离心压缩机原理及结构.ppt

离心压缩机原理及结构文省政 目录 第一章概述第一节压缩机械的分类第二节离心压缩机的主要技术术语和技术参数第二章离心压缩机的工作原理第一节转子第二节静子第三节段和级第三章陕鼓离心类风机系列结构特点和分类第一节陕鼓离心风机型号命名及含义第二节系列分类及结构特点第三节陕鼓与MAN合作生产的离心风机型号命名及含义第四节润滑油及润滑油系统简介第五节轴承系列简介 第一章 概述 一 按压缩气体的方式不同 压缩机通常分为两类 容积式和透平式 一般容积式压缩机宜用于中小流量的场合 透平式压缩机宜用于大流量的场合 从能量观点来看 压缩机是把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械 容积式压缩机气体压力的提高是利用气体容积的缩小来达到的 透平式压缩机气体压力的提高是利用叶轮和气体的相互作用来达到 气体压缩机 容积式 透平式 往复式 回转式 活塞式 柱塞式 隔膜式 罗茨式 叶氏式 螺杆式 滑片式 离心式 轴流式 斜流式 复合式 按压缩气体的方式 二 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 按压力分类透平式压缩机械按出口压力高低可分为通风机 鼓风机 压缩机 1 通风机 指大气压在101325Pa 温度为20 出口全压值小于15Kpa 表压 的风机 2 鼓风机 指升压在15Kpa 200Kpa 表压 之间或压比大于1 15小于3的风机 3 压缩机 指升压大于200Kpa 表压 或压比大于3的风机 四 其它分类 1 按用途分类根据风机用于某种装置的名称或者在装置中的作用来命名分类 如高炉鼓风机 催化裂化主风机 转炉煤气鼓风机 锅炉引风机 烧结鼓风机 2 按输送介质分类如 氨气压缩机 氧气压缩机 氢气压缩机 天然气压缩机等 名词解释透平机械 透平是英语Turbine的音译 其意思可以译为涡轮机械 它泛指具有叶片或叶轮的旋转机械 如汽轮机 燃气轮机 水轮机等 一 主要术语1 标准状态 指压力为760mmHg 温度为0 的干空气 2 湿度 表示大气干湿程度的物理量 分为 绝对湿度 指单位体积空气中所含水蒸汽质量 相对湿度 指空气中实际所含水蒸汽密度和同温度下饱含水蒸汽密度的百分比值 用 表示 3 气体常数R R 8314 J kg k 是分子量 对每一种气体它是一个常数 单一气体可查表 混合气体可以计算 4 绝热指数 气体的定压比热与定容比热之比 第2节 离心式压缩机的主要术语和技术参数 二 主要的技术参数 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 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 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101325Pa 温度为0 的容积流量 用QN表示 常用单位Nm3 min 3 温度 一般用摄氏温度t 表示 在工程计算中多利用绝对温度T K 来表示 两者之间的关系为T t 273 154 压力 气体在单位面积的容器壁上所作用的力叫做气体压力 其单位有mmH2O mmHg kgf cm2 Pa Mpa bar等 5 功率 单位时间所做的功叫功率 常用单位是KW 内功率 用于提高气体压力和克服内损失 流动和泄漏 所消耗的功率 用Ni表示 轴功率 用于提高气体压力和克服内 外损失 机械 所消耗的功率 也就是驱动压缩机所需要的功率 用NS表示 6 转速 指压缩机转子在单位时间内的转动速度 用n表示 其单位为r min 每台压缩机必须标出其流量 压力 转速 功率等主要性能参数 并注明其进气条件和介质种类 第2章离心压缩机的工作原理 气体由吸气室吸入 通过叶轮对气体做功 使气体压力 速度 温度提高 然后流入扩压器 使速度降低 压力提高 弯道和回流器主要起导向作用 使气体流入下一级继续压缩 最后 由末级出来的高压气体经涡室和出气管输出 由于气体在压缩过程中温度升高 而气体在高温下压缩 消耗功将会增大 为了减少压缩耗功 故对压力较高的离心式压缩机在压缩过程中采用中间冷却器 即由某中间级出口的气体 不直接进入下一级 而是通过蜗室和出气管 引到外面的中间冷却器进行冷却 冷却后的低温气体 再经吸气室进入下级压缩 离心式压缩机零件很多 这些零件又根据它们的作用组成各种部件 我们把离心式压缩机中可以转动的零部件统称为转子 不能转动的零 部件称为静子 第1节转子转子是离心压缩机的主要部件 它是由主轴 叶轮 平衡盘等组成的 一 叶轮叶轮也称为工作轮 它是压缩机中最重要的一个部件 气体在叶轮叶片的作用下 跟着叶轮做高速的旋转 而气体由于受旋转离心力的作用以及在叶轮里的扩压流动 使气体通过叶轮后的压力得到了提高 此外 气体的速度能也同样在叶轮里得到了提高 因此可以认为叶轮是使气体提高能量的唯一途径 叶轮是由轮盘 轮盖和叶片组成 这种叶轮称为闭式叶轮 按照工艺方法的不同 叶轮又可以分为铆接叶轮 焊接叶轮 铣制焊接叶轮和整体铸造叶轮 二 主轴主轴上安装所有的旋转零件 它的作用就是支持旋转零件及传递转矩 主轴的轴线也就确定了各旋转零件的几何轴线 主轴通常为阶梯轴 以便于零件的安装 各阶梯的突肩起轴向定位作用 也可采用光轴 因为它具有形状简单 加工方便的特点 三 平衡盘在多级离心压缩机中 由于每级叶轮两侧的气体作用力的大小不等 使转子受到一个指向低压端的合力 这个合力称为轴向力 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 造成事故 因此要设法平衡 消除 它 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 第2节静子静子中所有零件均不能转动 它是由机壳 扩压器 弯道 回流器 蜗室和密封等组成 一 机壳机壳也称为气缸 机壳是静子中最大的零件 它通常是用铸铁或铸钢浇铸出来的 对于高压离心压缩机 采用圆桶形锻钢机壳 以承受高压 机壳一般有水平中分面 以便于装配 检修 上下机壳用定位销定位 用螺栓联接 下机壳装有导向柱 便于拆装定位 吸气室 蜗壳也是机壳的一部分 它的作用是把气体均匀地引入叶轮 然后顺畅地导出机壳 吸气室内通常浇铸有分流肋 使气流更加均匀 也起到增加机壳刚性的作用 二 扩压器气体从叶轮流出时 它具有较高的流动速度 为了充分利用这部分速度能 常常在叶轮后面设置了流通面积逐渐扩大的扩压器 用以把速度能转化为压力能 以提高气体的压力 扩压器一般有无叶型 叶片型 直壁型扩压器等多种形式 三 弯道在多级离心式压缩机中 气体欲进入下一级就必须拐弯 为此要采用弯道 弯道是由机壳和隔板构成的弯环形通道空间 左机壳 右机壳 隔板 四 回流器回流器的作用是使气流按所需要的方向均匀地进入下一级 它由隔板和导流叶片组成 通常 隔板和导流叶片整体铸造在一起 隔板借销钉或外缘凸肩与机壳定位 五 蜗室蜗室的主要目的是把扩压器后面或叶轮后面的气体汇集起来 把气体引导到压缩机外面去 使它流到气体输送管线或流到冷却器去进行冷却 此外 在汇集气体的过程中 在大多数情况下 由于蜗室外径的逐渐增大和通流截面的渐渐扩大 也对气流起到一定的降速扩压作用 六 密封密封有隔板密封 轮盖密封和轴端密封 密封的作用是防止气体在级间倒流及向外泄漏 为了防止通流部分中的气体在级向倒流 在轮盖处设有轮盖密封 在隔板和转子之间设有隔板密封 这两种密封统称为内密封 为了减少和杜绝机器内部的气体向外泄漏 或外界空气向机器内部窜入 在机器端安置端密封 这种密封称为外密封 最常用的是迷宫密封 密封片为软金属制成 将它嵌入密封体内 由于密封片较软 当转子发生振动与密封片相碰时 密封片易磨损 而不致使转子损坏 密封的作用原理 是利用气流经过密封时的阻力来减少泄漏量 第三节段和级正如前述 为了节省压缩机的耗功 压缩机常常有中间冷却器 中间冷却器把全部级分隔成几个段 在每段里 有一个或几个级 每个级是由一个叶轮及与其相配合的固定零件所构成 对于离心式压缩机级来说 从其基本结构上来看 它可以分为中间级和末级两种 一 中间级中间级由叶轮 扩压器 弯道和回流器等组成 气体经过中间级后将直接流到下一级去继续进行增压 在离心压缩机的每一段里 除了段中的最后一级外 都属于这种中间级 二 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 第3章陕鼓离心风机系列及结构特点和造型第一节离心风机型号命名及含义型号由以下几部分组成 第二节系列分类及结构特点A 单级 低速 悬臂结构A 单级 低速 双支承结构 钢板焊接机壳铸铁机壳B 单级 高速 悬臂结构 一般为铸铁机壳 B 单级 高速 双支承结构 一般为铸铁机壳 C 多级 低速 铸铁机壳 压力强制润滑D DL 多级 高速 铸铁机壳 带有垂直剖分面 压力强制润滑 E 多级 高速 铸铁机壳 水平剖分机壳 压力强制润滑 E 多级 高速 铸铁机壳 带有垂直剖分 带中间冷却器 压力强制润滑 EZ EP 多级 高速 铸铁机壳 不带有垂直剖分 带中间冷却器 压力强制润滑 SJ 单级 双支承 钢板焊接机壳 主轴转速在1500r min以下 W 单级 双支承 钢板焊接机壳 输送介质入口温度大于350 AI系列 AI系列 A 系列离心鼓风机剖面图 AII系列 单吸入 或双吸入 单级双支承结构 AII系列 进气流量 500 3500m3 min升压 3 40KP温度 200 转速 3000Rpm B系列 进口流量 40 400m3 min进口介质温度 20 250 压比 1 2 1 85电机功率 132 1000kW工作转速 6000 15000rpm 电动机通过联轴器与增速器低速轴相联 叶轮安装在高速轴轴端 底座为整体钢板焊接结构 兼作油箱 B系列 C系列 D系列 D700 2 4 0 98离心鼓风机外形图 D系列 D1400 D系列 双轴4级3次冷却 DL系列 广泛应用于空分 仪表空气等领域 E系列 系列离心压缩机为多级双支承水平剖分结构 应用于冶金 石化 制药发酵 空分 动力 环保等领域 5E1460 3 4 0 718催化裂化主风机 三元流设计 咯尔木炼油厂50万吨 年催化主风机组 E系列 EI系列 EI系列多级有冷却机壳水平 垂直剖分 应用于钢铁 石油 化工 化肥 空分 煤气 天然气输送 制药和制冷等工业装置中 型号 EI800 3 4 0 98结构 二段三级流量 800m3 min压力 3 4 0 98kgf cm21997年投用 EI系列 EI系列 莲花味精集团EI420 4 089 0 989 Ep Ez系列 EP系列多级有冷却机壳水平剖分 Ep Ez系列 Ep Ez系列 装置规模 川维10万吨 年甲醇投运日期 96年 风机 IEP35 28 5 6结构 两缸三段流量 35m3 min压力 28 5 6功率 1100kW汽机 NG25 20压力 37 7 5bar功率 1210kW SJ A W系列 其性能范围为 介质 空气 煤气和各种化工气体流量 可达23000m3 min或更大压力 25000Pa左右介质 最高可达450 使用环境 室内 露天 高原和寒热地区进排气方向 可根据用户需要设计 第三节陕鼓与MAN合作生产的离心风机型号命名及结构型式RZ 离心式 中间带冷却器RIK 离心式 等温型 冷却器内置式RB 离心式 筒型结构 一般为煅钢机壳RBZ 离心式 筒型结构 中间带冷却器 RZ系列 炼油 安庆富气压缩机RZ45 6 介质 富气Qj 84m3 minPc 13 8kgf cm2n 14767r min RZ系列 石家庄炼油厂富气压缩机 柳化RIK100渭化RIK100唐钢RIK90 RIK系列 RB系列 金陵石化RB28 4 RBZ系列 渭化RBZ45 2 2 3 例如 1 RBZ 3 4第二段共四级叶轮第一段共三级叶轮离心式带中间冷却器压缩机 2 RIK 中间三次冷却 最后一级不冷却 离心式等温型内置冷却器压缩机 3 A 800 1 22 0 976进口压力为0 976kgf cm2出口压力为1 22kgf cm2进口容积流量为800m3 min 第四节润滑油及润滑油系统简介 1 润滑油具有降低摩擦力和冷却摩擦生成热的功能 离心鼓 压风机采用的润滑油是符合 L TSA汽轮机油 标准 GB11120 89 规定的L TSA32或L TSA46号汽轮机油 建议北方地区使用32号 南方地区使用46号 2 润滑系统是为维持风机本体的轴承 变速器大小