轴流压缩机技术及应用.doc

风机技术资料2010轴流压缩机技术 及 应 用轴流压缩机应用培训教材关于陕鼓轴流压缩机应用指南金秀璋 整理第一章 概 述4第一节 压缩机械的分类4第二节 轴流压缩机的发展概况5第三节 透平压缩机的主要术语和技术参数7第二章 轴流压缩机的基本工作原理9第一节 全静叶可调轴流压缩机的典型结构与工作过程9第二节 轴流压缩机的基本研究方法11第三节 基元级叶型与叶栅主要几何参数11第四节 基元级增压原理13第五节 压缩过程、压缩功及效率15第六节 流量与流量系数、能量头与能量头系数、反动度与预旋17第三章 轴流压缩机选型21第一节 轴流压缩机与离心压缩机的比较21第二节 几种不同形式的轴流压缩机的比较23第三节 风机的选型参数25第四节 如何正确提供风机的设计参数、使用条件和要求26第五节 轴流压缩机与管网联合工作26第四章 陕鼓轴流压缩机的技术优势与特点28第一节 陕鼓轴流压缩机的技术优势28第二节 陕鼓轴流压缩机系列30第三节 气体动力学设计特点32第四节 主要零部件的结构与特点33第五节 转子动力学和强度设计37第五章 轴流压缩机的改造39第一节改 造 原 理40第二节 几种改造方案41第二节 成 功 改 造 示 例43第六章 轴流压缩机自动化控制46第一节 控制系统概述46第二节 主风流量静叶定位串级调节系统47第二节防喘振控制系统53第四节 主风机的逆流保护57第七章 轴流压缩机组的成套设计59第一节 陕鼓轴流压缩机组的特点59第二节 机组的成套范围和配套水平60第三节 为机组成套所做的工作63第八章 轴流压缩机组的安装调试67第一节 轴流压缩机组安装调试概述67第二节 施工前的准备工作68第三节 机组就位及找正73第四节 轴流压缩机的内部组装80第五节 辅机安装应注意的几个问题82第六节 轴流压缩机组的试运行83第七节 轴流压缩机的检验及维修85第一章 概 述本章介绍压缩机的分类、轴流压缩机的发展概况及技术术语。第一节 压缩机械的分类气体压缩机械轴流压缩机是气体压缩机械的一种形式。按压缩气体的方式不同，压缩机通常分为两类：容积式压缩机透平式压缩机。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。从能量的观点看，压缩机是把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械。透平式容积式 离心式轴流式斜流式复合式往复式回转式 罗茨式叶氏式螺杆式滑片式隔膜式柱塞式活塞式一、 容积式压缩机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。二、透平式压缩机透平式压缩机是一种叶片旋转式机械，气体压力的提高是利用叶片和气体的相互作用来达到。透平式压缩机的分类有下列几种：1、 按气流运动方向分类离心式气体在压缩机中的流动方向大致与旋转轴相垂直，也称径流是压缩机。轴流式气体在压缩机中的流动方向大致与旋转轴相平行。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。复合式指同一台压缩机内，同时具有轴流式与离心（斜流）式工作叶轮。一般轴流在前，离心在后。图11列出了透平式压缩机械的四种通流形式。2、 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、鼓风机和压缩机。通风机：指大气压在101.325kPa，温度为20，出口全压值小于15kPa(表压)的风机。鼓风机指升压在15kPa200kPa(表压)之间压比大于1.15小于3的风机。压缩机指升压大于200kPa(表压)或压比大于3的风机。3、其他分类（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、催化裂化装置用风机、空气分离压缩机、锅炉引风机、烧结鼓风机等。(2)按介质种类。如分为氨气压缩机、氢气压缩机、氧气压缩机、天然气压缩机等。透平机械：透平是外来语Turbine的音译技术名称，可译为涡轮机械，它泛指具有叶片或叶轮的动力机械。如汽轮机、燃气轮机和水轮机（有时也称为蒸汽透平、燃气透平和水利透平）和风能装置中风力透平等。对于具有叶片或叶轮的压缩机械，原则称为透平式压缩机和透平式泵。透平机械中还包括液力透平传动装置，如液力偶合器等。轴流式压缩机属于透平机械类。有时也将汽轮机、燃气轮机和透平式压缩机统称为热力透平机械。第二节 轴流压缩机的发展概况在十九世纪，轴流式鼓风机已应用于矿山通风和冶金工业的鼓风。但限于当时的理论研究和工业水平还很落后，这种风机的全压只有1030mmH2O，效率仅达1525%。1853年都纳尔(Tournaire)向法国科学院提出了多级轴流压缩机的概念。1884年英国C.A.帕森斯(Parsons)将多级反动式透平反向旋转，得出了第一台轴流式压缩机，19级，流量85m3/min，压力12.1kPaG，转速4000r/min，效率约60%。由于效率低，故轴流式压缩机未能成功地推广应用。从二十世纪三十年代开始，由于航空事业发展的需要，对航空燃气轮机进行了大量的理论和试验研究，特别是对轴流式压缩机的气体动力学的理论研究和平面叶栅吹风的试验研究，使轴流式压缩机的理论和设计方法不断完善，效率提高到8085%。从四十年代开始，轴流式压缩机已广泛应用于航空燃气轮机中，迄今仍占有很重要的地位。现代轴流式压缩机的效率可高达8991%，甚至更高。瑞士苏尔寿(SULZER)公司是世界上轴流压缩机设计制造技术的先进代表。1932年苏尔寿公司制造了世界上第一台增压锅炉使用的工业轴流压缩机，1945年苏尔寿公司制造了第一台轴流式高炉鼓风机，其流量为12001800m3/min，压力为78775142179Pa(G)，转速为5200r/min，功率3900kw，由电动机驱动。此后轴流式高炉鼓风机逐渐被采用，多为固定静叶式，有汽轮机驱动，通过改变汽轮机的转速来调节高炉使用工况。这种压缩机的特点是稳定工况区较窄，而且在部分负荷时压缩机的效率比较低。为了改善变工况时压缩机性能，瑞士BBC公司（苏尔寿公司前成员之一）研制了静叶可调机构，并于1960年制造出第一台静叶可调轴流式高炉鼓风机。其优点是在压力不变的情况下，流量范围较宽而且变工况运行时效率降低不多，因而在大型高炉鼓风机中得到了广泛应用。静叶可调机构的主要问题是解决静叶支撑轴承的可靠性和耐用性。BBC公司采用了特殊的石墨轴承，在200的条件下进行了5106次转动试验，轴承磨损只有18微米。按每小时转动25次计算，轴承寿命可达20万小时，如果每年工作时间按8000小时计算，可使用25年以上，故可认为是足够可靠耐用的。随着世界各国氧气炼钢的飞跃发展，轴流压缩机在大型空气分离装置中亦获得了广泛应用。六十年代初期，日本日立公司在10000Nm3/h的制氧装置中采用了轴流压缩机，其空气流量为1083Nm3/h，出口压力为6.03bar(G),功率为6300kw，压缩机为双缸，气缸间设有中间冷却器。近代制氧机装置中的空气压缩机多采用轴流式加离心式的复合式机型，如瑞士苏尔寿公司的等温压缩机ARI型和德国GHH公司的AGR、AKF型。静叶可调轴流压缩机具有效率高、适于大中流量和工况调节范围宽等特点，除了高炉、空分装置、炼油厂催化裂化装置、大型风源风洞、各种燃气轮机等传统用途外，随着石油、化工等行业的发展而不断扩大新的应用领域，如热压缩装置、液化天然气装置、制药及动力装置等。在能源日益紧缺的今天，世界各国把节能作为一项重要工作来不断开发新技术和新工艺，其中电站增压流化床燃气/蒸汽联合循环发电装置(PFBCCC)已从试验进入实验阶段，轴流压缩机作为增压锅炉主风机得到推广应用。大型钢铁厂为提高综合热效率，也成功地研制了高炉煤气单燃气燃烧综合循环发电装置(CCPP)其中的煤气压缩机采用了轴流压缩机。另外，以前300700m3高炉鼓风机多采用效率较低和工况调节范围较窄的离心式鼓风机，由于轴流压缩机效率高、能耗低，以及没有放风损失，没有进口节流调节时压力损失等优点，现已广泛推广应用取代离心式压缩机。我国的轴流压缩机发展起步较晚，也是从燃气轮机中是压缩机研究开始起步的，到二十世纪六十年代末期第一台试制成功，1970年开始投运。该轴流压缩机为全部静叶固定，效率为8586%。1979年陕西鼓风机(集团)有限公司从已有五十多年轴流压缩机生产历史、具有世界先进水平的苏尔寿公司引进了轴流压缩机的专利和技术秘密，包括试验研究、气动设计、结构设计、强度计算、产品图纸、工艺文件、工装图纸、质量控制、检验文件、技术标准和设计与工艺等的全新计算机软件，为中国的轴流压缩机设计制造技术的发展揭开了新篇章。通过对苏尔寿轴流压缩机技术消化、吸收、掌握、改进，到1986年完全实现国产化，设计、制造、加工水平完全符合国际有关通用标准以及用户的技术规范，实现了替代进口的目标并销往国外，先后为冶金、石油及化工、电站、制药和风动试验等行业设计制造了140多台套轴流压缩机产品。目前，陕鼓集团已成为国内唯一独立设计、制造全静叶可调轴流压缩机的企业，其轴流压缩机技术处于国际先进水平，并未我国轴流压缩机的发展和设计应用起到了巨大推动作用。第三节 透平压缩机的主要术语和技术参数一、表征压缩机性能的主要技术参数1、介质压缩机设计时必须明确介质的种类及成分。2、流量流量，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。用户提供容积流量，应注明容积流量所处位置，如进气管道(与大气连接处)，或压缩机进口法兰处，或压缩机排气法兰处，不注明一般按压缩机进口法兰处容积流量考虑。标准状态容积流量，又称标态流量：指标准状态下（压力为101325N/m2,温度为0）的容积流量。用QN表示，常用单位Nm3/min。质量流量：指单位时间内流经压缩机的气体质量。用G表示，常用单位为kg/s。如果忽略外泄量，则压缩机进口与出口处质量流量是相等的。3、 压力气体在单位面积的容器壁上所作用的力叫气体压力，其单位有mmH2O、mmHg、kg/cm2、Pa、bar、MPa等。压力单位换算详见表11。表11 压力单位换算表（1MPa=10bar=106Pa）牛顿/米2（N/m2）（Pa）标准大气压（即物理大气压）（atm）毫米汞柱（mmHg）毫米水柱（mmH2O）工业大气压（kgf/cm2）（at）巴（bar）10.9910-50.00750.1021.0210-510-51013251760103321.0331.0133133.320.00132113.60.001360.0013329.8070.967810-40.073610.00010.980710-4980670.9678735.610410.98071050.9869750.1101971.021动压：单位体积气体流动时所具有的能量，用Pd表示，Pd=p2c2静压：单位体积气体所具有的势能，垂直作用在壁面上，用Pst表示。全压：单位体积气体所具有的总能量。全压等于动压和静压之和，用P表示，即：P=Pd+Pst。表压力：用压力表测量所显示的压力。在压力单位后用“g”标注。绝对压力：气体的真实压力，即表压加上当地大气压。在压力单位后用“a”标注。进口压力：指压缩机进口法兰处的气体压力。用Pj表示。出口压力：指压缩机出口法兰处的气体压力。用Pc表示。压比：指压缩机出口压力和进口压力之比。用“”表示。=PcPj。4、功率：单位时间所作的功叫功率，常用单位是Kw。有效功率：用来提高气体压力所消耗的功率。用N有表示。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（机械损失）所消耗的功率，也就是驱动压缩机所需要的功率。用Ns表示。4、 效率：效率是评价透平压缩机质量的重要指标之一，用表示。效率是相对值，为因次量。对透平压缩机来说，它表示气体通过压缩后，气体所获得的有效功与实际耗功的比值，即：=气体获得的有效功实际耗功由于气体在压缩过程中要发生各种损失，所以效率总是小于1的。多变效率：指多变压缩功hpol与实际总耗功htot之比。用pol表示。绝热效率：指绝热压缩功had与实际总耗功htot之比。用ad表示。等温效率：指等温压缩功his与实际总耗功htot之比。用is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(转/分)。7、温度一般用摄氏温度t（）表示，在工程计算中多采用绝对温度T（K）来表示，两者之间的换算关系为：TK=t+273.15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（进气压力、温度、相对湿度）和介质种类。二、主要术语1、标准状态：指压力为760mmHg，温度为0的干空气。若为湿标态，须注明。2、湿度：表示大气干湿程度的物理量。3、绝对湿度：指单位体积空气中所含的水蒸气质量。4、相对湿度：指空气中实际所含水蒸气密度和同温度下饱和水蒸气密度的百分比值。用表示。5、多变压缩过程：压缩过程与外界有（或无）热交换，过程方程指数为m的压缩过程。1mf1d,f3sf2s,所以有：W2W1, C3P1 ,P3P2于是 P3P2P1 即基元级中气体压力得到了提高。二、动叶栅对气体做功在动叶栅中，外界传给气体的能量ht可根据伯努利方程和欧拉动量矩方程分析表示如下：ht=12dp+C22-C122+hr1-2ht=C22-C122+W22-W122式中：hr1-2动叶栅中的损失功。将上两式合并，得出动叶栅中相对运动的伯努利方程式： W22-W122=12dp+hr1-2 21可见，相对速度减少所转换的能量，等于动叶栅中气体升压的压缩功和克服流动损失功之和。三、静叶栅中气体压力的提高在静叶栅中无外功加入，只存在能量转换，其伯努利方程式为：0=23dp+C32-C222hr2-3或 C32-C222=23dp+hr2-3 22式中：hr2-3导流叶栅中的损失功。可见，速度减小（扩压效果）相应地使气体继续压缩并克服流动损失。四、基元级中能量分析基元级中的能量转换为动叶栅与静叶栅中能量转换的总和。将式21和22相加得：W12-W222+C22-C322=12dp+23dp+hr1-2+hr2-3改写成：W12-W222+C22-C122+C12-C322=13dp+hr1-3或 ht=13dp+C32-C122+hr1-3 23式中：13dp=12dp+23dphr1-3=hr1-2+hr2-3式23充分说明了基元级中能量转换机理，即加入基元级的外功，用于压缩气体以提高气体的压力，克服流动损失，使气体动能发生变化。式23即基元级的伯努利方程式。五、基元级速度三角形图26上示出了气流在动叶栅和静叶栅中的变化规律，为方便起见，常将动叶栅进、出口的速度三角形画在一起，图27所示。该图作两点假设：（1）基元级u1=u2=u；（2）气体密度和通流截面变化不大，C1Z=C2Z=CZ。在导流叶栅中，气流以绝对速度C2，气流角2进入，而以绝对速度C3，气流角3流出，一般C3C1，31。第五节 压缩过程、压缩功及效率压缩过程主要是绝热压缩、等温压缩和多变压缩过程。绝热压缩是指与外界无热交换，同时又无损失的理想过程。应更确切的叫“绝热等熵压缩过程”。多变指数m=k.等温压缩过程是指始终与外界有热交换，且压缩终了温度和过程间温度与初态温度相等的压缩过程。多变指数m=1。多变压缩过程是指过程中有损失，可与外界无热交换或有热交换（如进行中间冷却时）的压缩过程。多变指数m为：和外界有热交换时，1mk。图28表示了TS图上的各种压缩过程，图29表示了P图上的各种压缩过程，在P图上，各压缩过程线所包含的面积表示了各个过程的压缩功。不同压缩过程的压缩功表示在TS图上，见图210。其中：面积2ad1bcd2ad表示绝热压缩功Had； 面积1bcd1表示等温压缩功Hpol； 面积21bcd2表示多变压缩功Hpol； 面积21ba2表示流动损失所转换的焓增Hr。Hpol比Had多出了一块小面积212ad2表示绝热压缩功Had，用Hr表示，称为热阻损失。热阻损失的物理意义是：在实际压缩过程中，由于流动损失对气体加热，使得气体的体积增大而额外增加的压缩功。面积1dcb1表示等温压缩功His。压缩机在工作过程中，损失是客观存在的，故外界传给气体的能量不能全部转换为气体的有效能量。为此，我们用效率来表征压缩机在工作过程中能量转换的完善程度。效率有多种表达形式，但无论采用哪种表达形式，它们的本质是一致的，即它们的耗功是相同的。一、绝热压缩功Had及绝热效率ad过程方程式为：PK=常数绝热压缩功为：Had=KK-1RT1P2P1K-1K-1绝热效率为：ad=HadHpol+Hr=T2ad-T1T2-T1绝热效率的意义是：用于实际压缩气体的多变压缩功和克服流动损失的耗功中，有多少转变为气体的有用功。它表征了压缩机通流部分完善程度，有多少转变为气体的有用功。因而，它表征了压缩机通流部分的寄送程度，即当流动损失Hr减少时，热阻损失Hr也相应减少，Hpol也减少，而Had不变，则ad增加。在压缩机中，理想的绝热压缩过程是不能实现的。但它可以作为一个比较标准，即实际过程越接近绝热过程，熵增越小，则说明压缩级中的损失越小。二、多变压缩功Hpol及多变效率pol过程方程式为：Pm=常数多变压缩功为：Hpol=mm-1RT1P2P1m-1m-1多变效率为：pol=HpolHpol+Hr并有指数系数：=mm-1=kk-1pol因为HpolHad，故polad，所以在谈到压缩机效率或级效率时，应指明是哪种效率。两种效率的关系为：ad=P2P1K-1K-1P2P1K-1Kpol-1三、等温压缩功His及等温效率is过程方程为：P=常数等温压缩功为：His=RTlnP2P1等温效率为: is=His(Hpol+Hr)(Hpol+Hr)是具有中间冷却的压缩机各段或各级的热焓增值之和。等温效率不能作为评定压缩机通流部分完善程度的指标。因为冷却器及其影响很大。因此，它主要用来评价包括冷却系统在内的透平压缩机装置的动力经济性的指标。因为等温压缩功最小，所以带有多次冷却的等温压缩机需要的功率最小。另外，如果实际过程越接近等温过程，则压缩机的等温效率越高。第六节 流量与流量系数、能量头与能量头系数、反动度与预旋本节讨论轴流压缩机流量系数、能量头系数、反动度等相关概念。一、流量及流量系数叶栅的进口容积流量为： V1=4DG2-DN2C1Z=4DN2（Y12-1）C1Z 2424式表达了压缩机的童柳能力与通流面积和气流轴向速度C1Z有关，而气流气流轴向速度C1Z与压缩机转速有关。定义流量系数为=C1Zu,是个无因次参数，用来表征级的通流能力。一般平均半径处基元级的流量系数m=0.50.75,叶顶处G=0.30.5（大者可达0.7）。二、能量头及能量头系数1、动叶栅传给单位质量气体的机械功称为理论能量头ht=u(C2u-C1u) (欧拉动量矩方程)该式又表达为：ht=uCz(ctg1-ctg2)要增加级的压比，则必须增加级的理论能量头。其途径有：（1）增加叶轮的圆周速度u（或DG），但它受到叶片材料强度的限制。目前固定式压缩机uG=150300m/s,运输式压缩机uG=200370m/s。（2）增大气流转折角=2-1，但过大会使气流易于脱离，流动恶化，一般0（即预旋方向与圆周速度方向一致）时，称为正预旋；当C1u0, 称为负预旋；当C1u=0时，为轴向进气，即C1=Cz。如果u、Cz和Cu(或Wu)不变，这时不同的反动角就是改变预旋所致。而且改变预旋，也改变了W1和C2的数值，下面简述预旋的作用。（1）正预旋（=0.5）从图211中轴向进气的速度三角形可以看出，=1.0时，W1是进、出口速度的最大值，即马赫数Mw1最大，当圆周速度很大时，Mw1可能超过一般亚音速叶栅所允许的值。为此，在大圆周速度的情况下，可以用正预旋来减小W1和Mw1，如=0.5的级。但是，当C1u增加到使得W1,如=0就是明显的例子。这时MC2达极大值，也会超过所允许的值。因此，在实际设计中，在平均半径处0.5是不采用的。（2）负预旋（=1.0）当=1.0时，C1u0, W1为速度三角形的最大值。但是，如果圆周速度u本身不大，而Mw1任然在所允许的范围内时，则采用负预旋（如=1.0叶栅）可以增加级的压比，所以=1.0的级常应用于低圆周速度的固定式压缩机中。第三章 轴流压缩机选型压缩机是高炉、石化等应用领域里重要的动力供风设备，因此，选取合适的压缩机，使其安全、可靠、经济地运行，是保证正常生产、降低运行成本的重要环节。一般压缩机的选取原则是，“技术先进，安全性好，效率高，能耗低，性能可靠”等。在本章中对不同压缩机类型和型式进行比较，供选择压缩机时参考。本章还简单介绍了轴流压缩机的选型参数、压缩机与管网联合工作方向的基本知识。第一节 轴流压缩机与离心压缩机的比较由于轴流压缩机气体压缩过程的流到短且简单，气体转向变化小，基本是沿轴流动，离心压缩机压缩气体的流道长且有较多的急剧转弯，因而轴流压缩机损失小，效率高。另外，轴流压缩机的叶栅在空气动力学方面的理论研究和试验工作相对比较充分，试验数据和设计方法比较成熟，所以轴流压缩机效率通常比离心压缩机高8%10%。压缩相同容积的气体时，具有复杂流道的多级离心压缩机机器尺寸比轴流压缩机大得多，重量重成本高。因而离心压缩机适合于中、小流量的场合，轴流压缩机适合于中、大流量的场合。轴流式压缩机：适合于大、中流量，中等压力范围，流量在950m3/min以上，一般流量越大越好，但一般受压缩机结构限制，单台最大流量一般小于17500m3/min；压比一般适合于2.57.2。当流量较大时可采用两台轴流并联方式；当压力较低可采用特殊结构；当压力更高时，可采用一台轴流与一台离心或一台轴流串联方式。采用全静叶可调式轴流压缩机，调节工况范围宽，不用放风运行，效率高，比离心式压缩机效率高10%左右，省功节能，噪音低。离心式压缩机：适合于1000m3/min以下流量，单缸离心压缩机一般允许压比小于9，压比再大可采用一台多缸串联式离心式压缩机。离心压缩机效率低，能耗大；调节工况范围窄，在较多情况下存在放风损失；采用进口节流调节，存在压力损失，噪音大，但技术简单，造价低。我国在5080年代由于轴流压缩机技术落后，在流量1000m3/min到3000m3/min或4000m3/min以下多采用离心式压缩机，如K3250、K4250、02700、AK1300等。现今由于轴流压缩机技术日益成熟，流量在1000m3/min以上，已广泛采用效率高、节能效果较好的轴流压缩机。全静叶可调轴流压缩机流量调节范围（非等力工况调节）可达约50%115%以上，进口节流调节离心式压缩机的流量调节范围（非等力工况调节）约为85%105%，而若为排气管网自调的离心压缩机只能沿其一条性能曲线调节，调节范围更小。离心式与全静叶可调轴流式压缩机工况调节范围的比较见图31。以一台450m3高炉鼓风机为例，轴流压缩机与相应的离心式压缩机相比，由于效率高和没有放风损失等每年节能约275.6万元。功率对照见表31。流量越大，节能越明显。表31 轴流、离心式压缩机在各工况点效率、耗功对比表压缩机形式单位ABCDE进口压力Bar(A)0.9410.9410.9610.9610.952进口温度23.223.2-7.3-7.39.0相对湿度%6060787870流 量Nm3/min21461717160918781985排气压力Bar(A)3.22.72.73.23.2轴流效率%87.588.28789.589.8耗功Kw70184679386752165928离心效率%84*81耗功Kw7490*6640说明：*点为离心风机需放风运行。每度电按0.4元计，离心按15%时间放风15%计，每年运行8000小时，则轴流较离心节能：6640-592880000.4+6640800015%0.4=227.8+47.8=275.6万元表32 同等装置中轴流与离心式压缩机的对比项 目轴 流 压 缩 机离 心 压 缩 机风机体积小大风机重量轻重机组运行经济性高，因风机效率高，调节范围宽低，因风机效率低，调节范围窄机组控制自动化控制手动操作风机噪音低高基础尺寸小大表33 轴流压缩机与离心压缩机的对比序 号项 目轴 流 式离 心 式1适用流量950m3/min以上950m3/min以下2适用压比2.78中低压比高中压力3效率（8992）%一元流小于80%，三元流82%左右4调节方式静叶角度调节或转速调节进口节流调节或转速调节5调节范围AV型为（50125）%A型为（60120）%调节范围很有限，难以满足不同工况6需否放风不需要放风常需放风7调节稳定性风量风压波动小风量风压波动大8起动速度快（1小时内）慢（3小时）9噪音较低较高10经济性高、能耗小低，能耗大11技术密集程度高低12结构复杂较简单13制造成本高较低因此，建议流量在1000m3/min以上的鼓风机、压缩机选用轴流式压缩机有利于降低能耗和运行成本。第二节 几种不同形式的轴流压缩机的比较一、静叶可调式与变转速（静叶固定式）轴流压缩机比较静叶可调轴流压缩机：喘振线比较平坦，调节范围宽。一般工作转速固定，原动机电动机或汽轮机，叶片振动频率容易避开，安全性高。有调节缸，利于降低噪音。但采用电动机拖动时，机组布置时多一变速器。因有调节机构，静叶可调轴流压缩机成本较高。静叶固定轴流压缩机：一般须采用变转速汽轮机或可调速电机拖动。变转速调节，避开叶片共振频率和临界转速难度较大，故安全性差。噪音稍大，但无需调节缸和调节机构，成本稍低。静叶可调式与变转速（静叶固定式）轴流压缩机工况调节范围比较，前者比后者一般大1030%左右，见图32。若用户要求工况调节范围较大时，建议选用静叶可调式轴流压缩机。二、全静叶可调与部分静叶可调轴流压缩机的比较全静叶可调轴流压缩机：在变工况运行时，由于其每级静叶角度均可作相应的改变，因而避免了压缩机过早发生喘振或阻塞，减少气流在流动中是冲击损失，有利于增大调节范围和提高效率，但设计制造成本稍高。部分静叶可调轴流压缩机：前几级静叶角度可根据工况变化而进行调节，但其余后面静叶固定，容易导致压缩机在部分变工况区域运行时提前喘振或阻塞，同时增大后面级的冲击损失，因而调节范围窄、效率较低。部分静叶可调与全静叶可调轴流压缩机工况调节范围比较，后者一般比前者大约520%，见图33。建议尽量选用全部静叶可调型式，有利于降低能耗，增大调节范围。三、等内径与等外径轴流压缩机的比较等内径轴流压缩机：指每级动叶根部的流道直径都相等，见图21。等外径轴流压缩机：指每级动叶顶部的流道直径都相等，见图34。等内径式轴流压缩机，各级内径相等，均径与外径逐级下降，Um逐级减少，因而加工量减少，级数要增多，轴向尺寸长。通流部分叶高逐级下降的速度较等外径慢，其末级叶片较后者较高，故流动损失较小，效率较高。另外，转子加工较容易。相应的等外径式轴流压缩机，级数较少，效率较低，末级容易出现阻塞，因而调节范围较窄，转子加工较难。对于固定式轴流压缩机建议选用等内径，有利于降低能耗，增大调节范围。四、空心转子轴流压缩机与实心转子轴流压缩机的比较空心转子指主轴中间段加工为空心，转子较轻，容易启动，但转子刚性较差，检修维护难度较大，实心转子则加工容易，刚性大，几乎不需要检修和维护。五、三层缸与双层缸轴流压缩机的比较三层缸：叶片承缸称为内缸，调节缸称为中缸，以及机壳称为外缸，此三层缸结构使压缩机的稳定性较好，振动地，噪音低，同时有利于避免外部灰尘或腐蚀性气体对内部调节机构的侵蚀，因而使用寿命长，但成本稍大。三层缸示意图见21。双层缸：叶片承缸及调节机构直接暴露于外面。此种压缩机造价低，但稳定性差，噪音大，外部灰尘或腐蚀性气体容易对内部机构产生侵蚀。双层缸轴流压缩机示意图见图34。建议选用三层缸形式，有利于降低噪音和保护内部调节机构。第三节 风机的选型参数风机的选型参数和选型要求，必须准确、可靠、合理，这样风机的选型才能准确、合理，将来风机才能高效率的运行。风机的选型参数和选型要求主要包括以下内容：1、当地的大气条件：不同季节的平均值，如夏季、冬季、年平均的大气压力、大气温度和湿度。2、当地水资源条件：水温、水压、硬度、酸碱度等。3、当地环境质量：有无腐蚀性气体、灰尘含量等。4、当地电气条件：决定压缩机启动方式。5、压缩介质：明确介质种类。6、流量（又称风量）：提供平均最大、正常、平均最小流量，但最好不要是极端（偶尔用）