离心压缩机设计

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燃气工程设备-压缩机 燃气工程设备 压缩机
压 缩 机
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1. 离心压缩机
1.1 离心式压缩机的主要结构 1.1.1 离心压缩机典型结构简介 典型的离心压缩机DA120-62结构如图 所示。 结构如图1所示 典型的离心压缩机 结构如图 所示。 其型号中 • “DA”代表单吸式离心压缩机; 代表单吸式离心压缩机; 代表单吸式离心压缩机 • “120”表示吸入流量约 表示吸入流量约120m3/min; 表示吸入流量约 ; • “6”表示共有六级叶轮; 表示共有六级叶轮; 表示共有六级叶轮 • “2”表示是该型号的第二次设计产品。 表示是该型号的第二次设计产品。 表示是该型号的第二次设计产品
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喘振的现象: 喘振的现象: 发生喘振时,机组开始强烈振动 强烈振动, 发生喘振时,机组开始强烈振动,伴随发生异常 的吼叫声,而且是周期性地发生 周期性地发生; 的吼叫声,而且是周期性地发生;和机壳相连接的出 口管线也随之发生较大的振动; 口管线也随之发生较大的振动;进口管线上的压力表 指针大幅度摆动; 指针大幅度摆动;出口止回阀处发生周期性的开和关 的撞击声响;主电动机的电流表指针大幅度的摆动; 的撞击声响;主电动机的电流表指针大幅度的摆动; 在操作仪表上,流量表等也发生大幅度的摆动。 在操作仪表上,流量表等也发生大幅度的摆动。
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• 浮环密封如图 。 浮环密封如图 如图1-9。 运行时注入高压油,密 运行时注入高压油 密 封环在旋转的轴上浮动,环 封环在旋转的轴上浮动 环 与轴之间形成稳定的液膜 稳定的液膜, 与轴之间形成稳定的液膜 阻止高压气体泄漏。 阻止高压气体泄漏。 由于浮环油膜密封具有 摩擦小、安全、自动对中, 摩擦小、安全、自动对中, 以及漏油量少等优点,适 以及漏油量少等优点, 用于大压差, 用于大压差,高转速的离 心式压缩机。 心式压缩机。
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1.4 离心式压缩机的喘振和临界流速
1.4.1 喘振 任何离心压缩机按其结构尺寸, 任何离心压缩机按其结构尺寸 , 在某一固定的 转速下, 有一个最高的工作压力, 转速下 , 都 有一个最高的工作压力 , 在此压力下有 一个相应的最低的流量 最低的流量。 一个相应的 最低的流量 。 当离心压缩机出口的压力 高于此数值时,就会产生喘振 喘振。 高于此数值时,就会产生喘振。
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离心式压缩机能够处理气体的大致流量范围见表1-1。 离心式压缩机能够处理气体的大致流量范围见表 。 表中数据适用于单级压缩机,对于多级压缩, 表中数据适用于单级压缩机,对于多级压缩,最小排 量为14.2m3/min。 量为 。
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4.轴封 . 在离心式压缩机的各级之间和主轴穿过机壳处, 在离心式压缩机的各级之间和主轴穿过机壳处 , 防止泄漏, 为了防止泄漏 安装轴封装置。 轴封型式有迷宫密 为了 防止泄漏 , 安装轴封装置 。 轴封型式有 迷宫密 机械密封、浮环密封和抽气密封等 封、机械密封、浮环密封和抽气密封等。 迷宫密封是在密封体上嵌入或铸入或用堵缝线 迷宫密封是在密封体上嵌入或铸入或用堵缝线 固定多圈翅片,构成迷宫衬垫。 固定多圈翅片,构成迷宫衬垫。 翅片的材料有黄铜片、磷青铜片、铅青铜片、 翅片的材料有黄铜片、磷青铜片、铅青铜片、 铝片和白合金片等。视气体的性质、有无灰尘或雾, 铝片和白合金片等。视气体的性质、有无灰尘或雾, 以及气体温度而定。 以及气体温度而定。 迷宫型密封结构见表1-2。 迷宫型密封结构见表 。
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1.1.5 驱动压缩机的动力机 电动机、 蒸气轮机、 燃气轮机、 电动机 、 蒸气轮机 、 燃气轮机 、 柴油机和天然 气发动机等。 气发动机等。 天然气输送管道内所输送的介质本身就是优质 的动力燃料, 的动力燃料,使得燃气轮机和天然气发动机在天然 气压缩机站的使用上占有绝对的优势。 气压缩机站的使用上占有绝对的优势。离心式压气 燃气轮机直接驱动 机输气量大、转速高,普遍采用燃气轮机直接驱动。 机输气量大、转速高,普遍采用燃气轮机直接驱动。
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1.1.3 离心式压缩机的主要结构 离心式压缩机本体由转子、定子、轴承等组成。 离心式压缩机本体由转子、定子、轴承等组成。 转子由主轴、叶轮、联轴器等组成,有时还有轴套、 转子由主轴、叶轮、联轴器等组成,有时还有轴套、 平衡盘。定子由机壳、隔板、密封( 平衡盘。定子由机壳、隔板、密封(级间密封和轴 密封)、进气室和蜗室等组成。其中隔板由扩压器、 )、进气室和蜗室等组成 密封)、进气室和蜗室等组成。其中隔板由扩压器、 弯道、回流器等组成。 弯道、回流器等组成。有时在叶轮进口前设有进气 导流器(预旋器)。 导流器(预旋器)。
垂直剖分型也称筒型( ),壳体是圆柱形的整体 垂直剖分型也称筒型(图1-5),壳体是圆柱形的整体, ),壳体是圆柱形的整体, 最适用于压缩高压力和低分子量、 两端采用封头。这种结构最适用于压缩高压力和低分子量 两端采用封头。这种结构最适用于压缩高压力和低分子量、易 泄漏的气体,气缸是圆柱形的整体,能承受较高的压力。 泄漏的气体,气缸是圆柱形的整体,能承受较高的压力。
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1.2 离心式压缩机的型号
1.2.1 国产离心式压缩机的型号 1. 名称 离心压缩机产品名称组成如下: 离心压缩机产品名称组成如下:
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2. 型号: 型号: 离心压缩机产品型号组成如下: 离心压缩机产品型号组成如下:
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3.扩压器 . 常在叶轮后设置流通面积逐渐扩大的扩压器, 常在叶轮后设置流通面积逐渐扩大的扩压器, 用以把速度能转化为压力能 以提高气体压力。 把速度能转化为压力能, 用以把速度能转化为压力能,以提高气体压力。 • 无叶扩压器 效率较低, 结构简单, 效率较低 , 结构简单 , 同一无叶扩压器可与不同出 口角的叶轮匹配工作。适于工况变化较大的情况。 口角的叶轮匹配工作。适于工况变化较大的情况。 • 叶片扩压器 具有相同扩压度时, 叶片扩压器的径向尺寸比无叶 具有相同扩压度时 , 扩压器小, 对于工况变化小的情况, 为了提高效率, 扩压器小 , 对于工况变化小的情况 , 为了提高效率 , 以采用叶片扩压器较好。 以采用叶片扩压器较好。
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•运转可靠 由于转动部件与静止部件不直接接触摩擦, 运转可靠 由于转动部件与静止部件不直接接触摩擦, 因而运转平稳、排气均匀、易损件少, 因而运转平稳、排气均匀、易损件少,一般可连续 运转一年以上。不需备用机组,维修量小。 运转一年以上。不需备用机组,维修量小。 •单级压力比不高 目前排气压力需在 单级压力比不高 目前排气压力需在500×105Pa以上 × 以上 只能使用活塞压缩机。 时,只能使用活塞压缩机。 •效率稍低 由于离心压缩机中气流速度较大,造成能 效率稍低 由于离心压缩机中气流速度较大, 量损失较大,故效率较活塞压缩机稍低。 量损失较大,故效率较活塞压缩机稍低。 •离心压缩机转速高、功率大、无备机,一旦发生事 离心压缩机转速高、 离心压缩机转速高 功率大、无备机, 后果是严重的,需有一系列紧急安全保障设施。 故,后果是严重的,需有一系列紧急安全保障设施。
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2.叶轮 .
离心式压缩机的叶轮又称工作轮, 离心式压缩机的叶轮又称工作轮,是使气体提高能 量的唯一元件。叶轮按其整体结构可分为开式、 量的唯一元件。叶轮按其整体结构可分为开式、半开式 和闭式三种,压缩机中实际应用的是半开式和闭式两种。 半开式和闭式两种 和闭式三种,压缩机中实际应用的是半开式和闭式两种。 叶轮随叶片出口角β 叶轮随叶片出口角β2(见1-6)的不同,可分为前向叶轮 )的不同, (不采用 、径向叶轮和后向叶轮。 不采用) 径向叶轮和后向叶轮。 不采用
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1.1.4 离心式压缩机的辅助系统 1. 润滑油和密封油系统 离心式压缩机的润滑油系统由油箱、 离心式压缩机的润滑油系统由油箱、油过滤 油冷却器、安全阀、单向控制阀、 器、油冷却器、安全阀、单向控制阀、油泵和驱动 压力表等组成。 机、压力表等组成。 2. 其它辅助系统 离心式压缩机还包括有齿轮箱或联轴器、 离心式压缩机还包括有齿轮箱或联轴器、轴向 位移安全器和冷却分离器等辅助设备。 位移安全器和冷却分离器等辅助设备。
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喘振的危害: 喘振的危害: • 喘振对压缩机的迷宫密封损坏较大。 喘振对压缩机的迷宫密封损坏较大。 由于密封的损坏,将使润滑油窜入流道, 由于密封的损坏, 将使润滑油窜入流道, 影响冷却 器和冷凝器的效率。 器和冷凝器的效率。 • 严重的喘振很容易造成转子轴向窜动,烧坏止推轴 严重的喘振很容易造成转子轴向窜动 造成转子轴向窜动, 瓦,叶轮有可能被打碎。 叶轮有可能被打碎。 • 极严重时,可使压缩机遭到破坏,会损伤齿轮箱, 极严重时,可使压缩机遭到破坏,会损伤齿轮箱, 电动机以及连接压缩机的管线和设备等。 电动机以及连接压缩机的管线和设备等。
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• 机械密封(图1-11) 机械密封( ) 由动环和静环组成的摩擦 阻止高压气体泄漏。 面 , 阻止高压气体泄漏 。 密 封性能好, 结构紧凑, 封性能好 , 结构紧凑 , 但摩 擦副的线速度不能太高。 擦副的线速度不能太高。 机械密封一般在转速 n≤3000r/min时采用 。 机构密 时采用。 时采用 封可适用于大多数气体, 封可适用于大多数气体 , 但 主要是用于清洁的气体、 它 主要是用于清洁的气体 、 重烃气体和冷剂气体等。 重烃气体和冷剂气体等。
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1.3 离心式压缩机的操作性能
离心式压缩机的特性基本上取决于速度而不 离心式压缩机的特性基本上取决于速度而不 取决于结构, 排气量的变化与速度成正比, 取决于结构,即排气量的变化与速度成正比,产 生的压头与速度的二次方成正比, 生的压头与速度的二次方成正比,所需功率与速 度的三次方成正比。 度的三次方成正比。 操作特性由系统阻力所决定。 操作特性由系统阻力所决定。在选择压缩机 之前必须先确定系统的能力和任务。 之前必须先确定系统的能力和任务。
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1.壳体 .
离心式压缩机的壳体结构主要有水平剖分型和垂直剖分 型两种。水平剖分型的壳体分为上、下两半( ),出口 型两种。水平剖分型的壳体分为上、下两半(图1-4),出口 ), 压力一般低于7.85MPa,是用途最广泛的一种结构型式。 压力一般低于 ,是用途最广泛的一种结构型式。
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
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1.1.2离心压缩机的特点 离心压缩机的特点 • 流量大 离心压缩机中气体是连续流动,流通截面 离心压缩机中气体是连续流动, 较大,同时叶轮转速很高,故流量很大, 较大,同时叶轮转速很高,故流量很大,进气量在 5000m3/min以上。 以上。 以上 • 转速高 离心压缩机中转子只作旋转运动,转动惯 离心压缩机中转子只作旋转运动, 量小,且与静止部件不接触。这不仅减少了摩擦, 量小,且与静止部件不接触。这不仅减少了摩擦, 还可大大提高转速。 还可大大提高转速。 • 结构紧凑 机组重量及占地面积都比同一气量的活 塞压缩机小得多。 塞压缩机小得多。
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