离心压缩机的性能曲线
第四讲_离心式压缩机_第9节_与管路联合工作及工况调节
第九节 与管路联合工作及工况调节
与管路联合工作及工况调节
4.9.1 离心压缩机装置特性 4.9.2 离心压缩机的串并联 4.9.3 离心压缩机的工况调节
离心压缩机装置特性
和离心泵相同
•通过压缩机的气体流量=管道气体流量 •压缩机增压ΔP=管路阻力降 •工作点：压缩机性能与管路特性 •工作点变化：节流、旁路、切割叶轮、
END
能曲线 优点：操作方法简单
方便，最经济
离心压缩机的工况调节
⑷ 转动进口导叶（进气预旋调的工况调节
离心压缩机的工况调节
⑸ 转动扩压器叶片 原理：改变扩压器叶片角减小冲击损失 目的：改变机器喘振点，扩大压缩机稳定工况范围 优点：操作方法简单 缺点：经济性差
➢ 阀全开时：
ps pa ps Qs曲线1
➢关小调节阀：
ps 、pd 进气压力曲线2 曲线向左下方移动，ps Qs曲线3
➢进一步关小：
ps 、pd 进气压力曲线4 曲线向左下方移动，ps Qs曲线5
进口就节流调节实际上是改变了压缩 机的性能曲线。
离心压缩机的工况调节
⑶ 改变转速调节 原理：改变压缩机性
离心压缩机的串并联
⑵ 离心压缩机的并联
应用场合： ① 增加供气量； ② 气量很大，一台困难 ③ 用气量变动，利用台数控制
并联特性： ①总流量增加，但单台流量…… ②若并联后管路阻力系数增大……
离心压缩机的工况调节
合理选择压缩机，应该使压缩机能在设计工况附近操作， 因为这时压缩机的效率最高。但由于生产上工艺参数不可避免 的会有变化，所以经常需要对压缩机进行手动或自动调节，使 压缩机能适应生产要求，改变工况点，以保持生产系统稳定。
变转速等
离心式压缩机的特性调节
第六节离心压缩机的特性调节一、管网特性曲线天然气输送管道的工作方式是保持管道起点压力不变不变（（即压缩机出口压力不变即压缩机出口压力不变），），），好处是好处是好处是：：（1）有最大的储气能力有最大的储气能力；；（2）分输站压力稳定分输站压力稳定，，不会有很大波动不会有很大波动；；（3）便于压气站本身调节和控制便于压气站本身调节和控制；；（4）输气动力消耗较省输气动力消耗较省。
保持压缩机出口压力不变的情况下变的情况下，，压缩机压缩气体的能量消耗于压缩机前段长L 的管道中的摩擦阻力损失。
是流量的函数。
c d p p p −=∆第六节离心压缩机的特性调节二、离心压缩机的工作点三、离心压缩机的工况调节用气负荷的不均衡性带来的输气管道输气量随时间变化；气源供气参数变化；；气源供气参数变化输气温度引起的压气站工况变化；；输气温度引起的压气站工况变化输气管道系统自身运行情况的变化（（如某气压站停 输气管道系统自身运行情况的变化运）。
1. 1. 入口节流调节入口节流调节方法是在进口管路安装调节阀方法是在进口管路安装调节阀，，此法是改变压缩机特性机特性，，关小入口阀后关小入口阀后，，吸入压力降低吸入压力降低，，压缩机的质量流量和排气压力也随之降低。
性能曲线性能曲线11、3、5分别对应进气阀全开分别对应进气阀全开、、开度开度22和开度为和开度为44时的特性变化特点：经济性较好经济性较好，，测试表明流量在测试表明流量在606060～～80%80%的的范围变化范围变化，，可节省功率可节省功率44～6%6%，，比出口节流好流好；；喘振流量向小流量方向移动喘振流量向小流量方向移动（（好）； 入口变负压入口变负压，，小心在易燃易爆气体中进空气，入口管抽吸变形入口管抽吸变形。
特点特点：：预旋使叶轮入口处产生冲角预旋使叶轮入口处产生冲角，，增加增加H H sh ↑，η↓η↓；；结构复杂结构复杂，，对多级若对每级调节则更复杂对多级若对每级调节则更复杂；；对于大者效果明显大者效果明显，，多用于鼓风机多用于鼓风机。
离心式氨压缩机性能曲线的修正
离心式氨压缩机性能曲线的修正董华林; 娄伦武【期刊名称】《《化肥工业》》【年(卷),期】2019(046)005【总页数】3页(P55-57)【关键词】离心式压缩机; 防喘振曲线; 经济运行【作者】董华林; 娄伦武【作者单位】贵州赤天化桐梓化工有限责任公司贵州桐梓 563200; 贵州西洋实业有限公司贵州息烽 551107【正文语种】中文【中图分类】TH4521 氨压缩机配套装置运行情况贵州赤天化桐梓化工有限公司300 kt/a合成氨装置配套的离心式氨压缩机组由低压缸MCL525和高压缸3MCL528组成，采用双出轴结构(一端与汽轮机连接，另一端与高压缸连接)，一拖二方式运转。
氨压缩机一段入口实际流量约为14 509m3/h(标态)，而设计值为17 106 m3/h(标态)，其一段防喘振阀的开度约为54%，氨压缩机一段制冷富裕度过大而导致蒸汽耗量增加。
由于负荷变化，氨压缩机在调节过程中防喘振控制点十分接近防喘振曲线，导致操作区间变小，影响机组的安全稳定运行，同时因机组做了大量的无用功，负荷居高不下，蒸汽消耗增加。
2 氨压缩机组运行过程中存在的问题在保证氨压缩机一段入口防喘振阀裕度为8.9%的情况下，一段入口流量应>14 509 m3/h(标态)。
如果氨压缩机一段入口流量减少，防喘振工作点就会移动至防喘振线上，此时工况稍有波动，防喘振工作点就会进入防喘区域，导致防喘振阀全开，不利于机组的稳定运行。
为了保证氨压缩机的稳定运行，就必须保持较高的一段入口流量。
由于低温甲醇洗工段4台氨冷器制冷气氨量只有14 509 m3/h(标态)左右，其余2 597 m3/h(标态)气氨只能通过一段防喘振阀补充，当蒸汽压力为4.0 MPa时，蒸汽消耗量约22.71 t/h。
理论计算表明，氨压缩机在85%的负荷条件下即可满足低温甲醇洗工段4台氨冷器的用氨量，而实际氨压缩机负荷基本上在100%左右，浪费蒸汽约2 t/h。
阿特拉斯离心机ZH内部培训资料PPT课件
电机电流控制
* 以ZH离心机为例
• 电机是设计在最高环境温度40度下工作
• 绝缘等级是 “F” • 在环境温度 5°C时, 电机可负荷至 I=In*1,15
I/In 电机电流
1.20 1.15
1.00
客户过流(过载)设定
27 2020-05-27
5DC
电机冷却风温度
40DC
电机电流控制
注意： 当以上2种方式都不能避免机器喘振时，PLC使机器停车
23 2020-05-27
压力/气量控制
IGV
1级
疏
中冷1
水 器
2级
中冷2
疏
3级
水 器
后冷
单向阀
入口过滤器
排气消声器
* 以ZH离心机为例
24 2020-05-27
Blow off valve
压力/气量控制
* 以ZH离心机为例
压力设 定P
28 2020-05-27
电机铭牌
第二章 ZH系列压缩机介绍
29 2020-05-27
离心机生产工厂
ATLAS COPCO 是透平设备的专业生产商
➢ Energas ：位于德国科隆，生产GT、T系列1－6级透平压缩机/增压机和ET 系列透平膨胀机
➢ Comptec：位于美国纽约，生产ZH、H、TP、SC系列1－4级压缩机/增压 机
3级空气压缩机
2级氧气压缩机
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6级氮气压缩机 串级流程氮气透平增压膨胀机
ZH 产品系列
• 2级压缩和3级压缩 • 压力范围从 3.5 bar(e) 至 10.4 bar(e) • 流量范围从 FC1至FC6
32 2020-05-27
离心式压缩机性能测试及分析
离心式压缩机性能测试及分析发布时间：2021-07-12T01:35:26.243Z 来源：《中国科技人才》2021年第11期作者：廖珈博杨松关文元[导读] 该压气站作为某长输管道管线枢纽增压站，按120×108 m3/a增压规模进行设计，于2009年投产。
目前该压气站拥有四台离心式压缩机组，本体均为GE新比隆公司生产PCL503型离心压缩机。
国家管网集团川气东送天然气管道有限公司摘要：压气站是作为增加天然气长输管线运输压力而设置的站场，对于提升管道输气量、实现天然气的优化调配，确保冬季供气有着重要意义。
为确保某长输管道管道沿线压缩机组高效运行，避免不必要的电力消耗，同时为以后压缩机防喘曲线左移，压缩机稳定运行工况区扩大提供数据支持，某长输压气站顺利完成了压缩机组性能测试。
本文介绍了该压气站机组性能测试的过程并进行简要分析。
关键词：压气站；防喘振；性能测试1、该压气站简介该压气站作为某长输管道管线枢纽增压站，按120×108 m3/a增压规模进行设计，于2009年投产。
目前该压气站拥有四台离心式压缩机组，本体均为GE新比隆公司生产PCL503型离心压缩机。
A、B机组由西门子公司生产的变频电机驱动，单机功率为5626kw。
C、D机组由ABB生产的变频电机驱动，单机功率为5037kw。
四台变频电机驱动的离心式压缩机，用于外输天然气的增压。
压缩机系统组成：压缩机本体---增速齿轮箱---变速驱动系统；辅助系统组成：压缩空气系统---循环水冷却系统---润滑油系统---干气密封系统---空冷系统。
2、压缩机性能测试及分析2.1 压缩机性能测试目的（1）提高压缩机组运行效率，避免不必要的电力消耗；（2）判断压缩机防喘曲线左移程度【1】；（3）为压缩机稳定运行工作区扩大提供数据支持；（4）评估站场的工艺系统；（5）验证成套机组在设计性能范围内的运行稳定性；（6）验证机组的防喘振控制器功能的可靠性。
泵性能曲线
a 性能曲线的形成b 性能曲线的测试实际上，由于流动损失数据不足，故离心压缩机的性能曲线基本还是依靠机器实测而得（有的用相似换算得到）。
测试装置如图所示，该装置所示调节阀和流量计均安在排气管路上，同样也可以安在进气管路上。
试验时，先稳定在某一转速下运行，用调节阀调节流量。
开始时阀门全开，这时的流量即为压缩机的最大流量，记下各测点的数据，然后把阀门稍微关小，再记各数据。
依次减小流量，直到压缩机出现不正常工作情况，即所谓的喘振工况时试验到此停止，此时的流量即为压缩机的最小流量。
c 性能曲线的特点随着流量的减小，压缩机能提供的压力比将增大。
在最小流量时，压力比达到最大。
离心压缩机有最大流量和最小流量两种极限流量；排除压力也有最大值和最小值。
效率曲线有最高效率点，离开该点的工况效率下降的较快。
功率N与Gh th大致成正比，所以功率曲线一般随Q j增加而向上倾斜，但当ε-Q j曲线向下倾斜很快时，功率曲线也可能先向上倾斜而后逐渐向下倾斜。
d 最佳工况点工况的定义：性能曲线上的某一点即为压缩机的某一运行工作状态(简称工况)。
最佳工况点：通常将曲线上效率最高点称为最佳工况点，一般应是该机器设计计算的工况点。
如图所示，在最佳工况点左右两边的各工况点，其效率均有所降低。
e 稳定工作范围压缩机性能曲线的左边受到喘振工况的限制，右边受到堵塞工况限制，在这两个工况之间的区域称为压缩机的稳定工作范围。
压缩机变工况的稳定工作范围越宽越好。
改变泵性能曲线的方法有哪几种？如何改变？改变泵性能曲线的方法有变速调节、切割叶轮外圆等。
1、变速调节：是在管路特性曲线不变时，用变转速来改变泵的性能曲线，从而改变它们的工作点。
当转速改变后，扬程和流量都会改变，而且随着转速的提高，qv与H都将增大，，用此法来调节流量和扬程，不会产生附加的能量损失，所以这种方法是最经济的。
但对原动机提出了新的要求，即原动机应是可调转速的，如蒸汽机、内燃机等，或增设变速装置，因变速装置投资较大，一般中小型泵很少采用。
离心压缩机性能研究
第41卷第6期2020年12月化工装备技术59离心压缩机性能研究罗楠张世星2郑天一3(1.浙江恒逸工程管理有限公司2.埃理奥特机械设备维修服务（天津）有限责任公司3.中国石油大庆炼化公司）摘要介绍了离心压缩机性能曲线基本概念，论述了离心压缩机喘振、阻塞(Choke)机理、危害及判断方法，并对离心压缩机喘振影响因素（气体密度、转速、温度、压力、流量等参 数）进行了分析，为离心压缩机安全运行提供技术支持。
关键词离心压缩机性能曲线喘振阻塞影响因素中图分类号 TH 452 D O I：10.16759/ki.issn.1007-7251.2020.12.016Research on Performance of Centrifugal CompressorLUO Nan ZHANG Shixing ZHENG TianyiA bstract: The basic concept of centrifugal compressor performance curve was introduced, and the mechanism,hazards and judgment methods of centrifugal compressor surge and choke were discussed. In addition, the factors affecting the surge of the centrifugal compressor (gas density, speed, temperature, pressure, flow and other parameters) were analyzed to provide technical support for the safe operation of the centrifugal compressor.Key words: Centrifugal compressor; Performance curve; Surge; Block; Influencing factor0引言离心压缩机是速度型压缩机的一种，具有排量 大、效率高、结构简单、易损件少、连续运转周期长 等特点，广泛应用于石油化工行业。
石大040107泵与压缩机期末复习题
《泵与压缩机》课程综合复习资料一、单选题I、λ值越大，往复泵流量不均度（）。
A、越大B,越小C、不变D,不确定答案：A2、在活塞式压缩机中，当a=90°时，活塞处于（）。
A.行程中点B.偏向内止点一恻C.偏向外止点一侧D.外止点答案:C3、后弯型叶轮，叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相反，叶片出口角n2.（）.A.>90,B.<90oC.>I800D.<180o答案：B4,若曲柄半径与连杆长度之比λ=0,三缸泵的流量不均度为O。
A、0.325B、0.14C、0.09D、0.25答案：B5、下列哪个角度弯管水流进出阻力损失最大？A.90°B.120oC.150oD.175°答案：A6、气缸中心线夹角为180°,曲柄错角为180°的两列压缩机属于（）式压缩机。
A.直列B.角C.对置D.对动答案：D7、在离心压缩机中多变指数一般为O。
A.m=lB.l<m<kC.m=kD.m>k答案：B8、在单列压缩机中采用加平衡质量的方法，可以使一阶往复惯性力O。
A.部分平衡B.完全平衡C.旋转90°D.旋转180°答案：A9、对流量系数a大小影响最大的是（）。
A、泵阀滞后B、液体压缩C、吸入气体D、阀、活塞及其他密封处的泄漏损失答案：A10、在后弯叶片型叶轮中，O的叶轮称为压缩机型叶轮。
A. β2A=150〜20°B. β2A=15°〜30°C. 02A=25O〜40°D. β 2A=30O〜60°答案：DII,在极限压力比下，容积系数AV为（）。
A.1B.OC.无穷大D.0.5答案：B12、往复泵流量系数α与泵的容积效率小之间的关系为（）。
A、a=ηv B,a<ηv C、a>ηv D、不确定答案：B13、在多级压缩机中，若i级以前有凝析发生，则i级以后的所有各级相对湿度O1.A.>B.<C.≠D.=答案:A14、离心泵的主体是（）。
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
离心式制冷压缩机
离心式制冷压缩机离心式制冷压缩机(centrifugal refrigeration compressor)是一种速度型的压缩机。
大型空气调节系统和石油化学工业对冷量的需求很大，离心式制冷压缩机正是适应这种需求而发展起来的。
与其他特别是活塞式制冷压缩机相比，因压缩气体的工作原理不同，它具有下列特点：1)无往复运动部件，动平衡特性好，振动小，基础要求简单；2)无进排气阀、活塞，气缸等磨损部件，故障少、工作可靠、寿命长；3)机组单位制冷量的重量、体积及安装面积小；4)机组的运行自动化程度高，制冷量调节范围广，且可连续无级调节，经济方便；5)在多级压缩机中容易实现一机多种蒸发温度；6)润滑油与制冷剂基本上不接触，从而提高了冷凝器及蒸发器的传热性能；7)对大型离心式制冷压缩机，可由蒸气动力机或燃气动力机直接带动，能源使用经济，合理；8)单机容量不能太小，否则会使气流流道太窄，影响流动效率；9)因依靠速度能转化成压力能，速度又受到材料强度等因素的限制，故压缩机的一级压力比不大，在压力比较高时，需采用多级压缩；l0)通常工作转速较高，需通过增速齿轮来驱动；11)当冷凝压力太高或制冷负荷太低时，机器会发生喘振而不能正常工作；12)制冷量较小时，效率较低；综上所述，在蒸发温度不太低和冷量需求量很大时，选用离心式制冷压缩机是比较适宜的。
第一节工作原理与结构一、离心式制冷压缩机的工作原理离心式制冷压缩机的工作原理与容积式压缩机不同，它是依靠动能的变化来提高气体的压力的。
它由转子与定子等部分组成。
当带叶片的转子(即工作轮)转动时，叶片带动气体转动，把功传递给气体，使气体获得动能。
定子部分则包括扩压器、弯道、回流器、蜗壳等，它们是用来改变气流的运动方向以及把速度能转变为压力能的部件。
制冷剂蒸气由轴向吸入，沿半径方向甩出，故称离心式压缩机（centrifugal compressor）。
图4—1示出了气体通过叶轮和扩压器时压力和速度的变化。
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。
修正离心式压缩机性能曲线 实现降负荷运行
为 了保 证 机组稳 定运 行 ，空气 压缩机 须维 持 较高 的三 出流量 ，而 空分 系统实 际空 气需 要量 仅
９ ０ ／ ｈ ００ ０ Ｉ ／ ，为 此 将 空 气 压 缩 机进 口导 叶 开度 Ｔ 控 制在 ６ ％左 右 ，三 出防 喘 振 阀 开 度 在 ４ ％ ～ ０ ０
第 ５期 ２１ ０ ０年 ９月
中 氮
肥
Ｎｏ ５ ． Ｓｐ ２ ０ ｅ ． ０１
Ｍ — ｉｅ ｔｏ ｅ ｏ ｓ Ｆ ｒｉｉｅ ｏ ｒ ｓ Ｓ ｚ ｄ Ｎｉｒ ｇ ｎ ｕ ｅ ｔ ｚ ｒＰｒ ｇｅ ｓ ｌ
修 正 离心 式 压 缩 机 性 能 曲线 实现 降 负 荷运 行
成 功后 ，实 际 氧 气 消 耗 量 为 １ ０ ｈ左 右 ， ６０ ０ ｍ ／
说 ，系统 因此实际多消耗 了 １ ｈ左右 的蒸 汽。 ０ｔ ／
３ 原 因分 析
远 低于设 计 值 ，亦 即 空 分 装 置 只 需 带 ８ ％ 的负 ０ 荷 运行 就够 了 ，空 分系统 只需 要空 气压 缩机 组提 供 约 ９ ０ ｈ的加 压 空气 ，结果 导 致 空气 压 ００ ０ｍ ／
气 量 ，空气压 缩机 的工 作点 就可 能落在 防 喘振线
上 ，此 种情况 下工 艺稍 有波 动 ，压缩机 就可 能进 入 喘振 区 ，必 须开 防喘 阀运行 ，否 则就 可能 因喘 振 而发生严 重 事故 。
２ ２ 机 组 消耗 高 ．
振控制 方 面 的应 用 来 看 ，Ｔ ３０ Ｓ００技 术 本 身 是成
［ 收稿 日期 ］２ １－３０ ０ ００ －８
［ 修稿 日期 ］２ １ －４２ ０００ －９
［ 作者简 介］张国华 ， ， 男 助理 工程 师 ，０ ０年毕业于合肥工 ２０
离心压缩机基础知识
子产生过大的轴向窜动，在设计平衡盘时，不要将转 子上的轴向力完全平衡掉，而保持10kN左右的残留轴 向力，由轴向推力轴承承受，使转子得到轴向定位。
离心压缩机的轴承结构及润滑系统
径向轴承（支承轴承）
作用 承受转子的重力和由于振动等原因引起的附加径向载 荷，以保持转子的转动中心和气缸中心一致，并使其 在一定转速下正常运行。
➢ 压缩功
H pol
pd ps
vdp
m m
1
RTs
pd ps
m1
m
1
mR m 1
Td
Ts
➢ 多变压缩过程方程
pvm psvsm pd vd m const
m
pd ps
Td Ts
m1
离心压缩机的工作原理
级效率
pol
H pol
Htot
Cd 2
2
Cs2
压缩功 可用能头
离心压缩机的工作原理
离心压缩机的性能曲线及操作调节
➢ 性能曲线
一般情况，压缩机的 特性曲线由进口流 量、进气压力、进 气温度及工作转速 等四个独立变量决 定。
离心压缩机的性能曲线及操作调节
✓ 喘振工况：当压缩机进口流量减小到某一值（称为最小流 量）时，离心压缩机就产生强烈的振动及噪音，无法稳定 工作。出现喘振的根本原因是压缩机的流量过小，小于压 缩机的最小流量导致机内出现严重的气体旋转脱离；外因 是管网的压力高于压缩机所提供的排压，造成气体倒流， 并产生大幅度的气流脉动。
然后送往二段转化炉，使甲烷氧化得到氢气。 （3）氮氢合成气压缩机：一是把新鲜的氮氢合成气由2.6MPa压
缩到合成气压力；二是将从合成它反映出来的并经过冷却的 循环气增压到合成气压力。合成反应的压力视工艺而定，低 压流程为15MPa，中压流程为24MPa，高压流程为32MPa。 （4）氨压缩机：以氨作为制冷剂，经压缩机压缩到1.7MPa左右， 送往冷凝器中液化。 （5）二氧化碳压缩机：将合成氨车间脱硫工段来的常压CO2气， 加压到尿素合成压力（15MPa左右），然后送到尿素车间的 气提塔进行反应，生成尿素。
泵与压缩机答案
（2） 、降低单级单吸卧式离心泵的必须汽蚀余量，提高离心泵的抗汽蚀性能。如采用双吸叶 轮（立式双吸泵） 、增大叶轮入口直径、增加叶片入口处宽度等，均可以降低叶轮入口处的 液体流速，而减小汽蚀余量。缺点是会增加泄漏量降低容积效率。 （3） 、采用螺旋诱导叶轮。试验证明，在离心泵叶轮前装螺旋诱导轮可以改善泵的抗汽蚀性 能，而且效果显著。虽然目前带有诱导轮的离心泵存在性能不稳定等缺点，但随着设计、制 造和使用经验的不断积累，诱导轮可能作为提高离心泵抗汽蚀能力的有利措施。 5．简述离心压缩机的单级压缩和多级压缩的性能特点。 答案： 离心压缩机一般都是由若干级串联而成， 多级压缩机的性能曲线与单级压缩机没有本 质区别，所不同的只是多级压缩机的性能曲线显得更陡，稳定工况范围更窄。这是因为多级 压缩机的性能曲线是由各单级的性能曲线“叠加”而成的。 压缩机级中流道中某喉部处气流达到临界状态， 这时气体的容积流量已是最大值， 任凭 压缩机背压再降低，流量也不可能再增加，这种情况称为“阻塞”工况。阻塞流量是最大流 量工况的一种情况，与喘振使得最小流量相对应，在他们之间就是压缩机的工作流量范围。 以两级串联性能曲线为例。两级串联风机，其压比增加，但喘振流量增大、最大流量变 小，因此性能曲线变陡。并且，级数越多，密度变化越大，稳定工况区也就越窄。因此，高 压比的多级离心压缩机更容易发生喘振和堵塞工况，这是离心式压缩机本身存在的缺点。 6．简述离心压缩机的喘振工况和堵塞工况，说明对离心压缩机性能影响较大的特殊工况。 答案：压缩机运行的最小流量处，称为“喘振”工况点；而压缩机运行的最大流量处，称为 “堵塞” ’工况点。喘振与堵塞工况之间的区域称为压缩机的稳定工况区。 所谓的喘振工况就是由于压缩机的运行工况发生了改变， 导致其流量的明显减小， 而出 现严重的气流旋转脱离， 并使其流动情况大大恶化。 这时的叶轮虽然仍在旋转， 对气体做功， 但却不能提高气体的压力，压缩机出口压力明显下降。如果压缩机的管网容量较大，背压反 应不敏感，便会出现管网中的压力大于压缩机出口处压力的情况，导致倒流现象。气流由压 缩机出口向进口倒灌， 一直到管网中的压力下降至低于压缩机出口压力为止。 当倒流停止时， 气流在叶片的作用下正向流动，压缩机又开始向管网供气，经过压缩机的流量增大，压缩机 恢复正常工作。但当管网中的压力不断回升，再次回复到原有水平时，压缩机正常排气又一 次受到阻碍，流量下降，系统中的气体再次产生倒流。如此周而复始，在整个系统中产生了 周期性的轴向低频大振幅的气流振荡现象。 当流量增大，直至流道最小截面处的气体速度达到声速时，流量就不能再增加，这时称
离心式压缩机的喘振原因及预防14
离心式压缩机的喘振原因及预防]离心式压缩机的喘振原因及预防田立华(中石油前郭石化分公司)摘要离心式压缩机发生喘振时，转子及定子元件经受交变的动应力，级间压力失调引起强烈的振动，使密封及轴承损坏，甚至发生转子与定子元件相碰、压送的气体外泄、引起爆炸等恶性事故。
因此，离心式压缩机严禁在喘振区域内运行。
本文针对喘振的原因和预防措施做了详细论述。
关键词离心式压缩机喘振喘振点性能曲线旋转脱离一、喘振机理喘振的产生包含两方面因素：内在因素是离心式压缩机中的气流在一定条件下出现“旋转脱离”；外界条件是压缩机管网系统的特性。
当外界条件适合内在因素时，便发生喘振。
2．喘振与管网的关系离心压缩机的喘振是其本身的固有特性。
压缩机是否在喘振工况点附近运行，这主要取决于管网的特性曲线P=Pa+AQ2。
图2为离心压缩机和管网联合工作性能曲线。
交点M为稳定工况点，当出气管路中的闸阀关小到一定程度时，管道中的阻力系数A增大，管网特性曲线左移到图2中曲线4的位置时，与压缩机性能曲线2交于N点，压缩机出现喘振工况，N点即为喘振点。
相反闸阀开大时，管道中的阻力系数A减小，管网特性曲线1右移，压缩机流量达到Qmax时，出现滞止工况。
最小流量与滞止流量之间的流量为离心压缩机的稳定工况范围。
3．喘振的产生从图2可以看出：由于管网阻力的增加，管网特性曲线左移，致使压缩机工况点向小流量偏移。
压缩机的流量Qj 减少，气体进入叶轮和叶片扩压器的正冲角i增加，附面层分离区扩大，产生相对于叶轮旋转方向的“旋转脱离”，使叶轮前后压力产生强烈的脉动。
发生旋转脱离时在叶轮的凹面形成涡流区，当流量减小到Qmin时，上述的正冲角i 增加得更大，涡流区扩大到整个叶片流道，气流受到阻塞，压缩机出口压力突然下降，而管网中气体压力并不同时下降，这时，管网中压力P1大于压缩机出口压力P2，因而管网中气体倒流向压缩机，直至管网中压力下降到低于压缩机出口压力时才停止倒流。
这时压缩机又开始向管网压送气体，使管网中的气体压力再次升高至P1时，压缩机的流量Qj减少到Qmin，出口压力突然降到P2，P1>P2后，管网中气体又倒流向压缩机。
压缩机喘振计算公式
压缩机喘振计算公式
喘振是离心式和轴流式压缩机运行中的常见故障之一，是旋转失速的进一步发展。
如图1所示，离心式压缩机具有这样的特性，对于一个确定的转速，总对应一个流量值，压缩机效率达到最高点。
当流量大于或小于此值时，效率都将下降。
一般常以此流量的工况点为设计工况点。
压缩机的性能曲线左边受到喘振工况(Q min) 的限制，右边受到堵塞工况(Q max) 的限制，在这二者之间的区域，称为压缩机的稳定工况区域。
稳定工况区域的大小，是衡量压缩机性能的重要指标。
图1 压缩机性能曲线
当压缩机在运行过程中，若因外部原因使流量不断减小达到Q min值时，就会在压缩机流道中出现严重的旋转脱离，若气量进一步减小时，压缩机叶轮的整个流道被气流旋涡区所占据，这时压缩机的出口压力将突然下降。
但是，压缩机出口所连接的较大容量的管
网系统中压力并不马上下降，此时会出现管网中气体向压缩机倒流的现象。
当管网中压力下降到低于压缩机出口排气压力时，气体倒流会停止，压缩机又恢复向管网排气。
然而，因为进气量的不足，压缩机在出口管网恢复到原来的压力以后，又会在流道内出现旋涡区。
如此周而复始，机组和管道内的流量会发生周期性变化，机器进出口压力会大幅度脉动。
由于气体在压缩机进出口处吞吐倒流，会伴随有巨大周期性的气流吼声和剧烈的机器振动，这些波动在仪表操作盘的压力、流量、振动信号显示等记录中可以清楚地反映出来，在操作现场也可以立即觉察得到。
由喘振引起的机器振动频率、振幅与管网容积大小密切相关，管网容积越大，喘振频率越低，振幅越大。
一些机器的排气管网容量非常大，此时喘振频率甚至小于1Hz。
压缩机特性曲线PPT课件
(bar)
0
( C)
1
.990
2
.990
3
.990
4
.990
5
.990
30.0 30.0 30.0 30.0 30.0
.760 .760 .760 .760 .760
28.963 28.963 28.963 28.963 28.963
5599.2 4800.0 5200.0 5800.0 6000.0
240
260
容 积 流 量 V(Nm3/min) 干 *101
AV型轴流压缩机性能曲线
.
13
14
A型轴流压缩机性能曲线
福抗A56-9轴流压缩机性能曲线（年平均工况）
基准点(*)参数
参考曲线
1
风机转数No (r/min) 5599
内功率Po*
(kW) 8614.385
曲线号 进气压力 进气温度 相对湿度 分子量(干) 转 数
.
12
0 1 2 排气压力 3p2(bar) 4 5 6 7 8 9
喘 振 线
等 效 率 线 (相 对 )
7
4.7
5.9 .8
11.1 1.0
6
1.2
1.3
D
1.4 .98
.99 .96 .94 ..9920
.6
.85
3.5
.80
2
.4
C
等 功 率 线
60
80
100
120
140
160
180
200
220
内 功 率 Po*
(kW) 7704.397
2 3
.993 .993
4 .993
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。
离心风机基本结构、工作原理、性能曲线及常见故障案例分析PPT课件
子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内，为静平衡又称单面平衡。
动平衡：在转子两个校正面上同时进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保
证转子在动态时是在许用不平衡量的规定范围内，为动平衡又称双面平衡。
原因：理想的转子，其轴延长度每一段的重心均与轴的几何中心重合。但实际上，
离心风机工作原理及常见故障
一 风机定义及分类 二 离心风机基本结构及工作原理
三 离心风机技术参数
四 离心风机性能曲线
五 离心风机的操作调节
六 离心风机常见故障及排除
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1
一、风机定义及分类
风机是用于输送气体的机械，从能量观点看，它是把 原动机的机械能转变为气体能量的一种机械。而风机是对 气体压缩和气体输送机械的习惯性简称。
N = Pt x Q / 1000 (单位：kW) 上式中Q表示风机流量，单位：m3/s。
2、风机轴功率：N轴 N轴 = N/η (单位：kW)
上式中η表示风机效率，N轴又称风机的输入功率。 3、风机的静压内效率为 η静内=Nst / N轴 = Pst x Q /1000/ N轴
4、风机的全压内效率为 η全内=Nt / N轴 = Pt x Q /1000/ N轴 上述公式还可以写成: N轴= Pt x Q /1000/η全内 (单位：kW)
入排出。
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二、离心风机基本结构及工作原理
2.1轴流式风机工作原理
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二、离心风机基本结构及工作原理
2.2罗茨风机工作原理
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二、离心风机基本结构及工作原理
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喘振点qs
设计点qd
堵塞点qc
一. 特性曲线
3. 离心压缩机的性能曲线
离心压缩机整机在不同流量时的压比ε（或者排压） 、整机效率η 、功率P与进口流 量qv的关系曲线称为离心压缩机的性能曲线。 离心压缩机整机具有与离心压缩机级相类似的性能曲线。下图为单级、两级和三级 压缩的离心压缩机整机ε- qv曲线，由图可以看出： a. 多级串联工作与单级工作相比，整机的 喘振流量增大，堵塞流量减小。 b. 多级串联工作与单级工作相比，整机性 能曲线的形状变陡，稳定工况范围变窄。 c. 串联的级数越多，整机的性能曲线就越 陡，稳定工况范围也就越窄。 当级间带有中间冷却时，以上的现象会更 加明显。
第 五 章 离心压缩机的性能曲线
一. 特性曲线
二. 喘振
三. 稳定工作区
上一章 下一章
一. 特性曲线
1. 级的能量损失
在离心压缩机的流道中，气流流动的现象非常复杂。其能量损失基本上包括流动损 失、轮阻损失和漏气损失三部分。而流动损失又包括了摩擦损失、分离损失、二次 流损失和尾迹损失四部分。
2. 级的性能曲线
二. 喘振
1. 旋转失速
离心压缩机的级在非设计工况下，由于工况变化（流量减小） 导致叶片通道中产生严重的气流脱离，形成旋转脱离现象， 而使级性能明显恶化的情况，称为旋转失速。
根据强烈程度，旋转失速可以分为渐进失速和突变失速。根 据右图可以看出，渐进失速时，性能曲线平滑而连续；而突 变失速时，性能曲线出现跳跃，表现为不连续性。
2. 喘振的定义
在离心压缩机的流道中，由于工况改变，流量显著减小，形成突变失速，此时的流 动情况会大大恶化。这时叶轮虽仍在旋转，对气体作功，但却不能提高气体的压力， 于是压缩机出口压力显著下降。这时可能出现管网中压力反大于压缩机出口处压力 的情况，因而管网中的气体就向压缩机倒流，一直到管网中的压力下降至低于压缩 机出口压力为止。这时倒流停止，气流又在叶轮作用下正向流动，压缩机又开始向 管网供气。但当管网压力回升到原有水平时，压缩机正常排气又受到阻碍，流量又 下降，系统中的气体又产生倒流。如此周而复始，在整个系统中发生了周期性的轴 向低频大振幅的气流振荡现象，这种现象称之为压缩机的“喘振”。
a. 设计时尽可能使压缩机有较宽 的稳定工作区域。设计点远离 喘振点。
a. 喘振会使转子和定子经受交变应力而断裂。 b. 喘振会使级间压力失常而引起强烈振动， 导致密封及推力轴承的损坏。 c. 喘振会使运动元件和静止元件相碰，造成 严重事故。
b. 防喘放空或防喘回流。
c. 转动进口导叶、转动扩压器叶 片或者调速等调节方法。
离心压缩机级在不同流量时的级压比ε（或者排压）、级效率 η 、功率P与进口流量qv的关系曲线称为级的性能曲线。 右图为一定转速下某模型级的者转速下，增大流量，级的压 比将下降。反之，则上升。 b. 离心压缩机的级效率存在一个最大值，通常取这个最大 效率点作为设计点。当进口流量偏离设计点时，级效率 都会因为级内的损失增大而下降。 c. 喘振工况和堵塞工况之间的区域为稳定工作区。稳定工 作范围的大小也是衡量级性能的一个重要指标。
二. 喘振
3. 喘振的现象及特点
a. 喘振时噪声增大，发出异常的周期性吼叫 或喘气声，甚至出现爆音。
b. 喘振时出口压力和进口流量两个参数都发 生周期性的大幅度脉动。 c. 喘振时机体和轴承会发生强烈振动，其振 幅比平常正常运行时大得多。
4. 喘振的后果
喘振会造成严重的后果，主要有以下几点：
5. 喘振的预防措施
三. 稳定工作区
通常离心压缩机的设计点是机组的最高效率点，机组大部分时间应当在此点运行。但是 其运行点不可能始终保持在这一点上不变。在实际运行时，随着管网用气状态的变化， 离心压缩机的运行点也会随之发生移动。如下图所示。 a. 当进气流量减小时，随着离心压缩机内能量 损失的增大，机组的效率会逐渐下降。若进 气流量继续减小，将导致喘振的发生。喘振 的危害是十分严重的，离心压缩机不允许在 喘振工况下工作。 b. 当进气流量增大时，离心压缩机内的能量损 失也会增大，机组的效率也会逐渐下降。此 时，叶轮对气体所作的功全部用来克服能量 损失，这时级中压力无法升高。或者流量增 大到某值后，流道某处达到了声速，因激波 损失而无法使气体升压。这时级达到堵塞工 况。 喘振工况和堵塞工况之间的区域称为稳定工 作区。通常用调节率来表示稳定工作区： 调节率 = ( qd – qs ) / qd × 100%