文档介绍：本讲义介绍透平压缩机基本结构、性能及工作原理。不套用公式和图例,亦不作过深的复述,目的是想帮助宜兴厂同志尽快了解、掌握透平压缩机的技能。
讲义准备分四个系列:
透平压缩机的结构、性能及工作原理
透平压缩机振动类型案例
透平压缩机的开停车步骤
透平压缩机的运行注意事项
透平压缩机结构、性能及工作原理
离心压缩机
离心式压缩是如何提高压力的?
离心式压缩机气体的提高,是靠叶轮带动气体旋转,使气体受到离心力的作用产生动力获得动能,然后进入扩压器中,气体流速逐渐减慢,将动能转变成压力能,而使气体压力得到提高,它与活塞式或回转式压缩机靠改变气体的容积来提高压力是不同的。
离心式压缩机主要优缺点
离心式压缩机主要优缺点是:单机输出量大而连续,无脉冲,运转平稳,机组外型尺寸小,重量轻,占地面积少,投资省,设备结构简单,易损件少,运转周期长,维修工作量小,调节性能好,实现自动控制比较容易,运转可靠,单系列运行,不需要备用机组,介质不与润滑油接触,有利于化学反映,可用气轮机直接拖动,能充分利用化肥厂工艺热能,经济效益好。
缺点是:由于气体的流动损失,漏气损失和轮阻损失比较大,因而效率较低,一般比往复式压缩机低5~10%,容易“喘振”。
离心式压缩机的基本结构
离心式压缩机的每一段,是由几个压缩级组成,每一级是由一个叶轮以及与其配合的固定元件所构成。其基本结构可分为中间级和末级两种。中间级是由叶轮、扩压器、弯道和回流器等组成。气体通过弯道和回流器后即到下一级继续压缩。在离心式压缩机里,除每一段的一级外,都属于这种中间级。末级是由叶轮、扩压器、蜗轮等组成。气体经过压缩后排出,到冷却器进行冷却并分离后送用户。
离心式压缩机的主要零部件及作用
吸气室:吸气室是把所需压缩的气体均匀地引入叶轮去压缩。因此,压缩机每一段第一级进口都设置了吸气室。
叶轮:叶轮安装在转轴上,由轮盘、轮盖和叶片组成,是压缩机中最重要的部件。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,气体的功能也同样在叶轮里得到了提高。因此,叶轮是将机械能传给气体,以提高气体的压力和速度的作功部件。
扩压器:气体从叶轮流出时,除压力升高外,还具有较高的流动速度。为了充分利用这部分动能,在叶轮的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,以进一步提高气体的压力。
弯道与回流器:为了把扩压器后的气体引导到下一级叶轮去继续压缩,在扩压器后面设有引导气体的弯道,把气体均匀地引入下一级叶轮进口的回流器。
蜗壳:蜗壳的主要作用是把扩压器后面的气体汇集起来并引出压缩机。此外,在蜗壳出口处,气流速度还有一定数值,故设置一个锥行排气管,也象扩压器一样,是气流起到一定的降速扩压作用。
密封装置:为了阻止压缩机由轴端向外漏气,在压缩机的机壳两端设置了密封,密封类型主要有,梳齿密封、机械密封、浮环密封、干气密封等
。宜兴厂的两台冰机、合成气压缩机均采用干气密封。干气密封较其它类型密封相比具有经济、干净、容易操作、安全和检修量少等特点。
径向轴承、止推轴承及平衡盘
为了承受转子的重量和叶轮的径向力设置了径向轴承,另外,由于运行时叶轮出口的压力高于进口,在安装叶轮时,可用反方向安装的方法来平衡掉大部分的轴向推力,剩余的推力由止推轴承承受。但是绝大部分的压缩机,特别压缩比大的压缩机,其残余的轴向推力仍然非常大,为了减少作用在止推轴承上的轴向推力,常在转子上还设置了平衡盘。
梳齿密封:当气流通过梳齿形密封片间隙时,气体近似经历绝热膨胀过程,气流的压力和温度都下降,而速度增加,当气流从间隙进入密封片之间的空腔时,由于截面积突然扩大,气流形成很强的旋涡,从而使速度几乎完全消失,压力即等于间隙中的压力,温度恢复到密封片前的数值,而比容增加了,气流经过后面的每一密封片间隙和空腔,重复上述的变化过程,由于气体压力的不断降低,气流体积不断增加,通过最后一个密封片时的速度为最大,压降比也最大。
通过密封间隙的漏气量,是与间隙的截面积和间隙前后的压力差成正比例的,对于使用中的密封装置,为了得到良好的密封效果,一方面尽量保证最小的间隙截面积,另一方面要保持梳齿的光角和空腔的洁净。使气体能产生强烈的旋涡,而压力不再回升。
离心式压缩机的能量损失
原动机通过叶轮将机械能传给气体时,存在着各种损失,这些损失使离心式压缩机无用功的增加和效率的下降,主要存在下列损失:
流道损失,该损失为气体在吸气室、叶轮、扩压器、弯道、回流器、蜗壳等元件中流动时产生的损失。
它包括流动摩擦损失、边界层分离损失、冲击损失、波阻损失等。
轮阻损失:叶轮在高速旋转时,轮盘、轮盖的外侧及轮缘与气体发生摩擦而造成的损失叫轮阻损失。
漏气损失:由于叶轮出