回流器 级出口
进口 弯道进口 回流器进口 出口 下级进口
压力 p↑, 流速 c↓, 温度 t↑
前弯型叶轮： βA＞90°，级效率较低，稳定工作范围窄。
βA
速度三角形 牵连速度u 绝对速度c
相对速度w
叶轮进出口的速度三角形
气流在叶轮中流动的绝对速度为相对速
度和牵连速度的矢量和
c wu
c,
w, u三矢量组成一个封闭的
三角形, 称为速度三角形。
位于叶轮叶道内任一点的流体质点的运动状态，均 可用一个速度三角形来表达。
（无限薄，不占体积）
叶轮进口 速度三角形
相对速度
离心叶轮的典型结构 叶轮速度三角形
气流速度： 绝对速度（气流速度） c 、c2 、c1 牵连速度（叶轮圆周速度） u ＝ rω（角速度）、u2 、u1 相对速度（流动速度） w 、w2 、w1
气流角度：（实际参数） β2（∠ w2 ，- u2 ） α2（∠ c2 ，u2 ）
口，有的装有导向叶片。 ⑤ 吸气室：将进气管中气体均匀导入叶轮。 ⑥ 蜗 壳：收集气体，引出；降速扩压作用。
主要部件及典型结构： 吸气室、叶轮、扩压器、弯道、回流器、蜗壳
级： 由一个叶轮与其相配合的固定元件所构成
段： 以中间冷却器作为分段的标志，可以由几个 级构成
缸： 一个机壳称为一缸，多机壳称为多缸（在叶 轮数较多时采用）
概述
离心压缩机:速度式透平机械。
离心压缩机和轴流式压缩机等习惯称为风机，
分压缩机、鼓风机和通风机。
按排出压力分类
≤0.015MPa
通风机
0.015MPa-（0.3MPa-0.35MPa） 鼓风机
≥（0.3MPa-0.35MPa）
压缩机
离心压缩机的发展概况
新技术、新工艺使得离心压缩机的应用领域愈来愈 广。（石油化工、油气集输）。
定子：压缩机的固定元件，如机壳、 扩压器、弯道、回流器、蜗壳、吸 气室。
离心式压缩机典型结构
主要过流部件： ① 叶 轮：唯一做功部件，增加气体能量； ② 扩压器：主要转能装置（泵中蜗壳或导叶）速度能
转换为压力能 ③ 弯 道：在扩压器后使离心流动变为向心流动，引
入下一级 ④ 回流器：使气流以一定方向均匀流入下一级叶轮入
绝能流动
离心式叶轮的典型结构
1. 按叶轮结构型式 闭式叶轮：性能好、效率高；由于轮盖的影响，叶轮 圆周速度受到限制。 半开式叶轮：效率较低，强度较高。 双面进气叶轮：适用于大流量，且轴向力平衡好。
按叶轮叶片弯曲型式（叶片的出口安装角）
后弯型叶轮：βA＜ 90°，级效率高，稳定工作范围宽。 径向型叶轮： βA ＝90 °，性能介于后弯型和前弯型之间。
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过程流体机械
离心式压缩机
第三章 离心式压缩机
3.1 离心式压缩机典型结构和工作原理 离心式压缩机的基本方程
3.2 性能调节与控制
3.3 安全可靠性
3.4 选型(轴流式压缩机)
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概述
气体压缩机 容积式
透平式
往复式
回转式
活 柱隔 塞 塞膜 式 式式
罗叶螺滑 茨氏杆片 式式式式
离轴斜复 心流流合 式式式式
实际应用中，主要用进、出口的速度三角形。它的 形状和大小将直接关系到叶轮和流体间的能量交 换（功耗）。
c
w
α
cr β
cu
u
c
w
α
cr β
cu
u
叶轮夹角。 β—气流相对速度与圆周速度反方向的夹角，液流角。 cr —绝对速度的径向分速； cu —绝对速度的周向分速。 βA—叶片安置角（叶片在该点的切线与圆周速度反方
径向分速度 （c 在直径方向分量） cr 、c2r 、c1r 与流量（流速）有关
主要结构
EI 120~6.35/0.95 E：有中间冷却器的多级高速离心压缩机 I：代表汽缸，罗马字I
v 扩压器 弯道
吸气室
回流器
蜗壳
叶轮 吸气室
离心式压缩 机典型结构
弯道 扩压器
叶轮
吸气室
回流器 出口蜗壳
离心式压缩机典型结构
离心压缩机
转子：转轴，固定在轴上的叶轮、 轴套、联轴器及平衡盘等。
向的夹角）。
当叶片数无穷多时， βA＝β 叶轮出口处的叶片安置角βA又叫叶片离角。
牵连速度u 绝对速度c 相对速度w
离心叶轮的典型结构
叶轮速度三角形： 叶轮透平机械理论基础 适用压缩机、泵、汽轮机等
实际参数
理论参数
叶轮出口 速度三角形
下标：
1 — 叶轮进口截面 2 — 叶轮出口截面 A — 叶片 th — 理论参数 ∞ — 叶片无限多