第3章-离心压缩机..
离心式压缩机.课件
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。
3、检查联轴节。 4、拆卸联轴节，检查其不平衡性。 5、检修或更换密封。 6、消除油膜涡动对轴承影响 7、设法使压缩机运行条件偏离喘振点。
8、气体带液体或杂质侵入
8、更换密封、排放积水。
9、叶轮过盈量小，在工作转速下消失。 9、消除叶轮与轴装配过盈小的缺陷。
离心式压缩机故障
压缩机 喘振
1、运行点落入喘振区或离喘 振线太近。
3）工艺系统 按规定时间和路线，检查工艺系统各部位的 温度、压力、液面的指示值，发现偏离及时调节，确保工 艺系统正常运行。
离心式压缩机的使用维护
4）主机 主机是检查维护的主体，要按规定时间，严格检 查各轴承的振动、瓦温、回油情况、转速和轴位移的指示 情况，如发现偏离操作指标规定的范围，要采取有效措施， 排出故障因素，使主机运行正常。
径向轴承是影响其安全工作和 使用率的关键零件之一，常用 可倾瓦轴承，可倾瓦支撑轴承 包括沿中心线 剖分的圆柱形轴承套和五个可 倾斜的扇形轴瓦，瓦块可以使 转子偏心，可以优化轴承瓦块 上的载荷分布情况，并且形成 更好的油楔。
油锲倾斜块式径向轴承
1．瓦块 2.上轴承套3.螺栓4.圆柱销5.下轴承套 6．定位螺钉 7.进油节流圈
移大波动 不好，压比变化大。
离心式压缩机叶轮
2、叶轮 叶轮又称工作轮，是压缩机的最主要的部件。叶轮随主轴高速旋转，对气
离心压缩机的基本结构
离心压缩机的基本结构第一节离心压缩机系统组成众说周知，整套离心压缩机组是由电气、机械、润滑、冷却、控制等部分组成的一个系统。
虽然由于输送的介质、压力和输气量的不同，而有许多种规格、型式和结构，但组成的基本元件大致是相同的，主要由转子、定子、和辅助设备等部件组成。
第二节主机部件一、离心压缩机的转子转子是离心压缩机的关键部件，它高速旋转。
转子是由叶轮、主轴、平衡盘、推力盘等部件组成。
叶轮叶轮也叫工作轮，是离心式压缩机的一个重要部件，气体在工作路轮中流动，其压力、流速都增加，同时气体的温度也升高。
叶轮是离心式压缩机对气体作功的唯一元件。
1.在结构上,叶轮典型的有三种型式：⑴闭式叶轮：由轮盘、轮盖、叶片三部分组成。
⑵半开式式叶轮：无轮盖、只有轮盘、叶片。
⑶双面进气式叶轮：两套轮盖、两套叶片，共用一个轮盘。
⒉叶轮的结构以叶片的弯曲形式来分：⑴前弯叶片式叶轮：叶片弯曲方向与叶轮的旋转方向相同。
叶片出口角＞90°。
⑵后弯叶片式叶轮：叶片弯曲方向与叶轮的旋转方向相反，叶片出口角＜90°。
⑶径向叶片式叶轮：叶片出口方向与叶轮的半径方向一致，叶片出口角＝90°。
主轴主轴的作用就是支撑安装其上的旋转零部件（叶轮、平衡盘等）及传递扭矩。
在设计轴确定尺寸时，不仅考虑轴的强度问题，而且要仔细计算轴的临界转速。
所谓临界转速就是轴的转速等于轴的固有频率时的转速。
平衡盘、推力盘在多级离心压缩机中，由于每级叶轮两侧的气体作用力不一致，就会使转子受到一个指向低压端的合力，这个合力，我们称为轴向力。
轴向力对于压缩机的正常运转是不利的，它使转子向一端窜动，甚至使转子与机壳相碰，发生事故。
因此应设法平衡它，平衡盘就是利用它的两侧气体的压力差来平衡轴向力的零件。
热套在主轴上，通常平衡盘只平衡一部分轴向力，剩余的轴向力由止推轴承来承受。
推力盘是固定在主轴上的止推轴承中的一部分，它的作用就是将转子剩余的轴向力通过油膜作用在止推轴承上，同时还确定了转子与固定元件的位置。
离心压缩机—离心压缩机概述
图5-3 （c）末级
末级：叶轮，扩压器 + 出口蜗壳
首级：叶轮，扩压器 弯道、回流器 + 进口蜗壳
末级 中间级 首级
图5-3 离心压缩机的级
中间级：叶轮，扩压器 弯道、回流器
末级：叶轮，扩压器 + 出口蜗壳
2. 段
① “段”以进气口为标志，压缩机只有一个 进气口和一个排气口，就称为一段压缩。
二、离心压缩机的总体结构
1. 结构组成
① 离心压缩机是由转子、定子、轴承等组成。 ② 转子是由主轴、叶轮、平衡盘、联轴器等组成。 ③ 定子是由机壳、扩压器、弯道、回流器等组成。 ④ 密封装置是由轴端密封和级间密封组成。见图5-2.
5-2 离心压缩机的结构实物图
2. 各部件的功能
① 吸气室：为了将需要压缩的气体，由进气管（或中间冷却器）的出口均匀的导入 叶轮中去增压，所以在每一段的第一级进口处都设有吸气室。见图5-2所示。
5-2 离心压缩机的结构实物图
② 叶轮：叶轮是离心式压缩机中唯一对气体做功的部件。气体进入叶轮以后，在叶片的 作用下，随叶轮高速旋转，通过叶片对气体做功，气体能量增加，气体在叶轮出口时 的压力和速度均得到明显提高。见图5-2所示。
5-2 离心压缩机的结构实物图
③ 扩压器：是离心压缩机中能量转换部件，由于气体从
度时，会产生“喘振”现象。 ③ 离心式压缩机单级压力比不高，不适用于较小的流量和压力比较高的场合。 ④ 离心式压缩机稳定工况区较窄，尽管气量调节较方便，但经济性较差。
离心式压缩机的分类、型号、性能参数
目
1
离心式压缩机的分类
录
2
离心式压缩机的型号表示
3 离心式压缩机的性能参数
离心式压缩机
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
BCL406离心压缩机说明书
目录前言第1章概述1.1 离心压缩机说明1.2 离心压缩机数据表1.3 离心压缩机性能曲线1.4 离心压缩机横向振动自然频率分析第2章离心压缩机本体结构介绍2.1 离心压缩机型号的意义2.2 离心压缩机定子及其组成2.2.1 机壳2.2.2 隔板2.2.3 级间密封2.2.4 平衡密封2.3 转子及其组成2.3.1 主轴2.3.2 叶轮2.3.3 隔套2.3.4 轴螺母2.3.5 平衡盘2.3.6 推力盘2.4 支撑轴承2.5 推力轴承2.6 轴端密封2.7 联轴器2.8 联轴器护罩2.9 底座2.10 振动，轴位移第3章离心压缩机安装3.1 离心压缩机基础3.2 离心压缩机安装和灌浆3.3 离心压缩机找正和连接第4章离心压缩机的操作4.1 启动之前要采取的措施4.2 启动4.3 运行期间监督4.4 正常停机4.5 非正常停机（跳闸停机）4.6 运行期间的故障分析及排除4.7 长期运行时的日常维护4.8 不运行期间的维护第5章离心压缩机维修5.1 维修说明5.2检查5.3压缩机在运转中的故障排除5.4维修要点5.5组装5.6安装在压缩机上的调节装置和仪表的拆、装5.7离心压缩机运输的防范护措施5.8干气密封第6章压缩机装置备件6.1 订购备件6.2 备件的长期储存6.3 危险备件6.4 零件返修第7章润滑油系统第8章仪控系统第9章液压工具说明第10章配套件使用说明书前言该操作说明书用于熟悉BCL406压缩机装置和应用该压缩机装置的工程技术人员。
操作说明书包括如何安全地，合适地、经济地使用该压缩机装置的重要资料。
遵照说明书将有助于避免对机组的危害，减小修理费用和维修次数，提高了该压缩机装置的可靠性和使用寿命。
当压缩机正在运转时，这些操作说明书不能替代操作人员的现场培训。
如果要求的话，我们可以在合同基础上为此目的提供一名培训工程师。
责任：我们将不承担由于操作错误和操作人员对装置故障不当处理使机组受到损伤的责任。
离心压缩机原理范文
离心压缩机原理范文
离心压缩机有许多不同的设计，但基本原理是相同的。
它由一个旋转的转子和一个固定的壳体组成。
转子通常具有多个叶片，它们与转子轴线垂直排列。
当转子旋转时，离心力使气体或液体靠近转子外缘，同时产生向中心的压缩力。
在压缩机运行期间，气体或液体进入进气口，进入压缩腔室。
当转子开始旋转时，压缩腔室中的气体或液体被离心力推向转子的外缘。
叶片通过旋转将气体或液体推向腔室的出口。
压缩腔室的体积逐渐减小，导致气体或液体被压缩，并以更高的压力或温度离开压缩腔室。
离心压缩机的应用非常广泛。
在空气压缩系统中，它可以提供高压空气用于供气设备或工艺过程。
在制冷系统中，它可以将低温制冷剂压缩为高温、高压状态，并将热量排放到环境中。
在液压系统中，它可以提供高压液体用于传递力或进行机械动作。
总结起来，离心压缩机通过利用离心力原理将气体或液体压缩成更高压力或温度的状态。
它由旋转的转子和固定的壳体组成，通过旋转转子将气体或液体推向离心腔室的外缘，并将其压缩。
离心压缩机在许多领域都有广泛的应用，如空气压缩、制冷和液压系统。
离心式压缩机专题(三)
离心式压缩机专题（三）离心式压缩机的叶轮3 离心式压缩机的转动部件在第一部分内容里，学习离心式压缩机的主要构成时，我们知道离心式压缩机主要由本体部分和辅助系统构成。
而离心式压缩机的本体主要包括转动部件和静止部件两个部分。
通过第三部分内容，将重点对离心式压缩机的主要转动部件进行介绍，包括叶轮、主轴、平衡盘、推力盘和轴套等。
3.1 离心式压缩机的叶轮叶轮是离心式压缩机中对气体做功的元件，气体流经叶轮时，压力和速度得到提高，实现将离心式压缩机的动能转换为气体的压力能和动能，是非常重要的元件，而且是高速旋转元件，所以对叶轮的设计、材料、制造和装配都有很高的要求。
①提供较大的能量头，能量头指的是单位质量气体经过压缩后所获得的能量，能够提供较大的能量头可以理解为，叶轮在旋转的过程中，能够对单位质量气体提供较多的能量。
②叶轮以及与之相配套的级的效率要高，指的是从设计、材料和制造工艺上要使得每一级叶轮与之相配套构成的级的能量损失要小，从而实现比较高的级效率。
③叶轮形式能使级及整机的性能稳定，后面的内容里将会介绍到，叶轮形式的不同会对流经叶轮的气流状态产生明显不同的影响，从而会对级的性能稳定性及整机性能的稳定性产生明显影响，因此，叶轮的形式要能使级及整机的性能稳定。
④强度和质量符合要求，不仅因为叶轮需要受力和做功，而且对于高速旋转的叶轮，如果强度和质量不符合要求，是比较危险的，因此不仅需要在设计、材料、制造和装配上确保叶轮的强度和质量，而且在压缩机的运行过程中，一定要确保各种工艺参数满足设计要求，避免对叶轮状态产生不良影响。
3.1.1 叶轮的分类①按照叶轮的结构形式可以分为开式叶轮、半开式叶轮和闭式叶轮；②按照叶片的弯曲形式可以分为前弯叶片式叶轮、后弯叶片式叶轮和径向叶片式叶轮；③按照加工工艺可以分为铆接式叶轮、焊接式叶轮和整体式叶轮。
三种不同结构的叶轮3.1.2 开式叶轮开式叶轮结构最简单，仅由轮毂和叶片组成。
压 缩 机 基 本 知 识
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。
离心式压缩机知识解读
（25.4×2.5） （25.4×3.5）
⑦、启动
氮气吹扫、置换。 进气阀打开 油系统启动
检查油压，当必要时通过调节阀调节进油总管中的主油压（正常油压为 0.245Mpa(G)）及各供油支管上的油压（支撑轴承润滑油压力0.090.13Mpa(G), 推力轴承润滑油压力0.025-0.13Mpa(G)）。
10.5
10 虚线为防喘振线
设计压力
Mpa
5.5/0.6
允许最高工作压力
Mpa
5.13/0.5
气密性试验压力Mຫໍສະໝຸດ a5.5/水压试验压力
Mpa
6.88/0.75
设计温度
℃
150/50
工作介质
合成气/水
腐蚀裕量
mm
2/2
耗水量
T/H (正常点/额定点)
213/253
换热面积
㎡
169
② 管侧/壳侧 8.5/ 0.6 8.3/ 0.5 8.5/
检查各个出口点的观察玻璃以确保油正在流动。 通过关闭主油泵，检查辅助油泵（电动机驱动）是否正常。 当达到较低的油压限制值时，辅助油泵必须自动地接入。在这之后，油
压必须再次达到设定值。在主油泵已再次打开之后，手动关闭辅助泵。 驱动机启动（见制造厂的说明书）。 建立必要的气体压差：如干气密封压差。 气体注入该压缩机。 暖管、低速暖机（300～500r/min）具体操作按照气轮机启动说明。
壳体组成：法兰、筒体、封头、接管、排水管、排气管、爆破片接 管、鞍型支座。
管束组成：管板、换热管、折流板。 管箱组成：法兰、封头、进出口接头、分层板。 3）、管程走工艺气体，设计压力为5.5MPa；壳程走冷却水，设计压力为 0.6MPa。 4）、管板的作用:把换热管连接起来，采用强度胀、强度焊接，保证密封。 5）、折流板作用：增大冷却水在壳体内的行程，增强换热效果。 6）、密封：壳程与管程之间的密封采用榫槽密封。
压缩机的喘振与失速-译文第3章(DOC)
第3章失速相关3.1 导论旋转失速本质研究的结果表示，为了完整的描述一个建立的失速模式，必须知道单元的数目、周向宽度、径向宽度和传播速度。
试验结果表示形成数据相关的基础用于预测失速结构的确定趋势。
当质量流量减少时，单元的数目可以增加或减少，但是在总体单元附近的环面阻塞率始终增加。
对于低的中心/末端比率转子的压缩机，初始模式是局部范围失速。
对于高的中心/末端比率的转子，只有整体范围失速似乎被遇到。
绝对传播速度随转子旋转转速而增加，但是随单元数目和从局部范围失速到整体范围失速的转变而改变。
这一章述评了企图量化它们的趋势且发展了数据相关。
3.2 轴流压缩机3.2.1 环形通道阻塞阻塞可归结于压缩机失速在有末端失速起始的峰值压力增量处开始。
它随质量流量减少且不管旋转失速的转变以及在失速单元数目上的改变而渐进地增加。
两种参考书上出现作为流量系数函数的阻塞数据。
这两组数据绘制在图3.1上。
这幅图表示关于Fabri和Siestrunck（1957）文献中的峰值压力增量点以及关于Rockett(1959)文献中的峰值压力增量的范围。
Fabri和Siestrunck采用的数据是在低于峰值压力增量处流动的流量。
Rockett(1959)文献中的数据是选自失速的初始点。
当压缩机仍然处于峰值压力增量处时，阻塞增加大约20％是非常显著的。
在失速起始处阻塞上存在激增也是显著的。
当流量系数为0.55时，在大约8％的阻塞处存在直接的升高，在这之后阻塞线性地改变。
如果在失速流动的范围上，在非阻塞区域内的轴向速度是常数，在阻塞上的变化将是线性的。
这是通过短划线截取在100％的阻塞处的纵轴和在流量系数为0.55的横坐标来表示。
在质量流量微小的改变下，阻塞上出现急剧增加意味着当失速开始时轴向速度必须增加。
作者指出在非常低的流量下，热线数据表示在大的单个失速单元上的强回流的局部区域。
这将给出一个低于用常数的轴向速度线表示的阻塞值。
然而这个区域依然代表了来流的阻力，而且仍然能把阻塞作为是有效的。
离心压缩机—离心压缩机的主要零部件
2. 扩压器的分类
对于离心压缩机来说，提高静压能（即压力）是其主要目的，对速度的要求，只 要能保证在一定流通截面积的输气管道中维持所需的气量即可。
扩压器有无叶扩压器、叶片扩压器、直壁扩压器三种结构
（1）无叶扩压器
是由两个平行壁构成的一个环形通道，流道之后与弯道相连。 见图5-46所示，截面2-2为叶道的出口截面；截面3-3为无叶扩压 器的进口截面；截面4-4为无叶扩压器的出口截面，截面2-2比截 面3-3略宽一点，主要是为了避免叶轮外缘与固定流道壁相摩擦 。
离心式压缩机的主要零部件——固动元件
目 录
1 固动元件——吸气室 2 固动元件——扩压器 3 固动元件——弯道和回流器 4 固动元件——排气室
离心式压缩机的主要零部件——固动元件
离心式压缩机除转动元件之外，还有吸气室、扩压器、弯道、回流器及蜗壳等 不随主轴回转的固定元件。
一、 吸气室
1. 吸气室的作用
推力盘是将轴向力传递给止推轴承的装置，其结构见图 5-43所示。
四、 轴套
1. 作用
轴套的作用是使轴上的叶轮与叶轮之间保持一定的 间距，防止叶轮在主轴上产生窜动。见图5-44所示。
2. 轴套的结构
轴套安装在主轴上，见图5-44所示。
轴套一端开有凹槽，主要起密封作用，另一端加工 有圆弧形凹面，该圆弧形的凹面在主轴上的位置恰好与 主轴上的叶轮入口相连，这样可以减少因气流进入叶轮 所产生的涡流损失和摩擦损失。
（1）等截面排气室
① 定义：沿圆周各流通截面积相等。气流沿圆周进入排 气室汇总后由出气管引出。见图5-50（a）所示。
② 特点：由于气流在排气室到排气管前一段截面处气量 最大，而排气管后的截面处气量最小，因此，等截面 排气室不能很好地适应这种流量。
第3章离心压缩机
3.1.3 级内的各种能量损失
级中能量损失包括三种：流动损失、漏气损失、轮阻损失
3.1.3.1 级内的流动损失
（1）摩阻损失
产生原因：流体的粘性是根本原因。从叶轮进口到出口有流 体与壁面接触，就有边界层存在，就将产生摩阻损失。
大小：
Hf
l cm2
dhm 2
f Re, D
为摩阻系数 ，是Re与壁面粗糙
能量方程用来计算气流温度（或焓）的增加和速度的变化。
Lth q cp T0 T0
c02 c02 2
h0
h0
c02
2
c02
根据热力学的能量转换与守恒定律，当气体在 级中作稳定流动时，取级中任意两截面a、b间 的系统作为考察对象，则对单位质量气体有：
能量方程的物理意义：
•能量方程是既含有机械能又含有热能的能量转化与守恒方程，它 表示由叶轮所作的机械功，转换为级内气体温度（或焓）的升高和 动能的增加；
对于多变过程，则多变压缩功为
m1
2 dp
1
Wi M
Lpol
H pol
m m 1
RT1
p2 p1
m
1
式中 H pol 称为多变压缩有效能量头，简称为多变能量头。
能量头系数ψ：能量头与 u22之比，那么多变能量头系数表示为
pol
H pol u22
或
H pol
u2
pol 2
多变能头系数的大小，表示叶轮圆周速度用来提高气体压力比的能量利用 程度。
（4）二次流损失
产生原因：叶道同一 截面上气流速度与压 力分布不均匀，存在 压差，产生流动，干 扰主气流的流动，产 生能量损失 。
在叶轮和弯道处急剧 转弯部位出现。
泵与压缩机第三、四章思考题及答案
答：所以进口节流调节，实际上是改变了压缩机的性能曲线。这是一种比较简便而常用 的调节方法。另外，关小进口阀，会使压缩机性能曲线向小流量方向移动，减小极限喘振流 量，因而可使压缩机在更小的流量下稳定运行，这是进口节流的另一优点。但它还是有一定 的节流损失，同时工况变化后对压缩机级效率也有影响。 13. 离心压缩机的流量调节中改变转速、进口节流、进气预旋三种调节方法的经济性哪种最
答：两级串联后的性能曲线的喘振流量 (QI +II ) min 变大，比单级时向右移了，而两级串 联后的最大流量 (QI +II ) max 则小于第Ⅰ级单独工作时的 (QI ) max 。也就是说，两级串联工作后， 使喘振流量增大，而堵塞流量减小， ε — Qs 曲线变陡，稳定工况区变窄。
图 2-19 两级串联性能曲线的形成 显然，级数越多，密度变化越大，稳定工况区也就越窄，因此多级离心压缩机稳定工况 区的宽窄，主要取决于最后几级的特性。为了扩大多级压缩机的稳定工况区，应尽量使后面
好，哪种最差？ 答：图 3-27 表示了进口节流、进气预旋和改变转速三种调节方法的经济性对比。其中 以进口节流为比较基础，曲线 1 表示进气预旋比进口节流所节省的功率；曲线 2 表示改变转 速比进口节流所节省的功率。显然改变转速的经济性最佳。
图 3-27 各种调节方法的经济性比较 曲线 1－进气预旋与进口节流之比较 曲线 2－改变转速与进口节流之比较
答：流量小于设计值时，相当于 i > 0 ，在叶片非工作面前源缘发生分离，并在通道中向
叶轮逐渐造成很大的分离损失。
而流量大于设计流量，相当于冲角 i < 0 ，在叶片工作面前缘发生分离，但它不明显扩散。
此外，在任何流量下，由于边界层逐渐增厚和轴向漩涡造成的滑移影响，在叶片出口附近工 作面上往往有一点分离区。
第3章：离心压缩机的工作原理
第三章 离心压缩机的工作原理1 速度三角形因为叶轮对气体作功， 叶轮的进出口截面气体运动速度就有变化。
要研究叶轮作功大小，只需讨论叶轮进出口的气体速度。
气体在叶轮中的运动速度有三种相对速度 园周速度 绝对速度气体在叶轮中的实际流动不完全沿着叶片，会有一个与叶轮旋向相反的轴向旋涡。
叶轮出口的速度三角形如下：叶轮对气体所作的功:h = +-g u u 22122+-g w w 22221gc c 22122- (前两项为静压能，第三项为动压能)2 通流元件中参数的变化3 效率的概念压缩机消耗的轴功率 ( N ) 应尽可能用于提高气体压力，因此， 静压能是有用的，其它为无用的损失。
用效率来评价有用的部分。
相应有以下效率：等温效率η i s = N i s / N绝热效率η a d = N a d / N多变效率η p o l = N p o l / N一般地，η a d < η p o l <η i s不同过程下耗功计算：等温功N i s = 1.634 × P s × V × lnsd P P (KW)绝热功 压力温度速度曲线 压力曲线 温度曲线 速度曲线 进气室 叶轮 扩压器 蜗壳 压比N a d = 1.634 × P s × V × 1-k k × ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-11k k s d p p (KW) 多变功N p o l = 1.634 × P s × V × 1-m m × ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-11m m s d p p (K W) 式中 P d 排气压力 kgf/cm 2 (A) P s 进气压力 kgf/cm 2 (A) V容积流量 m 3 / min K绝热指数 m多变指数。
3-11离心压缩机的驱动方式
第十一节离心压缩机的驱动方式1．电动机电动机－－长输管道压气站常用2. 2. 燃气轮机燃气轮机燃气轮机－－长输管道压气站常用3. 3. 蒸汽轮机蒸汽轮机蒸汽轮机－－天然气处理厂和炼油化工厂常用4. 4. 烟气轮机烟气轮机烟气轮机－－在炼油厂用4. 4. 柴油机柴油机柴油机－－少些离心式压缩机属速度型机组离心式压缩机属速度型机组，，必须在高速下才能有效工作必须在高速下才能有效工作，，可选用的原动机有燃气轮机用的原动机有燃气轮机、、变频电动机变频电动机、、汽轮机等汽轮机等。
天然气长输管道大功率压缩机主要采用燃气轮机和变频电机驱动道大功率压缩机主要采用燃气轮机和变频电机驱动；；燃气轮机驱动离心式压缩机燃气轮机驱动离心式压缩机，，燃气轮机与压缩机之间采用分轴式连接连接，，可以实现轴流式空气压缩机和离心式压缩机的单独调节可以实现轴流式空气压缩机和离心式压缩机的单独调节，，较好地适应离心式压缩机的工况变化较好地适应离心式压缩机的工况变化。
燃气轮机所用燃料气直接取自管输天然气取自管输天然气，，对外界供电的需求量小对外界供电的需求量小，，依赖性小依赖性小。
燃气轮机在沙漠无电在沙漠无电、、电网薄弱电网薄弱、、电价较高和电源紧张地区是天然气长输管道的首选机型管道的首选机型。
为满足管道多变工况运行和节能的需要为满足管道多变工况运行和节能的需要，，应采用变频电机驱动离心式压缩机心式压缩机，，配置相应的输配置相应的输、、配、变电系统变电系统。
为满足离心式压缩机高速的要求机高速的要求，，电动机与压缩机之间需配置一套齿轮变速箱电动机与压缩机之间需配置一套齿轮变速箱。
一般在环境要求特别高般在环境要求特别高、、外部电网供电可靠外部电网供电可靠、、电价较便宜电价较便宜，，电源充足的地区可以考虑选用变频电机驱动方式足的地区可以考虑选用变频电机驱动方式。
一．概述1．结构形式单轴分轴双轴二．燃气轮机压气机压气机－－利用机械动力使空气的压力增加并伴有温度升高利用机械动力使空气的压力增加并伴有温度升高；； 燃烧室燃烧室－－使燃料与空气发生反应使燃料与空气发生反应，，提高燃气温度的部件提高燃气温度的部件；； 透平透平－－利用燃气的膨胀对外做功产生机械动力的部件利用燃气的膨胀对外做功产生机械动力的部件。
离心机原理(空压机)
第一章压缩机的基本知识第一节压缩机概述一、定义：压缩机是用来提高气体压力和输送气体的机械。
二、主要用途：⒈动力用压缩机⑴压缩气体驱动各种风动机械，如：气动扳手、风镐。
⑵控制仪表和自动化装置。
⑶交通方面：汽车门的开启。
⑷食品和医药工业中用高压气体搅拌浆液。
⑸纺织业中，如喷气织机。
⒉气体输送用压缩机⑴管道输送--为了克服气体在管道中流动过程中，管道对气体产生的阻力。
⑵瓶装输送--缩小气体的体积，使有限的容积输送较多的气体。
⒊制冷和气体分离用压缩机如氟里昂制冷、空气分离。
⒋石油、化工用压缩机⑴用于气体的合成和聚合，如：氨的合成。
⑵润滑油的加氢精制。
三、压缩机的分类⑴按作用原理分：容积式和速度式（透平式）⑵按压送的介质分类：空气压缩机、氮气压缩机、氧气压缩机、氢气压缩机等⑶按排气压力分类：低压（0.3-1.0MPa）、中压（1.0-10MPa）、高压（10-100MPa）、超高压（＞100MPa）⑷按结构型式分类：压缩机----容积式、速度式。
容积式----回转式（包括螺杆式、滑片式、罗茨式）、往复式（包括活塞式、隔膜式）。
速度式----离心式、轴流式、喷射式、混流式。
第二节压缩机的著名厂家一、国外著名的压缩机企业有以下几家：⑴日本有七家：日立（Hitachi）、三井、三菱（Mitsubishi）、川崎、石川岛(IHI)、荏原（EBRARA，包括美国埃理奥特ELLIOTT）和神钢（Kobelco）；⑵美国有五家：德莱赛兰（DRESSER-RAND）、英格索兰（Ingersoll-rand）、库柏（Cooper）、通用电气动力部（GE,原来的意大利新比隆Nuovo Pignone公司）和美国A－C压缩机公司；⑶德国有二家：西门子工业（原来的德马格－德拉瓦）、盖哈哈-波尔西克（GHH-BORSIG）；⑷瑞士有一家：苏尔寿（SULZER）；⑸瑞典有一家：阿特拉斯（ATLAS COPCO）；⑹韩国有一家：三星动力。
09离心式压缩机的典型结构与基本方程(一)
2
Cr 2 ctg 2 A sin 2 A ) U2 Z
2r
Cr 2 U2
为流量系数
Z
2
2U (1 2 r ctg 2 A
sin 2 A )
理论能量头系数或周速系数
H th 2U U 2
叶片数有限多时的欧拉方程:
例1 某离心式压缩机的第三级叶轮其叶片进
C4
2
C3 2C P
0
Tst
C3 C4 T3 T4 2C p 2C p
2
2
绝能流道 的特点：
②非绝能流道的特点
H th 0
( H st ) 4 ( H st ) 3
(Tst ) 3 (Tst ) 4 const
H th ( H 2 H 1 )
H1
2
2
1.4 1 0 962 4.57K 1.4 288 .3 2
T0 Tin 4.57 293 4.57 288 .4K
叶轮出口截面气流温度略
例2.已知某离心式空气压缩机“级”的in－in截面气流温度
tin=20°，Cin=0，R=288J/(㎏· k)，级的进口截面上的压力 Pin=93kPa，由叶轮加入到气流的外功能头htot=48kJ/㎏，叶轮进、
①吸气室作用 将气体均 匀导入叶轮入口 ②叶轮 对气体作功使气 体获得能量 ③扩压器 将速度能转化 为压力能 。 ④弯道 使气体由离心方向改变为向心方向。 ⑤回流器 使气体依靠回流器中的叶片导流作用均匀地向心流动。 ⑥涡壳 将扩压器或叶轮出来的气流汇集起来引出压缩机。
3 几个重要部件：
（１）密封件：进口密封 叶轮进口圈外径处设轮盖密封 级间密封 通常采用迷宫式密封 轴封 转轴伸出机壳外设有密封，称轴端密封 低压处采用迷 宫密封，高压处采用浮环油膜密封或机械密封。
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第四节 离心式制冷压缩机
离心式制冷压缩机的优点：
能够合理的利用能源。
大型制冷压缩机的耗电量巨大。为减少发电设备、电动机及 能量转换过程中的各种损失，对大型离心式制冷压缩机可用蒸气 轮机或燃气轮机直接驱动，还可再配以吸收式制冷机，实现能量 的梯级利用或冷、热、电联产。 离心式制冷压缩机的局限：
离心式制冷压缩机对最小制冷量的要求
受加工工艺的限制，叶轮直径一般不宜小于200～250mm)。此外，离心 式压缩机转速很高。因此，其排气量很大，即使采用单位容积制冷能力小的 制冷剂，单级容量也不宜小于500kW。 (适用于大型制冷装置，如中央空调、大型冷库、石化工业等)
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第四节 离心式制冷压缩机
ωc,th称之为叶轮的理论能量头。
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第四节 离心式制冷压缩机
一般离心式制冷压缩机气流均沿轴向进入叶轮，即在叶轮进 口处气体流速在圆周切线方向的投影为0，因此：
wc ,th
cu 2 2 2 cu 2u2 u 2 u 2u 2 u2
Ψu2－叶轮出口处气流切线分速度系数。 可见，离心式压缩机产生的理论能量头只与叶轮外缘圆周速
度及流动情况有关，而与制冷剂性质无关。
(2) 离心式制冷压缩机气体被压缩所需要的能量头
在理想条件下，需要的能量头等于压缩机的理论功耗，即：
wc,th＝h2－h1
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第四节 离心式制冷压缩机
在实际的压缩过程中，由于摩擦及气体的吸热，气体压缩所 需要的能量头大于压缩机的理论耗功量，即：
叶轮入口处 叶轮出口处
u1 r1
cu1 ,
cu 2
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叶轮中进出口速度三角形
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第四节 离心式制冷压缩机
假设通过叶轮的制冷剂流量为Mr kg/s，则进出口气流对叶轮 的动量矩分别为：
M r cu1r1 ,
M r cu 2r2
根据动量矩原理，外力矩[M]应等于单位时间内叶轮进出口
第四节
离心式制冷压缩机
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第四节 离心式制冷压缩机
离心式制冷压缩机的优点：
制冷能力大，大型离心式制冷压缩机的效率接近现代大型立式
活塞式制冷压缩机；(适用于大型中央空调系统及石化工业使用)
结构紧凑，质量轻，比同等制冷能力的活塞式制冷压缩机轻
80～90％，占地面积越减少一半；
没有磨损部件，工作可靠，维护费用低； 运行平稳，噪声低。并且运行时制冷剂不与润滑油混合。
三、离心式压缩机的特性 (1) 离心式压缩机的特性曲线
喘振点
设计转速特性曲线
在设计点转速下离心式 压缩机的特性曲线。
依次递增
效率最高点 (设计点)
离心式压缩机的特性
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第四节 离心式制冷压缩机
(2) 离心式压缩机的设计转速特性 设计点D： 在该工况点压缩机
喘振点 设计点
效率最高，偏离此点越远，效率
下降越多。 喘振点S： 在该工况点气体获 得的能量头最大。 喘振： 由于冷凝压力升高导致离心式 压缩机排气口气体来回倒流撞击 现象称之为喘振。
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最大流量点 工作范围
离心式压缩机的设计转速特性
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第四节 离心式制冷压缩机
离心式压缩机发生喘振的危害
造成周期性的噪声增大和振动； 高温气体倒流充入压缩机将引起压缩机壳体和轴承温度升高。如不
2、单级离心式压缩机的构造
(多级见flash3-17)
扩压器
正视图
涡室
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侧视图
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第四节 离心式制冷压缩机
二、离心式压缩机的工作原理 (1) 叶轮的压气作用 离心式压缩机依靠叶轮 旋转产生的离心力作用，将 吸入的低压气体压缩成高压 状态。
压力变化
速度变化
气体通过叶轮时的速度和压力变化
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第四节 离心式制冷压缩机
气流在叶轮中的复合运动(速度为c)，由两个分运动合成：
气体沿叶片所形成的流道流过叶轮，其速度称为相对速度v。 气体随叶轮一起旋转，其速度称之为圆周速度u。
u2 r2 根据速度三角形 c u v
分别计算进出口气体的速 度，再计算它们在切线方 向的分量：
动量矩之差，即：
[M ] M r cu 2r2 M r cu1r1 M r cu 2 r2 cu1r1
则每秒叶轮传给气态制冷剂的功为[M]ω，每千克气体所获 得的功量为：
c ,th
M c
Mr
u2 2
r cu1r1 cu 2u2 cu1u1
对于材料强度、加工精度及制造质量均要求较高； 更适合大型或特殊用途的场合，小型机效率较低。
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第四节 离心式制冷压缩机
一、离心式压缩机的构造
1、离心式制冷压缩机的分类
单级离心式压缩机；(主轴上设一个叶轮) 多级离心式压缩机。(主轴上设多个叶轮)
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第四节 离心式制冷压缩机
w
wc ,th
ad
式中：离心式制冷压缩机的绝热效率，一般为0.7~0.8。 可见，气体被压缩时实际所需要的能量头与运行工况及制冷 剂的性质有关。即使在同一工况下，不同制冷剂所需的能量头也不 同。 一般说来，气体分子量越大，所需能量头反而小。(见课本P72)
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第四节 离心式制冷压缩机
(3)叶轮外缘圆周பைடு நூலகம்度和最小制冷量 由于各种能量损失，气态制冷剂所获得的能量头恒小于理 论能量头，即：
w' h wc,th h u 2u2 u2
2
2
式中 ηh－水力效率；φ－压力系数。
可见， 叶轮外缘圆周速度越大，气体获得的能量头越大。但
受叶轮材料强度的限制，u2不宜大于275m/s。 受流动阻力的制约，马赫数Mu2也不宜太大，一般取1.3~1.5。
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第四节 离心式制冷压缩机
离心式制冷压缩机对制冷剂的要求
为减少叶轮级数，简化离心式压缩机构造，要求气体的能量头较小。因 此，离心式压缩机较多采用分子量大的制冷剂，如R125、R134a等。
离心式压缩机对转速的要求
为获得足够的叶轮外缘圆周速度，要求叶轮转速较高；并且直径越小， 转速要求越高，一般在5000~15000r/min。