离心式压缩机简介

PPT模板下载：,主讲人：Nick,目录,概述及分类,结构及部件详解,运行及维护,压缩机辅助系统,01,概述及分类,PartOne,概述及分类,随着近代科学技术的不断发展，压缩机在工业生产上的应用十分普遍，所占的地位相当重要。压缩机就是产生气体压力能的机器，它在国民经济各部门中特别在石油、化工、矿山、冶金、机械以及国防工业中已成为必不可少的关键设备。其重要的应用场合有化工工艺过程上的应用、动力工程的应用、气体输送等。,压缩机概述,概述及分类,日本：日立（Hitachi）、三井、三菱、（Mitsubishi）、川崎、石川岛(IHI)、荏原（EBRARA），包括美国埃利奥特（ELLIOTT）和神钢（kobeico）美国：德莱赛兰（DRESSER-RAND）、英格索兰（Ingerso11-rand）、库柏（Cooper）、通用电气动力部、美国A-C压缩机公司德国：西门子工业（原来的德马格-德里瓦）、盖哈哈-波尔西克（GHH-BORSIG）瑞士：苏尔寿（SULZER）瑞典：阿特拉斯（ATLAS-COPCO）韩国：三星动力,世界著名压缩机厂家,概述及分类,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,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,概述及分类,按气体压缩方式：,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、压缩机。,概述及分类,按气流运动方向：,离心式气体在压缩机中的流动方向大致与旋转轴相垂直。,轴流式气体在压缩机中的流动方向大致与旋转轴相平行。,复合式在同一台压缩机内，同时具有轴流式与离心式工作叶轮，一般轴流在前，离心在后。,概述及分类,按压力高低分类：,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）之间或压比大于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,概述及分类,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。,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。,02,结构及部件,PartTwo,结构及部件,主轴,叶轮,隔套,平衡盘,转子,结构及部件,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，因此主轴应该具有一定强度与刚度。主轴的轴线也就确定了各旋转零件的几何轴线。,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。,主轴,叶轮,结构及部件,隔套热装在轴上，它们把叶轮固定在适当的位置上，而且能保护没装叶轮部分的轴，使轴避免与气体相接触，同时也起到导流的作用。,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，它的一侧压力约为末级出口压力(高压)，另一侧连通进气管（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。,隔套,平衡盘,结构及部件,机壳,扩压器,弯道及回流器,蜗室,定子,结构及部件,机壳也称为气缸、机壳是静子中最大的零件。通常是用铸铁或铸钢浇铸出来的。机壳一般有水平中分面，以便于装配、检修。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。,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。,机壳,扩压器,结构及部件,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。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。,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。,弯道及回流器,蜗室,结构及部件,沈阳鼓风机集团有限公司MCL系列压缩机组,二重催富气压缩机型号,烷基化制冷压缩机型号,MCL704,结构及部件,径向轴承,可倾瓦滑动轴承,滑动轴承工作原理：利用轴颈在转动时将润滑油带入轴颈与轴承瓦之间的间隙而产生油膜压力，以支承轴颈所加的载荷。优点：滑动轴承的承载能力大，回转精度高，润滑油膜具有抗冲击作用，在大型旋转机械上获得广泛应用。分类：按承受载荷的方向不同滑动轴承分为径向轴承和推力轴承。,具有自动调心平衡外载和抑制油膜自激涡动,抗振性能好，不易产生油膜振荡。,结构及部件,径向轴承,轴承油膜,轴承油膜的形成和油膜压强的大小受轴的转速、润滑油粘度、轴承间隙、轴承负荷、轴承结构等因素的影响,轴承测温采用预埋式则温元件，测点在巴氏合金附近，可随时直接监视轴瓦温度。,可承受较大的轴向力瓦块自动调位，保证受力均匀对载荷变化适应性强,结构及部件,推力轴承,工作原理：与径向轴承类似，由转子上转动的推力盘与轴承上几块扇形面形成的收敛油楔动压力来平衡转子的轴向推力载荷。,推力平衡系统，“金斯伯雷”,结构及部件,巴氏合金：巴氏合金是最广为人知的轴承材料，由美国人巴比特发明而得名，因其呈白色，又称白合金。,轴瓦上浇铸的巴氏合金13mm,巴氏合金的组织特点：在软相基体上均匀分布着硬相质点，软相基体使巴氏合金具有非常好的嵌藏性、顺应性和抗咬合性，并在磨合后，软基体内凹，硬质点外凸，使滑动面之间形成微小间隙，成为贮油空间和润滑油通道，利于减摩；上凸的硬质点起支承作用，有利于承载。,结构及部件,膜片式联轴器,联轴器联轴器是主动轴和从动轴之间的连接装置，联轴器不仅起到连接和传递机械动力的作用，还具有一定的补偿两轴偏移的能力和缓冲减震的性能。,弹性膜片联轴器：膜片联轴器是由几组膜片（不锈钢薄扳）用螺栓交错地与两半联轴器联接，每组膜片由数片叠集而成，膜片分为连杆式和不同形状的整片式。,膜片联轴器靠膜片的弹性变形来补偿所联两轴的相对位移，是一种高性能的金属弹性元件挠性联轴器。,膜片联轴器没有相对滑动，不需要润滑、密封，无旋转间隙，无噪声，结构较紧凑，强度高，使用寿命长，基本不用维修，制造较方便。具有耐酸、耐碱、防腐蚀的特点，适用于高温、高速、有腐蚀介质工况环境的轴系传动。,03,压缩机辅助系统,PartThree,压缩机辅助系统,润滑油系统,密封系统,盘车系统,压缩机辅助系统,润滑油系统,润滑油系统：压缩机的润滑油系统在压缩机安全运行的过程中起着重要的作用。它不仅仅使压缩机运行时各摩擦部位得到充分的润滑，而且降低了各部件接触面的负荷，还使得压缩机运行摩擦产生的热量有效地扩散。还能减少设备的腐蚀，降低设备的故障率，从而使压缩机的使用寿命得以延长。,润滑油作用：密封、润滑、冲洗、冷却、减震、卸荷、保护,压缩机辅助系统,润滑油系统简图,高位油箱的作用：是在发生润滑油运行中断情况下，保证机组在惰走期间能给轴瓦提供足够油量，满足离心机能够紧急停车而不至于因缺油导致轴瓦干磨。,压缩机辅助系统,润滑油系统,压缩机辅助系统,内密封,密封系统,迷宫密封：是一种由一系列节流齿隙和膨胀空腔构成的非接触密封形式，主要用于密封气体介质。,结构形式：在固定部件与轮盖、隔板与轴套、轴的端部设置密封件，采用梳齿式（迷宫式）密封。,特点：适应高温、高压、高转速场合。结构简单，性能稳定可靠。广泛用作为蒸汽透平、燃气透平、离心式压缩机、鼓风机等热力机械的轴端密封或级间密封。缺点是泄漏大。,压缩机辅助系统,迷宫密封,密封系统,工作原理：利用节流原理，减小通流截面积，经多次节流减压，使在压差作用下的漏气量尽量减小。即通过产生的压力降来平衡密封装置前后的压力差。,减小齿逢间隙；增加密封齿数；加大齿片间的空腔和流道的曲折程度,压缩机辅助系统,干气密封,密封系统,气膜密封：依靠几微米的气体薄膜润滑的机械密封，也称为干气密封。与其它密封相比，气膜密封可省去密封油系统。泄漏量少、磨损小、寿命长、能耗低，操作简单可靠，被密封的流体不受油污染。,结构：和传统上的液相用机械密封有相似的剖面外形，特别之处在于动环表面加工出一系列沟槽（深度一般为0.00250.01mm），这些沟槽在轴旋转时可对气体的溢出有抑制作用，当气体压力与弹簧力平衡后，在动静环间形成气膜使动静环互不接触。,压缩机辅助系统,干气密封,密封系统,工作原理：密封气体注入密封装置后，动静环均受到流体的静压力作用。当动环随轴转动时，螺旋槽里的气体被剪切，产生动压力，气体从外缘流向中心，而密封坝抑制气体流动，气体压力升高，动静环分开，当气体压力与弹簧恢复平衡后，维持一最小间隙，形成气膜，密封工艺气体。,压缩机辅助系统,双端面干气密封,密封系统,适用于不允许工艺气泄漏到大气中，但允许密封气（例如氮气）进入机内的工况。,压缩机辅助系统,串联干气密封,密封系统,适用于不允许工艺气泄漏到大气中，也不允许密封气进入机内的工况。,压缩机辅助系统,冲击式盘车装置,盘车系统,盘车装置的作用：如果机组在热态停机，转子不再转动，在冷却过程中，会因受力不均出现转子弯曲，这种弯曲导致转子偏心，动平衡被破坏，再重新启动时会造成明显震动，引起叶片、气封的严重损坏，同时震动也会使滑动轴承过早的磨损。如果停车冷却阶段中，让转子连续转动均匀冷却，就会避免上述情况，冲击式盘车装置就是在每个运转周期使汽轮机转子旋转一定的角度，满足这个条件。,压缩机辅助系统,冲击式盘车装置,盘车系统,利用电磁阀改变液压油的流向，使之按照一定时间间隔注入油缸活塞上部与下部，带动活塞上下移动，通过棘轮系统将活塞的往复运动转化成主轴的旋转，达到盘车目的。,04,运行及维护,PartFour,运行及维护,01,02,03,05,04,喘振的概念,喘振的特征,喘振的危害,防治措施,喘振的原因,喘振,运行及维护,喘振的概念,喘振是离心式压缩机固有的特性，当离心式压缩机的进口流量小到某一值（喘振值）时，就会在整个扩压器流道中产生严重的旋转失速，压缩机的进出口压力和流量会发生周期性的大幅度波动，引起压缩机组的强烈振动并发出风的吼叫声，这种现象叫做压缩机的喘振。,运行及维护,喘振的特征,喘振时压缩机工作极不稳定，气动参数会出现周期性的波动，振幅大，频率低，同时平均排气压力值下降。,喘振时有强烈的周期性气流噪声，出现气流吼叫声。,喘振时机器强烈振动，机体、轴承等振幅急剧增加。,运行及维护,会引起动、静零部件等重大碰撞损坏，引起轴的变形，造成机器在以后运行中振动加剧。,喘振对止推轴承产生冲击力，破坏轴承油膜稳定，损坏轴承。,破坏干气密封系统，使密封的气体压差失调，造成密封故障。,喘振会破坏机器的安装质量，破坏各部分调整好的间隙值。,喘振会使一些有关的仪表失灵或使仪表准确率降低。,喘振的危害,运行及维护,系统压力升高,系统压力大于压缩机出口压力，使压缩机出口流量降低至喘振流量以下，气体倒流回压缩机，形成喘振。,介质密度改变,压缩介质密度突然发生大幅变化，在一定压力下，引起出口压力流量下降，造成喘振。,PS：任何形式的喘振，都是以旋转失速为先导。,运行及维护,本体设计时尽量扩大稳定工作区,控制出口管网压力低于压缩机出口压力,利用防喘振系统保护压缩机,采用精细操作，调节过程平稳,本体,防喘振,管路,操作,喘振的防治,运行及维护,防喘振控制系统,工作裕度,安全裕度,盘旋点,运行及维护,喘振控制策略,安全裕度：喘振线与控制线的差称为安全裕度工作裕度：工作点与喘振点的差称为工作裕度如果系统检测到工作点越过喘振线，表示喘振已经发生，喘振控制线将被右移一个校准量，一般为24%，用以提高安全裕度。当工作点在喘振控制线右方时，防喘振控制器的设定点（盘旋点）按照一定速率跟踪当前工作点（2%/s），二者偏离距离可设置，一般为5%左右，当工作点向左侧喘振区移动越过跟踪区间（越过盘旋点）则防喘振阀打开，起到预防喘振的作用。,运行及维护,临界转速,临界转速：转子在运转中都会发生振动，转子的振幅随转速的增大而增大，到