压缩机知识讲座.ppt

1、压缩机、内容、压缩机分类各种压缩机的特点和应用工作原理结构的重要概念压缩机和涡轮机中常见的密封型、压缩机、压缩机是什么？ 压缩气体增加气体压力的机器叫压缩机。 有时也将压缩机称为“压缩机”和“空气泵”。 提升压力不足0.2MPa时，称为鼓风机。 升程压力小于0.02MPa的情况称为通风机。 在压缩机的分类中，按工作原理分类的单容积式压缩机直接压缩可变容积中的气体，缩小该部分的气体容积，提高压力。 压缩机的特征是具有容积周期性变化的工作室。 双动力式压缩机首先提高气体的流动速度，即增加气体分子的动能，然后有规律地降低气流速度，将动能转换为压力能，同时气体容积也相应地减少。 压缩机的特征是具有使气

2、体运动得到流动速度的叶轮。 动力式压缩机也被称为速度式压缩机。 按排气压力分类、按压缩级数分类的单级压缩机气体，仅由一次工作室或叶轮压缩的二级压缩机气体依次由二次工作室或叶轮压缩的多级压缩机气体依次由多次工作室或叶轮压缩，与此相应，多级压缩机容积流量分类名称为容积流量(m3min 微压缩机1小型压缩机110中型压缩机10100大型压缩机100，压缩机按结构和工作特性分类，是活塞式、转子式、滑动式、涡旋式、单涡旋式、几种特殊的压缩机，根据secco烯烃袋的具体状况压裂气体压缩机高压级11-C-2000/HP形式：7H-7B、工作原理、离心压缩机根据动能的变化提高气体的压力。 带叶片的转子(即工作

3、轮)旋转时，叶片使气体旋转，将工作传递给气体，使气体得到动能。 进入定子部分后，由于定子的扩亚作用速度能量压子转换为所需的压力，速度下降，压力上升的同时，在定子部分的导向作用下进入下一级叶轮继续升压，最后从涡旋壳排出。 在各压缩机中，为了达到设定修正所需的压力，在各压缩机中设有不同数量的级数和级数，还有几个缸体。 从物理学可知，如果旋转体的动量矩的变化等于外力矩，则在T=m(C2UR2-C1UR1)的两侧乘以角速度，T=m(C2UR2-C1UR1)即向主轴施加的电力n为n=，特征和应用、优点为连续旋转式因此，离心压缩机的第一个特征是功率大。 工艺质量提高，必然导致叶片转速的提高，因此第二个特点

4、是高速性。无往复运动部件，动平衡特性好，振动小，基础要求简单，易耗部件少，故障少，工作可靠，寿命长，单元单位工作重量、体积及安装面积小，单元运行自动化程度高，调节范围广， 在能够连续地无级调节多级压缩机中，容易实现一台多种蒸发温度，润滑油与介质几乎不接触，对于提高了冷凝器及蒸发器的传热性能的大型压缩机，蒸汽动力机或气体动力机能够直接推进，能量使用经济合理，缺点单机容量否则，气流通路过于狭窄，会因影响流动效率的速度能量而转换为压力能量，速度受材料强度等因素的限制，压缩机的每级压力比不大，压力比较高时，需要采用多级压缩，特别是， 由于机械发生浪涌可能无法正常工作的以上特点，离心式压缩机与其他型号压

5、缩机相比有着显着的优势，得到了广泛的应用：大流量长周期稳定运行压力比不高是我们石化行业，离心式压缩机群雄承担着装置或系统的动力循环任务结构、离心压缩机主要由以下部分构成转子主要由轴、叶轮、垫片、平衡鼓(盘)、半联轴器构成。 定子包括机壳、端盖、导板、支承轴承和级间密封(梳齿密封)轴封推力轴承油路和保护装置，级是压缩机工作的最基本的单元，级中叶片转动气体将工作传递给介质，使介质获得动能。 通过由隔板构成的扩散流路和扩散槽，介质的动能的一部分变换为压力势能，导入下一段继续压缩。 中段有叶轮、隔板、段间密封件等，最后段由叶轮、隔板和涡旋壳体构成，吸入室将介质均匀地导入叶轮的入口，起到减少气流紊乱和分

6、离损失的作用。 其结构比较简单，有轴向进气和径向进气两种。 径向进气结构多用于多级双支承压缩机。 叶轮(工作车)叶轮是最重要的部件，通过叶轮将能量传递给气体，提高气体的速度和压力。 影响叶轮性能的主要因素是叶片的弯曲形状。 根据叶片出口端的弯曲方向，可分为后弯曲、前弯曲、径向叶轮3种。 后弯叶片因段效率高而被广泛采用。 叶轮是高速旋转的零件，材料要求有足够的强度。 为了减少振动，叶轮和轴必须经过动平衡试验，以达到规定的动平衡要求。 分隔板与台阶间被密封，分隔板将压缩机的各台阶分隔，由邻接面构成叶轮出口的扩散器、曲线及回流室。 来自叶轮的气体在扩散通路内将一部分动能转换为压力能，通过曲线和回流室

7、到达下一级叶轮入口，气体在曲线和回流器中流动，压力和速度不变，仅改变气体的流动方向。 分隔板分为上下一半，沿水平中心面分开。 在隔板外周圆周方向上安装带齿密封环，与安装在叶轮颈上的耐磨环构成梳齿密封，防止气体在台阶间结合。 起到收集并排出从扩散器流出的气体的作用。 由于外径和流通截面逐渐扩大，气流也起到减速、扩压的作用。蜗壳、支承轴承(也称为径向轴承)、径向轴承为多油楔、压力润滑可倾转的瓦块式轴承。 压力油进入径向，通过节流孔润滑瓦块和支承块，向侧方排出。 轴承由在轴径圆周上等距离分布的几个瓦块构成。 瓦块为钢制，内面衬有巴氏合金，里面有凹陷的支撑台，与此相应瓦台上有支撑块。 瓦面、轴径和瓦座

8、均为同心圆，瓦块支承座的圆弧曲率大于瓦座支承块的圆弧曲率，瓦背和瓦座在轴向上线接触，有利于瓦块的摆动，与旋转轴之间形成油楔，但瓦块不能在轴向上摆动。该轴承具有进一步改善轴瓦中流体动力学性能的优点。 由于力均匀地作用在轴径圆周上，运转变得顺畅，最大限度地吸收转子的径向振动。 轴承耐油膜振动。 推力轴承、离心压缩机正常动作时，由于出入口存在的压差，形成朝向低压侧(入口侧)的推力。 压缩机的平衡装置可以平衡大多数轴向力，剩馀的轴向力由推力轴承承担，其推力块称为主推力块。 另外，起动时由于气流的冲击作用，产生反方向的轴向推力，转子往往在高压侧晃动，因此在主推块的对面增设副推块。 这种类型的推力轴承称为

9、两端面推力轴承。 推力轴承一般安装冲压机吸入侧。 最常用的样式是“KINGSBURY”。 11-CST-2101、外壳、压缩机外壳是将介质与大气隔绝，在介质之间完成能量转换的重要部件。 另外，还具有支撑隔板和密封件等其他静止部件的功能。 外壳重量大，形状复杂，其外部连接有吸气、排气、润滑油、密封介质等配管，两侧的端盖上有轴承箱和轴向密封室。 在高压压缩机中，外壳采用筒型结构，低压压缩机采用水平分段结构，烯烃厂机组均采用水平分段。 平衡板(滚筒)由于叶轮两侧的压力不相等，转子受到指向叶轮入口方向的轴向椎力。 为了减少推力轴承的负荷，多在最终段之后设置平衡板。 由于平衡板左侧为高压，右侧与进气压相

10、通，形成相反的推力，承担了大部分推力，减轻了推力轴承的负荷。 平衡板的工作原理、平衡室P3、从平衡管到入口、平衡室P4、轴力PA、平衡力PB、出口压力P2、入口压力P1、轴力的形成：叶片前后的压力差从出口朝向入口的PA=P2-P1平衡力的形成：压缩机出口介质通过套筒间隙然后通过平衡板的间隙来到平衡室，形成平衡室压力P3，通过平衡管进入入口。 由于平衡盘的间隙和入口压力的双重影响，P3P4两者的压力差在平衡盘上产生与轴向力反向的平衡力。 PB=P4-P3注： P1 P3 P4 P2，同时也可以看到作用于叶轮的压力差和作用于平衡板的压力差的关系： PA PB，由于平衡板的面积比叶轮的标称面积小，所

11、以由于平衡力轴力，压缩机的平衡装置仅平衡一部分的轴力其馀的由推力轴承承担的轴力变化时，平衡力也随之变化，但该自调整主要是压力的自调整轴力变化的起源是叶轮的前后压力(P1、P2)变化，由于平衡板的前后压力(P3、P4)来自P1和P2， 结构上的自动调整轴力的变化导致转子晃动，该晃动还使平衡盘的间隙变化，引起平衡室压力(P4)的变化，最终使平衡盘的平衡力变化。 该自动调整也同样是正方向，比压力的自动调整效率更高，幅度也更大。 平衡滚筒的大型离心式压缩机和离心泵的轴力相当大，与此相应必要的平衡力也大。 在这种情况下，由于平衡板自身的强度及其与轴的结合难以满足要求，所以大型离心式压缩机和离心泵通常使用

12、具有充分的轴向厚度的平衡鼓结构。 氢化压缩机11-C-3501采用平衡鼓结构。 平衡鼓与平衡盘的平衡原理一致，结构相似，但在结构上，平衡鼓不能实现结构上的自动调整。 在实际的设计中，也有用“鼓”的方式结合两者的优点。11-C-5501，特别需要说明的是裂解气体压缩机(11-C-2000 )属于特殊情况。 由于压缩机的三个压缩级都属于中间抽气再压缩，所以在设定上巧妙地采用用叶轮“背对背”各级的两个压缩块的方式，使两个压缩块的轴向力抵消。 因此，在裂解气压缩机的各压缩段中未设置平衡装置。 对于MP级、HP级、叶轮、和离心压缩机的一些概念，喘振是当离心压缩机的入口流量低于一定值时压缩机的能头无法克服

13、背压而在气道内形成的周期性往复振动现象。 在、压缩机运转状态变化时的特性曲线、右下图中表示离心压缩机的特性曲线。 如果压缩机在设定修正案例a点工作，则气流方向和叶片流路方向一致，不会发生边界层脱离现象，效率达到最高值。 流量减少时(工作点移动到A1时)，气流速度和方向发生变化，在非工作面出现脱离现象，流量减少到临界值(A1)点时，脱离现象扩展到整个流路，损失大幅增加，压缩机产生的能量头无法克服背压(排出压力)，气流逆流，逆流这种气流前后逆流冲击的现象被称为“冲击(surging )”，使压缩机产生强烈的振动和噪音，严重的情况下会损伤叶片和整个机组。 压缩机的运转状况变化时的特性曲线，为了防止压

14、缩机的运转状况变化时发生喘鸣现象，在机组中需要采取喘鸣对策。 即，旁通部分的气流从压缩机出口直接进入压缩机的吸入口，通过增大其吸入量，避免喘振现象的发生。 目前，离心压缩机采用独立的防喘振系统。 系统根据出入口压力、温度计算出当前情况下的入口流量，与系统当前情况下的冲击流量进行比较，控制冲击对策控制阀的开度。 烯烃厂的离心压缩机均采用美国GE公司的PLC系统。 另外，美国TRICON公司的TS-3000计算机控制系统也被广泛使用。 另一方面，浪涌防止控制器具有浪涌防止控制阀为快开慢关型的特征。 控制系统使设定修正激波线(图中黑线，制造工厂运用多点回归法修正计算)前进10%作为实际控制线(图中红

15、线)，再前进10%作为控制阀动作线(图中蓝线)。 也就是说，入口、借口流量点进入蓝线的左侧时，浪涌对策控制阀开始打开，根据距红线的横坐标距离决定开度，到达红线时，控制阀全开。 每次发生浪涌时，浪涌对策控制阀的动作线前进10%至修正动作线(图中绿线)。 只有在复位后才回到原来的位置。 所谓堵塞，是指堵塞是指流量达到最大值，如图中的A2点所示，此时，压缩机流路的某个最小截面的气流速度达到音速，流量不能再增加。 从堵塞点(最大流量点)到冲击点(最小流量点)的范围称为离心压缩机的稳定工作空间。 其大小也是压缩机性能好坏的指标之一。 从右图可以看出，压缩机的真正安全运行区域由四部分组成。 泄漏的转速密封

16、动作最低转速喘振动作状态闭塞动作状态、喘振动作状态、闭塞动作状态、跳闸转速、密封动作转速、临界转速、旋转轴的转速达到某个值时，轴受到的外力的频率与轴的自激振荡频率一致而共振，轴的运转变得不稳定，发生显着的重复变形在重大情况下，轴、轴承、部件以及机械设备整体被破坏，轴共振时的转速称为临界转速，多用nc表示。 轴的临界转速nc与轴材料的弹性特性、轴的形状、尺寸、支承形式以及轴上的盘驱动器质量有着密切的关系。 轴在共振时的临界转速理论上是无限的，可以分为1次、2次、3次。动作转速比一次临界转速(nc1)高的轴称为挠性轴，比一次临界转速低的轴称为刚性轴。 烯烃厂所有的泵都是刚性轴，不需要考虑临界转速的

17、影响。 压缩机都是挠性轴，比一档高的其他初级临界转速都远远高于工作转速，因此在实际运行中只考虑初级临界转速，我们常说的临界转速也只指初级临界转速。 压缩机不允许在临界转速下运转，在压缩机的转速控制系统中，临界转速的5%的区域不允许滞留。 离心式压缩机的轴端密封、离心式压缩机的轴端密封是指将压缩机内部介质隔离外部环境，防止机内介质向机体外泄漏的装置。 在离心式压缩机的轴端密封件上，轴向密封件：浮环密封件，闭塞密封件径向密封件：单端面螺旋槽式机械密封件，干式密封件，轴向密封件，轴向密封件，防止介质在轴向泄漏到机体外。 浮动环密封：常用于中高压离心压缩机。 这是因为，以往的机械密封件在圆周速度超过40m/s、温度超过200时难以应对。 浮动环密封机构的浮动环密封件是流阻力型非接触式动密封