离心压缩机-离心压缩机的性能调节

目录离心压缩机的平衡工况点1离心压缩机的稳定和不稳定工作点23离心压缩机的工作点离心压缩机工作点偏移分析离心压缩机同管路联合工作时，应尽量使压缩机的工作点就是其设计工况点，但在实际运行过程中，为满足用户对输送气体流量或压力的需求，需要对流量和压力进行调整，这就要设法改变压缩机工况点。离心压缩机的工作点一、离心压缩机的工况点离心压缩机正常工作时，究竟在哪一工况点工作，不仅取决于压缩机本身，而且与压缩机相连的管网系统有关。二、平衡工况点串联在管路中的压缩机正常工作时，流过压缩机的气体流量等于通过该管路的气体流量，而且压缩机的增压等于该管路的压力降。如果将压缩机的性能曲线pk-

Qj与管路特性曲线pe-

Qj画在同一坐标轴上，两曲线的交点M即为压缩机的平衡工况点，见图5-26所示，该工作点和离心泵的工作点具有相同的特性。图5-26压缩机与管网联合工作三、

稳定工作点和不稳定工作点离心压缩机在管路中工作时，如果压缩机的工作点M处于压缩机性能曲线最高点S的左侧，这个工作点就是不稳定工作点。如果工作点M在压缩机性能曲线最高点S的右侧，这个工作点是稳定工作点，见图5-27所示。图5-27不稳定工况四、

工作点移动分析1.工作点偏移在图5-27中，如果两曲线交于点M′时，M′为不稳定工作点，如果管路出口阀门关小，压缩机的工作点向小流量方向移动，阀门继续关小到一定程度后，管路特性曲线移到曲线II的位置。见图5-27所示。图5-27不稳定工况2.实例分析在图5-27中，如果工作点移动到A点，这时压缩机出口压力小于管路所需压力，导致工作点继续向左移动直至流量为零，气流发生倒流，直到管中压力低于压缩机出口压力为止，这时流量又逐渐增加，工作点又开始向A点移动，管路压力又恢复到点A，但还是不能稳定下来，流量又开始下降，气体又开始向倒流，如此反复周期性的工作点跳动，即压缩机产生了“喘振”现象。图5-27不稳定工况如果管路的容量越大，则喘振的振幅也就越大，频率越低，反之，管路的容量越小，喘振的振幅也越小，频率越高。目录离心压缩机的串联并联1离心压缩机的串联特性2离心压缩机的并联特性3离心压缩机的串联与并联离心压缩机的串联与并联一、离心压缩机的串联并联如果一台压缩机的工作时，压力达不到用户的要求，可将两台压缩机串联，见图5-28（a）所示。如果供气量不能达到用户的要求，可将两台压缩机并联。见图5-28（b）所示。图5-28（a）压缩机串联工作图5-28（b）压缩机并联工作图5-29两台压缩机串联工作时的特性曲线二、串联特性1.曲线说明如图5-29所示，曲线I和Ⅱ分别为第I台和第Ⅱ台压缩机单独工作时的性能曲线。曲线I+Ⅱ为两台压缩机串联时总的性能曲线。曲线1为管路特性曲线。图5-29两台压缩机串联工作时的特性曲线2.串联特性在图5-29中，两台压缩机单独工作时，性能曲线与管路特性曲线的交点分别为S′、S″，压力比分别为εI、εII；两台机器串联后，压缩机的性能曲线Ⅰ+Ⅱ与管路特性曲线交点S，这说明两机串联工作时，管路中有气量Qs

，总的压力比为ε=εIεII

，能满足生产需要。因此，当单级压力比不能满足生产需要时，可以采用串联这种方法。图5-30两台压缩机并联工作时的特性曲线三、

并联特性1.曲线说明在图5-30中，曲线I和Ⅱ分别为第I台和第Ⅱ台压缩机单独工作时的性能曲线。曲线I+Ⅱ为两台压缩机并联时总的性能曲线。曲线1为管路特性曲线。图5-30两台压缩机并联工作时的特性曲线2.曲线说明在图5-30中，并联时工作时，每台机器的流量小于单独工作时的流量，并联工作时的总流量小于每台机器单独工作时各自流量之和。并联工作时，如管路阻力系数增大，管路特性曲线变陡，机器Ⅱ有可能达到最小流量，开始喘振，这时最好使机器Ⅱ停机，只使用机器Ⅰ单独工作。3.并联的应用（1）必须增加输气量，又不需要对现有的压缩机做重新改造。（2）气体用量很大，用一台压缩机可能尺寸过大或制造上有困难，应考虑两台小的压缩机并联供气。（3）用气量经常变动，当所需的输气量大时，两台压缩机同时运行，当输气量少时只开一台压缩机。目录1离心压缩机的性能调节

2改变离心压缩机性能曲线的位置3改变管路特性曲线的位置离心式压缩机的性能调节离心压缩机同管路联合工作时，应尽量使压缩机的工作点就是其设计工况点，但在实际运行过程中，为满足用户对流量和压力的需求，需要对流量和压力进行调节，这就要设法改变压缩机工况点的位置。离心压缩机的实际工况点，就是压缩机的性能曲线与管路特性曲线的交点，所以压缩机性能调节的实质就是设法改变压缩机的性能曲线和管路特性曲线的位置。离心式压缩机的性能调节一、改变离心压缩机的性能曲线1.

进口节流调节改变压缩机的性能曲线

所谓进口节流调节，就是把调节阀门安装在压缩机的进气管道上，通过调节阀门的开度，改变压缩机的进气状态，进而改变性能曲线，达到调节的目的。：阀门前的固定压力

:容器压力

（1）进口节流调节分析可见，改变调节阀门开度大小，可改变压缩机性能曲线，进而改变工作点的位置。当阀门全开时，压缩机性能曲线为I，这时：当阀门开度关小时，进口压力pj逐渐降低，见图5-31曲线Ⅱ，压缩机的性能曲线由Ⅰ移动到Ⅲ的位置。当阀门关得更小，进口压力曲线变为Ⅳ，压缩机的性能曲线就移到Ⅴ的位置了，见图5-31所示。:容器压力

（2）容器压力不变，调节流量

如果要求容器压力pr保持不变，调节流量。

可关小阀门，使压缩机性能曲线由I移动到Ⅱ的位置，工作点由M移动到M’,流量由GM减小到GM’，流量得到了调节。见图5-32所示。:容器压力

（3）流量不变，调节容器压力

如果要求容器压力pr减小，流量不变.

可关小阀门，压缩机性能曲线由I移动到Ⅱ，工作点由M移动到M’，容器压力由pr降低为pr’，压力得到了调节，流量不变，见图5-33所示。（4）进口节流调节的特点

优点：节省功率，性能曲线越陡，节省的功率越多；进口节流调节可以使压缩机的性能曲线向小流量方向移动，因而能在更小流量下稳定地工作，不致发生喘振现象。

缺点：由于进口节流阻力带来一定的压力损失，使排气压力降低。为了使压缩机阀门后的气流保持均匀流动，要求阀门与压缩机进口之间，要设置足够长的平直管道。2.改变转速调节压缩机的性能曲线

当压缩机转速改变时，压缩机的性能曲线也随之改变。见图5-34所示（1）变转速调节

当容器压力不变、调节流量，或容器压力减小、流量不变量时，可以通过改变压缩机的转速，使压缩机的性能曲线发生改变来达到。见图5-34所示。（2）容器压力不变，变转速调节流量

当如果要求容器压力不变、流量增大或减小，只要将压缩机的转速由n增大到n’或减小到n’’，压缩机的性能曲线就会向上或向下移动，流量得到调节。见图5-34（a）所示（a）压力不变，变转速调节流量（3）流量不变，变转速调节容器压力

如果流量不变，容器压力由pr降低到pr’，只要把转速由n降低ns’’，性能曲线就会向下移动，压力得到了调节。见图5-34（b）所示（b）流量不变，变转速调节压力（4）变转速调节的特点

优点：变转速调节调节范围大；不产生其他调节方法所带来的附加损失，是一种最经济的调节方法。

缺点：采用变速调节时，必须改变驱动机的转速，这样会使设备复杂化，价格也昂贵。3.采用可转动的扩压器叶片具有叶片扩压器的离心压缩机，当进口叶片的几何角改变时，可改变离心压缩机的性能曲线。图5-35中表明减小扩压器进口处叶片的几何角，可使性能曲线向小流量区域大幅度的平移，使喘振流量大为减小，这种调节机构相当复杂，因而较少采用。

二、三种调节方法经济性能比较

图5-36所示是改变离心压缩机性能曲线三种方法经济性能比较示意图，其中：ΔN是以进口节流为比较基础所节省的功率，曲线1表示转动进口导叶比进口节流所节省的功率曲线，曲线2表示改变转速比进口节流所节省的功率曲线。

显然改变转速经济性能最佳。三、改变管路特性曲线

在压缩机出口安装调节阀，见图5-37所示。改变阀门开度的大小，就能改变管路特性曲线的斜率，进