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文檔簡介
煤化工設(shè)備知識培訓(xùn)
2010年7月7日1目錄流體輸送機械沉降干燥設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備傳熱設(shè)備塔設(shè)備萃取設(shè)備2流體的輸送流體輸送機械輸送液體的機械稱為泵輸送氣體的機械稱為風(fēng)機或壓縮機3泵按泵作用于液體原理分類
1、葉片式泵(動力式泵)
由泵內(nèi)葉片在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力作用將液體連續(xù)的吸入并壓出。葉片式泵包括離心泵、混流泵、軸流泵、部分流泵及旋渦泵。
2、容積式泵(正排量泵)
包括往復(fù)式泵和容積式泵。它們分別由泵內(nèi)活塞作往復(fù)運動或轉(zhuǎn)子作旋轉(zhuǎn)運動而產(chǎn)生擠壓作用將液體吸入并壓出。前者排液過程是間歇的。常見的往復(fù)式泵有各種型式活塞泵、柱塞泵及隔膜泵等。常見回轉(zhuǎn)式泵有外嚙合齒輪泵、內(nèi)嚙合齒輪泵、螺桿泵、回轉(zhuǎn)徑向柱塞泵、回轉(zhuǎn)軸向柱塞泵、滑片泵羅茨泵及液環(huán)泵等。
3、其它類型泵
包括利用流體靜壓或流體流體動能來輸送液體的流體動力泵。如噴射泵、空氣升液器、水錘泵等。另外還有利用電磁力輸送液體的電磁泵。按泵的用途分類
按泵的用途可分為進料泵、回流泵、塔底泵、循環(huán)泵、產(chǎn)品泵、注入泵、排污泵、燃料油泵、潤滑油泵和封液泵等。按所適用的介質(zhì)分類分為清水泵、污水泵、泥漿泵、砂泵、灰渣泵、耐酸泵、堿泵、冷油泵、熱油泵、低溫泵等。
4泵泵的基本參數(shù)
流量Q(m3/h),揚程H(m),轉(zhuǎn)速n(r/min),功率(軸功率和配用功率)P(kW),效率η(%),汽蝕余量(NPSH)r(m),進出口徑φ(mm),葉輪直徑D(mm),泵重量W(kg)流量V:液體在泵出口截面的流量揚程He:每牛頓重量液體在泵出口截面具有的總機械能與在泵進口界面具有的總機械能的差值有效功率Ne:由流量及揚程算得的液體流過泵體所得的功率軸功率Na:外界輸入泵的功率泵的功率:有效功率與軸功率之比離心泵工作原理:被輸送液體經(jīng)吸入室進入泵內(nèi),并充滿泵腔,原動機驅(qū)動軸帶動葉輪旋轉(zhuǎn),葉輪的葉片帶動被輸送液體與葉輪一起旋轉(zhuǎn),在離心力的作用下,被輸送液體由葉輪中心向葉輪邊緣流動,其速度逐漸增大,在流出葉輪的瞬間其速度最大,然后進入蝸室,被輸送液體速度逐步降低,將大部分動能轉(zhuǎn)換為壓力能,再經(jīng)壓力管進一步降低速度,被輸送液體的壓力繼續(xù)升高,達到需要的壓力后將液體壓入泵的排出管路。當液體由葉輪中心流向葉輪邊緣后,葉輪中心呈現(xiàn)低壓狀態(tài),利用壓差液體被吸入泵內(nèi)。如此葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)完成液體輸送。5泵原理圖當泵殼內(nèi)存有空氣,因空氣的密度比液體的密度小得多而產(chǎn)生較小的離心力。從而,貯槽液面上方與泵吸入口處之壓力差不足以將貯槽內(nèi)液體壓入泵內(nèi),即離心泵無自吸能力,使離心泵不能輸送液體,此種現(xiàn)象稱為“氣縛現(xiàn)象”。6泵離心泵的種類一、按工作葉輪數(shù)目來分類1、單級泵:即在泵軸上只有一個葉輪。2、多級泵.:即在泵軸上有兩個或兩個以上的葉輪,這時泵的總揚程為n個葉輪產(chǎn)生的揚程之和。二、按工作壓力來分類1、低壓泵:壓力低于100米水柱;2、中壓泵:壓力在100~650米水柱之間;3、高壓泵:壓力高于650米水柱。三、按葉輪進水方式來分類1、單側(cè)進水式泵:又叫單吸泵,即葉輪上只有一個進水口;2、雙側(cè)進水式泵:又叫雙吸泵,即葉輪兩側(cè)都有一個進水口。它的流量比單吸式泵大一倍,可以近似看作是二個單吸泵葉輪背靠背地放在了一起。四、按泵殼結(jié)合縫形式來分類1、水平中開式泵:即在通過軸心線的水平面上開有結(jié)合縫。2、垂直結(jié)合面泵:即結(jié)合面與軸心線相垂直。五、按泵軸位置來分類1、臥式泵:泵軸位于水平位置。2、立式泵:泵軸位于垂直位置。7泵離心泵的結(jié)構(gòu)8泵葉輪
葉輪的作用是將原動機的機械能直接傳給液體,以增加液體的靜壓能和動能主要增加靜壓能。葉輪一般有6~12片后彎葉片。葉輪有開式、半閉式和閉式三種,如圖所示。開式葉輪在葉片兩側(cè)無蓋板,制造簡單、清洗方便,適用于輸送含有較大量懸浮物的物料,效率較低,輸送的液體壓力不高;半閉式葉輪在吸入口一側(cè)無蓋板,而在另一側(cè)有蓋板,適用于輸送易沉淀或含有顆粒的物料,效率也較低;閉式葉輪在葉輪在葉片兩側(cè)有前后蓋板,效率高,適用于輸送不含雜質(zhì)的清潔液體。一般的離心泵葉輪多為此類。葉輪有單吸和雙吸兩種吸液方式。有一個進水口的是單吸,可以從兩面一起進水的為雙吸。根據(jù)葉輪上葉片上的幾何形狀,可將葉片分為后彎、徑向和前彎三種,由于后彎葉片有利于液體的動能轉(zhuǎn)換為靜壓能,故而被廣泛采用。9泵泵殼
作用是將葉輪封閉在一定的空間,以便由葉輪的作用吸入和壓出液體。泵殼多做成蝸殼形,故又稱蝸殼。由于流道截面積逐漸擴大,故從葉輪四周甩出的高速液體逐漸降低流速,使部分動能有效地轉(zhuǎn)換為靜壓能。泵殼不僅匯集由葉輪甩出的液體,同時又是一個能量轉(zhuǎn)換裝置
10泵軸封裝置有填料密封和機械密封兩種1、填料密封
填料裝入填料腔以后,經(jīng)壓蓋對它作軸向壓縮,當軸與填料有相對運動時,由于填料的塑性,使它產(chǎn)生徑向力,并與軸緊密接觸。與此同時,填料中浸漬的潤滑劑被擠出,在接觸面之間形成油膜。由于接觸狀態(tài)并不是特別均勻的,接觸部位便出現(xiàn)“邊界潤滑”狀態(tài),稱為“軸承效應(yīng)”;而未接觸的凹部形成小油槽,有較厚的油膜,接觸部位與非接觸部位組成一道不規(guī)則的迷宮,起阻止液流泄漏的作用,此稱“迷宮效應(yīng)”。這就是填料密封的機理。顯然,良好的密封在于維持“軸承效應(yīng)”和“迷宮效應(yīng)”。也就是說,要保持良好的潤滑和適當?shù)膲壕o。若潤滑不良,或壓得過緊都會使油膜中斷,造成填料與軸之間出現(xiàn)干摩擦,最后導(dǎo)致燒軸和出現(xiàn)嚴重磨損。為此,需要經(jīng)常對填料的壓緊程度進行調(diào)整,以便填料中的潤滑劑在運行一段時間流失之后,再擠出一些潤滑劑,同時補償填料因體積變化所造成的壓緊力松弛。顯然,這樣經(jīng)常擠壓填料,最終將使浸漬劑枯竭,所以定期更換填料是必要的。此外,為了維持液膜和帶走摩擦熱,有意讓填料處有少量泄漏也是必要的。
11泵2、機械密封機械密封是靠一對或數(shù)對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構(gòu)的彈力(或磁力)作用下保持貼合并配以輔助密封而達到阻漏的軸封裝置。常用機械密封結(jié)構(gòu)由靜止環(huán)(靜環(huán))1、旋轉(zhuǎn)環(huán)(動環(huán))2、彈性元件3、彈簧座4、緊定螺釘5、旋轉(zhuǎn)環(huán)輔助密封圈6和靜止環(huán)輔助密封圈8等元件組成,防轉(zhuǎn)銷7固定在壓蓋9上以防止靜止環(huán)轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)往往還可根據(jù)它們是否具有軸向補償能力而稱為補償環(huán)或非補償還。12泵離心泵的氣蝕現(xiàn)象
泵在工作時液體在葉輪的進口處因一定真空壓力下會產(chǎn)生汽體,汽化的氣泡在液體質(zhì)點的撞擊運動下,對葉輪等金屬表面產(chǎn)生剝蝕,從而破壞葉輪等金屬,此時真空壓力叫汽化壓力,汽蝕余量是指在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過汽化壓力的富余能量。單位用米標注,用(NPSH)r。吸程即為必需汽蝕余量Δh:即泵允許吸液體的真空度,亦即泵允許的安裝高度,單位用米。吸程=標準大氣壓(10.33米)-汽蝕余量-安全量(0.5米)
標準大氣壓能壓管路真空高度10.33米。
產(chǎn)生氣蝕的原因:其吸入壓力低于輸送溫度下液體的氣化壓力。引起離心泵吸入壓力過低的因素如下:泵吸上的安裝高度過高,關(guān)注泵的灌注頭過低;泵送液體的溫度高于規(guī)定溫度;泵吸入管局部阻力過大;泵的運行工況點偏離額定點過多;閉式系統(tǒng)中的系統(tǒng)壓力下降。13泵離心泵的特性曲線
離心泵的H、η、N都與離心泵的Q有關(guān),它們之間的關(guān)系由確定離心泵壓頭的實驗來測定,實驗測出的一組關(guān)系曲線:
H~Q、η~Q、N~Q——離心泵的特性曲線注意:特性曲線隨轉(zhuǎn)速而變。各種型號的離心泵都有本身獨自的特性曲線,但形狀基本相似,具有共同的特點。1)H~Q曲線:表示泵的壓頭與流量的關(guān)系,離心泵的壓頭普遍是隨流量的增大而下降(流量很小時可能有例外)2)N~Q曲線:表示泵的軸功率與流量的關(guān)系,離心泵的軸功率隨流量的增加而上升,流量為零時軸功率最小。離心泵啟動時,應(yīng)關(guān)閉出口閥,使啟動電流最小,以保護電機。3)η~Q曲線:表示泵的效率與流量的關(guān)系,隨著流量的增大,泵的效率將上升并達到一個最大值,以后流量再增大,效率便下降。14泵通常把表示主要性能參數(shù)之間關(guān)系的曲線稱為離心泵的性能曲線或特性曲線,實質(zhì)上,離心泵性能曲線是液體在泵內(nèi)運動規(guī)律的外部表現(xiàn)形式,通過實測求得。特性曲線包括:流量-揚程曲線(Q-H),流量-效率曲線(Q-η),流量-功率曲線(Q-N),流量-汽蝕余量曲線(Q-(NPSH)r),性能曲線作用是泵的任意的流量點,都可以在曲線上找出一組與其相對的揚程,功率,效率和汽蝕余量值,這一組參數(shù)稱為工作狀態(tài),簡稱工況或工況點,離心泵最高效率點的工況稱為最佳工況點,最佳工況點一般為設(shè)計工況點。一般離心泵的額定參數(shù)即設(shè)計工況點和最佳工況點相重合或很接近。在實踐選效率區(qū)間運行,即節(jié)能,又能保證泵正常工作,因此了解泵的性能參數(shù)相當重影響離心泵性能的主要因素流體密度:離心泵的流量和揚程與密度無關(guān);功率隨密度增大而增加轉(zhuǎn)速:當轉(zhuǎn)速增大時,流量、揚程和功率都增大??梢岳孟嗨坡时硎荆喝~輪直徑:15泵離心泵的工作點工作點:當離心泵安裝在管路中,泵所提供的流量與揚程,應(yīng)與管路所需要的流量與揚程相一致。將管路性能曲線Hi-Q與泵的性能曲線H-Q繪于一圖,兩曲線的交點即為工作點。如下圖的M點。QHHi-Q曲線H-Q曲線MH=HiQ=Qi16泵通過改變管路特性曲線來改變泵的工作點。方法是在泵出口管路上裝一調(diào)節(jié)閥,改變閥門開度,將改變管路的局部阻力,從而使管路特性曲線發(fā)生變化,導(dǎo)致泵的工作點隨之變化。如閥門關(guān)小時,管路的局部阻力加大,管路特性曲線變陡,工作點由M上移至M1點,流量由Q降至Q1。反之,流量增大。優(yōu)點:調(diào)節(jié)流量,簡便易行,可連續(xù)變化缺點:關(guān)小閥門時增大了流動阻力,額外消耗了部分能量,經(jīng)濟上不夠合理。改變泵的葉輪直徑泵的葉輪直徑增加,泵特性曲線上移,工作點隨之由M上移至M1,流量由Q增大到Q1。優(yōu)點:較經(jīng)濟,無額外能量損失缺點:流體調(diào)節(jié)范圍有限、不方便,難以做到連續(xù)調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)不當會降低泵的效率。一般很少采用。QMHQQ1M1MQHQQ1M117泵離心泵的組合操作串聯(lián)當單臺泵達不到壓頭要求時,采用串聯(lián)組合。兩臺完全相同的離心泵串聯(lián),從理論上講,在同樣的流量下,其提供的壓頭應(yīng)為單泵的兩倍。因而依據(jù)單泵特性曲線1上一系列坐標點,保持橫標(Q)不變,使縱標(H)加倍,繪出兩泵串聯(lián)后的特性曲線2。串聯(lián)泵的操作流量和壓頭由工作點決定,由圖知,串聯(lián)后流量亦有所增加,但壓頭低于單臺泵壓頭的兩倍。QHH1QQ串H串2特點:Q并<2Q單H并>H單并聯(lián)當單臺泵達不到流量要求時,采用并聯(lián)組合。兩臺相同的離心泵并聯(lián),理論上講在同樣的壓頭下,其提供的流量應(yīng)為單泵的兩倍。因而依據(jù)單泵特性曲線1上一系列點,保持縱標(H)不變,使橫標(Q)加倍,繪出兩泵并聯(lián)后的特性曲線2。并聯(lián)泵的實際流量和壓頭由工作點決定,由圖知,并聯(lián)后壓頭有所增加,但流量低于單泵流量的兩倍(實際上三臺以上泵的并聯(lián)不多)。QHQH1Q并H并2H串<2H單Q串>Q單
18泵離心泵組合方式的選擇生產(chǎn)中如何選擇組合方式,還與管路特性有關(guān),一般:1、當單泵壓頭遠達不到要求時,必須采用串聯(lián);2在某些情況下,并串聯(lián)都可提高流量和壓頭,這時與管路特性有關(guān)。對低阻型輸送管路,并聯(lián)組合優(yōu)于串聯(lián)組合,即并聯(lián)可獲得更高的流量和壓頭,選并聯(lián);對高阻型輸送管路,串聯(lián)組合優(yōu)于并聯(lián)組合,即串聯(lián)可獲得更高的流量和壓頭,選串聯(lián)。
19泵多級泵20泵雙吸泵21泵其他類型的泵往復(fù)泵:往復(fù)泵其構(gòu)造主要是由泵缸、活塞及單向閥組成單動泵:活塞一側(cè)裝有吸入閥和排出閥活塞自左向右移動時,排出閥關(guān)閉,吸入閥打開,液體進入泵缸,直至活塞移至最右端?;钊捎蚁蜃笠苿?,吸入閥關(guān)閉而排出閥開啟,將液體以高壓排出?;钊浦磷蠖耍瑒t排液完畢,完成了一個工作循環(huán),周而復(fù)始實現(xiàn)了送液目的。因此往復(fù)泵是依靠其工作容積改變對液體進行做功。在一次工作循環(huán)中,吸液和排液各交替進行一次,其液體的輸送是不連續(xù)的?;钊鶑?fù)非等速,故流量有起伏。Qθ主要用于小流量,高壓強的場合,輸送高粘度液體時效果比離心泵好。不能用于腐蝕性流體及有固體粒子的懸浮液的輸送。22泵齒輪泵齒輪泵也是正位移泵的一種,如圖。泵殼內(nèi)的兩個齒相互嚙合,按圖中所示方向轉(zhuǎn)動。在泵的吸入口,兩個齒輪的齒向兩側(cè)撥開,形成低壓將液體吸入。齒輪旋轉(zhuǎn)時,液體封閉于齒穴和泵殼體之間,被強行壓至排出端。在排出端兩齒輪的齒相互合攏,形成高壓將液體排出。齒輪泵產(chǎn)生較高的壓頭但流量小,用于輸送粘稠液體及膏狀物,但不能輸送含固體顆粒的懸浮液。23泵螺桿泵
由泵殼和一根或幾根螺桿構(gòu)成。一根螺桿:螺桿和泵殼形成的空隙排送液體。兩根螺桿:與齒輪泵類似,利用互相嚙合的螺桿排送液體。特點是壓頭高,效率高,噪音小。適于在高壓下輸送粘稠性液體。流量調(diào)節(jié)時用旁路(回流裝置)調(diào)節(jié)。24泵水環(huán)真空泵水環(huán)真空泵的工作原理,其外殼式圓形的,葉輪偏心安裝,液環(huán)亦呈圓形,由相鄰葉片、葉輪內(nèi)筒及液面構(gòu)成往復(fù)泵缸體。隨著葉輪的轉(zhuǎn)動,泵缸容積發(fā)生變化。水環(huán)真空泵可抽到600mmHg真空度。因通常泵內(nèi)充水,故稱為水環(huán)真空泵,如泵內(nèi)充其他液體,則稱為液體真空泵。25泵噴射泵
它是利用文丘里管,在截面最小處流速最大,壓強最小,壓強最低處常用來抽吸氣體。噴射泵內(nèi)的流動流體一般為水或者水蒸氣,其抽吸能力與水環(huán)真空泵相近,約可抽到600mmHg真空度左右。因其結(jié)構(gòu)簡單,,沒有運動部件,操作可靠,只需一臺泵運轉(zhuǎn)即可,故具有較好的應(yīng)用前景。26泵計量泵:計量泵是可以調(diào)節(jié)流量、并可以對流量進行精確計量的泵類。計量泵主要用于化工、石油化工、醫(yī)藥、食品、日用化工、水處理等行業(yè)的生產(chǎn)中,定量輸送各種液體物料。在化工生產(chǎn)中,常用于按要求的配比同時將增加了流量調(diào)節(jié)和計量系統(tǒng),對結(jié)構(gòu)和選材進行必要的改進,并提高制造精度,減少泵的內(nèi)漏和外漏損失,保持流量穩(wěn)定。計量泵多為容積式泵,因為在理論上容積式泵的流量與排出壓力的變化(揚程)無關(guān),易于計算。常用的計量泵有往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式兩大類。往復(fù)式計量泵的輸送部分稱為泵頭,按泵頭的形式,往復(fù)式計量可分為柱塞式、隔膜式、隔罩式、隔套式和波紋管式。旋轉(zhuǎn)式計量泵系由轉(zhuǎn)子泵發(fā)展而成。由轉(zhuǎn)子泵、減速器、和可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的原動機組成。旋轉(zhuǎn)式計量泵的輸送部分稱為泵頭,按泵頭的形式,旋轉(zhuǎn)式計量可分為齒輪式、軟管式。27泵無泄漏泵:無泄漏泵的主要類型及結(jié)構(gòu)
無泄漏泵包括屏蔽泵、磁力泵、氣動式隔膜泵、電磁泵等。根據(jù)工程習(xí)慣,本文所述無泄漏泵系指屏蔽泵和磁力泵,國外文獻常稱之為無軸封泵。屏蔽泵
在無泄漏泵中,屏蔽泵使用較廣。屏蔽泵主要有泵體、葉輪、定子、轉(zhuǎn)子、前后軸承及推力盤等組成,電機與泵合為一體,定、轉(zhuǎn)子之間用非磁性薄壁材料制屏蔽套隔開,轉(zhuǎn)子由前后軸承支承浸在輸送介質(zhì)中。定子繞組通電后,電磁能透過屏蔽套傳入帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,進而帶動葉輪輸送介質(zhì)磁力泵
磁力泵是通過分別裝在泵軸和電機軸上的內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的磁力,將電機轉(zhuǎn)矩傳遞給泵軸,進而帶動葉輪輸送介質(zhì)。當電機旋轉(zhuǎn)時,外磁轉(zhuǎn)子通過隔離套與內(nèi)磁轉(zhuǎn)子相互吸引,帶動泵軸與葉輪轉(zhuǎn)動。內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子磁鋼塊數(shù)量相同,形成一一對應(yīng)的磁極關(guān)系,二者同步轉(zhuǎn)動。由于隔離套將泵軸完全封閉,從而達到無軸封、無泄漏。氣動隔膜泵氣動隔膜泵是一種利用壓縮空氣為動力用以輸送液體的新型泵,通過隔膜使壓縮空氣和輸送液體完全隔開,特別適用于輸送帶腐蝕、含顆粒、高粘度的液體,能廣泛應(yīng)用于石油化工、輕工皮革、食品醫(yī)藥等行業(yè),是制革行業(yè)噴漿流水線、油漆輸送裝置和壓鑄機自動噴涂機中必配的設(shè)備。該泵具有噪音低、壽命長、耐腐蝕、密封性好、壽命長等特點。采用全氣動控制,具有防爆性,流量可調(diào)節(jié),控制方便。電磁泵
電磁泵是一種將動力和泵體直接結(jié)合為一體的液體泵。電磁泵的工作原理類似普通電磁閥,它以交流電為工作動力,電流通過電磁繞組形成交變固定磁場,與可運動的泵體形成交互作用,帶動泵體振動,推動液體輸出。28泵隔膜泵實際上是柱塞泵,其結(jié)構(gòu)特點四借彈性薄膜將被輸送液體與活柱隔開,從而使得活柱和泵缸得以保護。隔膜左側(cè)與液體接觸的部分均由耐腐蝕材料制造或涂一層耐腐蝕物質(zhì);隔膜右側(cè)充滿水或油。當柱塞作往復(fù)運動時,迫使隔膜交替地向兩側(cè)彎曲,將被輸送液體吸入或排出。彈性薄膜采用耐腐蝕橡膠或金屬薄片制成。適于:定量輸送劇毒、易燃、易爆、腐蝕性液體和懸浮液。29
入口suctionside葉輪impeller出口dischargeside滑動軸承/slidebearing定子/stator轉(zhuǎn)子/rotor定子屏蔽套statorcan滑動軸承slidebearing屏蔽電泵/CannedMotorPump工作原理/Technical
Principles泵30泵屏蔽泵31入口suctionside葉輪/impeller出口/dischargeside滑動軸承/slidebearing外磁缸體/rotorouter
內(nèi)磁缸體/innerrotor隔離套/can電機端motorside滑動軸承/slidebearing磁力傳動泵工作原理泵32氣體輸送設(shè)備氣體輸送設(shè)備33氣體輸送設(shè)備-風(fēng)機離心通風(fēng)機的結(jié)構(gòu)和工作原理離心通風(fēng)機葉片之間的氣體在葉輪旋轉(zhuǎn)時,受到離心力作用獲得動能(動壓頭)從葉輪周邊排出,經(jīng)過蝸殼狀機殼的導(dǎo)向,使之向通風(fēng)機出口流動,從而在葉輪中心部位形成負壓,使外部氣流源源不斷流入補充,從而使風(fēng)機能排出氣體。電動機通過軸把動力傳遞給風(fēng)機葉輪,葉輪旋轉(zhuǎn)把能量傳遞給空氣,在旋轉(zhuǎn)的作用下空氣產(chǎn)生離心力,空氣延風(fēng)機葉輪的葉片向周圍擴散,此時,風(fēng)機葉輪越大,空氣所接受的能量越大,也就是風(fēng)機的壓頭(風(fēng)壓)越大。如果將大的葉輪割小,不會影響風(fēng)量,只會減小風(fēng)壓。34氣體輸送設(shè)備-風(fēng)機風(fēng)機的分類:因終壓小(≤15kPa),故常用于通風(fēng)換氣和送氣。工業(yè)上常用的通風(fēng)機為離心通風(fēng)機,按其產(chǎn)生風(fēng)壓大小分為:低壓離心通風(fēng)機:出口風(fēng)壓低于1kPa(表壓)中壓離心通風(fēng)機:出口風(fēng)壓在1~3kPa(表壓)高壓離心通風(fēng)機:出口風(fēng)壓在3~15kPa(表壓)結(jié)構(gòu):機殼為蝸牛殼形,斷面有方形和圓形;葉輪直徑大,葉片數(shù)目多而且短。葉片有平直,前彎和后彎等形狀,前彎葉片送風(fēng)量大,但往往效率低,因此高效通風(fēng)機的葉片通常是后彎的。低壓離心通風(fēng)機:斷面方形,葉片平直,與中心成輻射狀中壓離心通風(fēng)機:斷面方形,葉片彎曲高壓離心通風(fēng)機:斷面圓形,葉片彎曲按進氣方式分:離心風(fēng)機和軸流風(fēng)機35氣體輸送設(shè)備-風(fēng)機離心式通風(fēng)機主要由:葉輪、機殼、聯(lián)軸器、軸。葉輪是產(chǎn)生風(fēng)壓和傳遞能量的主要作功部件;機殼主要用來引入氣體和排出氣體,同時將氣體的部分動能變?yōu)閴毫δ埽?/p>
36氣體輸送設(shè)備-羅茨風(fēng)機羅茨鼓風(fēng)機結(jié)構(gòu)及工作原理與齒輪泵類似,但為兩葉片或三葉片形。轉(zhuǎn)葉片亦稱為轉(zhuǎn)子。兩轉(zhuǎn)子中一個主動,一個從動。二者在中間部位嚙合,把風(fēng)機機殼內(nèi)空間分隔為吸入腔和壓出腔。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,轉(zhuǎn)子凹入部位的氣體被轉(zhuǎn)子由吸入腔帶到壓出腔,使壓出腔氣壓升高而向壓出管道排氣,吸入腔則氣壓降低并由吸入管吸氣。由于轉(zhuǎn)子外緣與機殼內(nèi)壁間的縫隙很小,且轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn),故正常操作時氣體由壓出腔漏回吸入腔的現(xiàn)象并不嚴重。37氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機往復(fù)式壓縮機的工作原理當曲軸旋轉(zhuǎn)時,通過連桿的傳動,活塞便做往復(fù)運動,由氣缸內(nèi)壁、氣缸蓋和活塞頂面所構(gòu)成的工作容積則會發(fā)生周期性變化?;钊麖臍飧咨w處開始運動時,氣缸內(nèi)的工作容積逐漸增大,這時,氣體即沿著進氣管,推開進氣閥而進入氣缸,直到工作容積變到最大時為止,進氣閥關(guān)閉;活塞反向運動時,氣缸內(nèi)工作容積縮小,氣體壓力升高,當氣缸內(nèi)壓力達到并略高于排氣壓力時,排氣閥打開,氣體排出氣缸,直到活塞運動到極限位置為止,排氣閥關(guān)閉。當活塞再次反向運動時,上述過程重復(fù)出現(xiàn)??傊?,曲軸旋轉(zhuǎn)一周,活塞往復(fù)一次,氣缸內(nèi)相繼實現(xiàn)進氣、壓縮、排氣的過程,即完成一個工作循環(huán)。圖1活塞式空壓機工作原理圖
1—排氣閥2—氣缸3—活塞4—活塞桿
5—滑塊6—連桿7—曲柄8—吸氣閥
9—閥門彈簧38氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機在氣缸內(nèi)作往復(fù)運動的活塞向右移動時,氣缸內(nèi)活塞左腔的壓力低于大氣壓力pa,吸氣閥開啟,外界空氣吸入缸內(nèi),這個過程稱為壓縮過程。當缸內(nèi)壓力高于輸出空管道內(nèi)壓力p后,排氣閥打開。壓縮空氣送至輸氣管內(nèi),這個過程稱為排氣過程。活塞的往復(fù)運動是由電動機帶動的曲柄滑塊機構(gòu)形成的。曲柄的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為滑動——活塞的往復(fù)運動。
這種結(jié)構(gòu)的壓縮機在排氣過程結(jié)束時總有剩余容積存在。在下一次吸氣時,剩余容積內(nèi)的壓縮空氣會膨脹,從而減少了吸人的空氣量,降低了效率,增加了壓縮功。且由于剩余容積的存在,當壓縮比增大時,溫度急劇升高。故當輸出壓力較高時,應(yīng)采取分級壓縮。分級壓縮可降低排氣溫度,節(jié)省壓縮功,提高容積效率,增加壓縮氣體排氣量。
圖1為單級活塞式空壓機,常用于需要0.3—0.7MPa壓力范圍的系統(tǒng)。單級活塞式空壓機若壓力超過0.6MPa,各項性能指標將急劇下降,故往往采用多級壓縮,以提高輸出壓力。為了提高效率,降低空氣溫度,需要進行中間冷卻。圖2(a)為二級壓縮的活塞式空壓機設(shè)備示意圖。如圖2(b)所示,空氣經(jīng)低壓缸后壓力由p1提高至p2,溫度由Tl升至T2;然后流入中間冷卻器,在等壓下對冷卻水放熱,溫度降為Tl;再經(jīng)高壓缸壓縮到所需要的壓力p3。并由該圖可見,進入低壓缸和高壓缸的空氣溫度Tl和T2,位于同一等溫線12′3′上,兩個壓縮過程12、2′3偏離等溫線不遠。同一壓縮比p3/p1的單級壓縮過程為123″,比兩級壓縮偏離等溫線12′3′遠得多,即溫度要高許多。且單級壓縮消耗功相當于圖中面積613″46,兩級壓縮消耗功相當于圖中面積61256和52′345之和,節(jié)省的功相當于2′23″32′。可見,分級壓縮可降低排氣溫度,節(jié)省壓縮功,提高效率。
,卸荷式控制方式是指當貯氣罐內(nèi)的壓力達到調(diào)定值時,空壓機不停止運轉(zhuǎn)而通過打開安全閥進行不壓縮運轉(zhuǎn)。這種空轉(zhuǎn)狀態(tài)稱為卸荷運轉(zhuǎn)。而壓力開關(guān)式控制方式是指當貯氣罐內(nèi)的壓力達到調(diào)定值時,空壓機自動停止運轉(zhuǎn)。
39氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機活塞式空壓機的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,使用壽命長,并且容易實現(xiàn)大容量和高壓輸出。缺點是振動大,噪聲大,且因為排氣為斷續(xù)進行,輸出有脈沖,需要貯氣罐。、按活塞的壓縮動作分類1)單作用壓縮機:氣體只在活塞的一側(cè)進行壓縮,又稱單動壓縮機。2)雙作用壓縮機:氣體在活塞的兩側(cè)均能進行壓縮,又稱復(fù)動或多動壓縮機。3)多缸單作用壓縮機:利用活塞的一面進行壓縮,而有多個氣缸的壓縮機。4)多缸雙作用壓縮機:利用活塞的兩面進行壓縮,而有多個氣缸的壓縮機。3、按壓縮機的排氣終壓力分類1)低壓壓縮機:排氣終了壓力在3~10表壓。2)中壓壓縮機:排氣終了壓力在10~100表壓。3)高壓壓縮機:排氣終了壓力在100~1000表壓。4)超高壓壓縮機:排氣終了壓力在1000表壓以上。4、按排氣量(進口狀態(tài))分類類型排氣量m3/min微型壓縮機<1小型壓縮機1~10中型壓縮機10~60大型壓縮機>605、按結(jié)構(gòu)形式分類按結(jié)構(gòu)形式可分為立式、臥式、角度式、對稱平衡型和對制式等。一般立式用于中小型;臥式用于小型高壓;角度式用于中小型;對稱平衡型使用普遍,特別適用于大中型往復(fù)式壓縮機;對制式主要用于超高壓壓縮機。國內(nèi)往復(fù)式壓縮機通用結(jié)構(gòu)代號的含義如下:結(jié)構(gòu)形式代號立式Z臥式P角度式L、S星型T、V、W、X對稱平衡型H、M、D對制式DZ40氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機、往復(fù)式壓縮機的主要性能指標1)額定排氣量:即為壓縮機銘牌上標注的排氣量,指壓縮機在特定進口狀態(tài)下的排氣量。常用單位m3/min,m3/h。額定排氣壓力:即為壓縮機銘牌上標注的排氣壓力,常用單位MPa,bar。2)排氣溫度:考慮到積炭和安全運行,對于相對分子量小于或等于12的介質(zhì),排氣溫度不超過135℃;對乙炔、石油氣、濕氯氣排氣溫度不超過100℃;其他氣體建議不超過150℃。3)活塞力:活塞在止點出所受到的氣體力最大,因此將這時的氣體力稱為活塞力。4)級數(shù):大中型往復(fù)壓縮機以省功原則選擇級數(shù),通常情況下其各級壓力比≤4。
往復(fù)式壓縮機主要由機體、曲軸、連桿、活塞組、閥門、軸封、油泵、能量調(diào)節(jié)裝置、油循環(huán)系統(tǒng)等部件組成。41氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機42氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機一、機體機體包括氣缸體和曲軸箱兩部分,一般采用高強度灰鑄鐵(HT20-40)鑄成一個整體。它是支承氣缸套、曲軸連桿機構(gòu)及其它所有零部件重量并保證各零部件之間具有正確的相對位置的本體。氣缸采用氣缸套結(jié)構(gòu),安裝在氣缸體上的缸套座孔中,便于當氣缸套磨損時維修或更換。43氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機二、曲軸曲軸是往復(fù)式壓縮機的主要部件之一,傳遞著壓縮機的全部功率。其主要作用是將電動機的旋轉(zhuǎn)運動通過連桿改變?yōu)榛钊耐鶑?fù)直線運動。曲軸在運動時,承受拉、壓、剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)的交變復(fù)合負載,工作條件惡劣,要求具有足夠的強度和剛度以及主軸頸與曲軸銷的耐磨性。故曲軸一般采用40、45或50號優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛造。44氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機三、連桿連桿是曲軸與活塞間的連接件,它將曲軸的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運動,并把動力傳遞給活塞對氣體做功。連桿包括連桿體、連桿小頭襯套、連桿大頭軸瓦和連桿螺栓。連桿體在工作時承受拉、壓交變載荷,故一般用優(yōu)質(zhì)中碳鋼鍛造或用球墨鑄鐵(如QT40-10)鑄造,桿身多采用工字形截面且中間鉆一長孔作為油道。45氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機四、十字頭
十字頭由十字頭體、滑板和十字頭銷等組成。十字頭體與活塞桿相連接,承受活塞側(cè)向力的作用。小型壓縮機的十字頭體,常用HT21—40鑄鐵鑄造;大中型壓縮機的十字頭體,常用ZG25、ZG35鑄鋼或40號鋼鍛造。十字頭銷與連桿小頭相連,傳遞全部活塞力;其材料應(yīng)具有較好的韌性、耐磨損和耐疲勞性能,常用20號鋼制造,并經(jīng)表面滲碳淬火,使其外硬內(nèi)韌,既耐磨又耐疲勞;其表面硬度要求HRC=55~62?;逶诨郎献鐾鶑?fù)運動,要求耐磨,常采用鑄鐵或鑄鋼滑板,并在摩擦面上澆注巴氏合金;可拆滑板,也有采用銅合金和鋁合
46氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機五、活塞組活塞組是活塞、活塞銷及活塞環(huán)的總稱?;钊M在連桿帶動下,在氣缸內(nèi)作往復(fù)直線運動,從而與汽缸等共同組成一個可變的工作容積,以實現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣等過程。1、活塞活塞可分為筒形和盤形兩大類。活塞的材料一般為鋁合金或鑄鐵2、活塞銷活塞銷是用來連接活塞和連桿小頭的零件,在工作時承受復(fù)雜的交變載荷。3、活塞環(huán)活塞環(huán)包括氣環(huán)和油環(huán)。汽環(huán)的主要作用是使活塞和氣缸壁之間形成密封,防止被壓縮氣從活塞和氣缸壁之間的間隙中泄漏;油環(huán)的作用是布油和刮去氣缸壁上多余的潤滑油。47氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機六、氣閥與軸封氣閥氣閥是壓縮機的一個重要部件,屬于易損件。它的質(zhì)量及工作的好壞直接影響壓縮機的輸氣量、功率損耗和運轉(zhuǎn)的可靠性。氣閥包括吸氣閥和排氣閥,活塞每上下往復(fù)運動一次,吸、排氣閥各啟閉一次,從而控制壓縮機并使其完成吸氣、壓縮、排氣等四個工作過程。48氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機軸封軸封的作用在于防止壓縮氣體沿曲軸伸出端向外泄漏,或者是當曲軸箱內(nèi)壓力低于大氣壓時,防止外界空氣漏入。49氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機潤滑方式壓縮機的潤滑方式可分為飛濺潤滑和壓力潤滑兩種類型。飛濺潤滑是利用運動零件的機械作用,將潤滑油送至需要的摩擦表面,半封閉壓縮機就有很多的采用飛濺潤滑。一方面在連桿大頭下端裝設(shè)甩油勺,將曲軸箱中的油甩向氣缸鏡面,潤滑活塞與氣缸壁之間的摩擦表面;另一方面,在電動機一端的軸上裝有甩油盤,將油甩起并收集在電動機側(cè)端蓋的集油小室上,通過曲軸中的油道,潤滑主軸承和連桿軸承。在某些小型立式開啟式壓縮機中,飛濺潤滑僅依靠曲柄連桿機構(gòu)的運動來實現(xiàn)。50氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機輸氣的調(diào)節(jié)方式:51氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機活塞式壓縮機特點:活塞式壓縮機的用途非常廣泛,幾乎沒有任何限制。它可以壓縮空氣,也可以壓縮氣體,幾乎不需要作任何改動?;钊綁嚎s機是唯一一種能夠?qū)⒖諝夂蜌怏w壓縮至高壓,以適合諸如呼吸空氣等用途的設(shè)計。
活塞式壓縮機的配置可包括從適用於低壓/小容量用途的單缸配置,到能壓縮至非常高壓力的多級配置。在多級壓縮機中,空氣被分級壓縮,逐級增大壓力。
其優(yōu)點是:
(1)不論流量大小,都能得到所需要的壓力,排氣壓力范圍廣,最高壓力可達320MPa(工業(yè)應(yīng)用),甚至700MPa,(實驗室中)
(2)單機能力為在500m3/min以下的任意流量
(3)在一般的壓力范圍內(nèi),對材料的要求低,多采用普通的鋼鐵材料
(4)熱效率較高,一般大、中型機組絕熱效率可達0.7~0.85左右
(5)氣量調(diào)節(jié)時,排氣量幾乎不受排氣壓力變動的影響
52氣體輸送設(shè)備-活塞壓縮機(6)氣體的重度和特性對壓縮機的工作性能影響不大,同一臺壓縮機可以用于不同的氣體
(7)驅(qū)動機比較簡單,大都采用電動機,一般不調(diào)速
由于以上優(yōu)點,活塞式壓縮機在工業(yè)上獲得廣泛應(yīng)用,但此機型也存在一些缺點:
(1)
結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重,易損件多,占地面積大,投資較高,維修工作量大,使用周期較短,但經(jīng)過努力可以達到8000小時以上
(2)
轉(zhuǎn)速不高,機器體積大而重,單機排氣量一般小于500m3/min
(3)
機器運轉(zhuǎn)中有振動
(4)
排氣不連續(xù),氣流有脈動,容易引起管道振動,嚴重時往往因氣流脈動、共振而造成管網(wǎng)或機件的損壞
(5)
流量調(diào)節(jié)采用補助容積或旁路閥,雖然簡單、方便、可靠,但功率損失大,在部分載荷操作時效率降低
(6)
用油潤滑的壓縮機,氣體中帶油需要脫除
(7)大型工廠采用多臺壓縮機組時,操作人員多或工作強度較大
53氣體輸送設(shè)備-螺桿壓縮機螺桿空壓機的工作原理
一、螺桿式空氣壓縮機的概述螺桿式空氣壓縮機是噴油單級雙螺桿壓縮機,采用高效帶輪(或軸器)傳動,帶動主機轉(zhuǎn)動進行空氣壓縮,通過噴油對主機壓縮腔進行冷卻和潤滑,壓縮腔排出的空氣和油混合氣體經(jīng)過粗、精兩道分離,將壓縮空氣中的油分離出來,最后得到潔凈的壓縮空氣。雙螺桿空氣壓縮機具有優(yōu)良的可靠性能,機組重量輕、震動小、噪聲低、操作方便、易損件少、運行效率高是其最大的優(yōu)點。二、壓縮機主機工作原理螺桿式空氣壓縮機的核心部件是壓縮機主機,是容積式壓縮機中的一種,空氣的壓縮是靠裝置于機殼內(nèi)互相平行嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子的齒槽之容積變化而達到。轉(zhuǎn)子副在與它精密配合的機殼內(nèi)轉(zhuǎn)動使轉(zhuǎn)子齒槽之間的氣體不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化而沿著轉(zhuǎn)子軸線,由吸入側(cè)推向排出側(cè),完成吸入、壓縮、排氣三個工作過程。54氣體輸送設(shè)備-螺桿壓縮機55氣體輸送設(shè)備-螺桿壓縮機螺桿式壓縮機的主要零部件的結(jié)構(gòu):
(1).機殼:螺桿式制冷壓縮機的機殼一般為剖分式。它由機體(氣缸體)、吸氣端座、排氣端座及兩端端蓋組成。(2).轉(zhuǎn)子:轉(zhuǎn)子是螺桿式制冷壓縮機的主要部件。常采用整體式結(jié)構(gòu),將螺桿與軸做成一體。1—陰螺桿
2—陽螺桿
(3).軸承與油壓平衡活塞:螺桿式制冷壓縮機屬高速重載。為了保證陰、陽轉(zhuǎn)子的精確定位及平衡軸向力和徑向力,必須選用高精度、高速、重載的軸承和相應(yīng)的平衡機構(gòu),確保轉(zhuǎn)子可靠運行。(4).軸封:制冷系統(tǒng)的密封至關(guān)重要,因此在開啟螺桿式制冷壓縮機的轉(zhuǎn)子外伸軸處,通常采用密封性能較好的接觸式機械密封。(5).輸氣量調(diào)節(jié)滑閥:輸氣量調(diào)節(jié)滑閥是螺桿式制冷壓縮機中用來調(diào)節(jié)輸氣量的一種結(jié)構(gòu)元件,雖然螺桿式制冷壓縮機的輸氣量調(diào)節(jié)方法有多種,但采用滑閥的調(diào)節(jié)方法獲得了普遍的應(yīng)用。(6).噴油結(jié)構(gòu):螺桿式制冷壓縮機大多采用噴油結(jié)構(gòu)。(7).聯(lián)軸器:開啟螺桿式制冷壓縮機通過聯(lián)軸器與電動機相聯(lián)。
56氣體輸送設(shè)備-螺桿壓縮機螺桿式壓縮機的輸氣量調(diào)節(jié):螺桿式制冷壓縮機輸氣量調(diào)節(jié)的方法主要有吸入節(jié)流調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)停調(diào)節(jié)、變頻調(diào)節(jié)、滑閥調(diào)節(jié)、柱塞閥調(diào)節(jié)等。目前使用較多的為滑閥調(diào)節(jié)和塞柱閥調(diào)節(jié)。
1.滑閥調(diào)節(jié)
1)工作原理
即通過改變轉(zhuǎn)子的有效工作長度,來達到輸氣量調(diào)節(jié)的目的。
螺桿式制冷壓縮機的輸氣量調(diào)節(jié)范圍一般為10%~100%內(nèi)的無級調(diào)節(jié)。
調(diào)節(jié)過程中,功率與輸氣量在50%以上負荷運行時幾乎是成正比例關(guān)系,但在50%以下時,性能系數(shù)則相應(yīng)會大幅度下降。
2.塞柱閥調(diào)節(jié)
塞柱閥調(diào)節(jié)輸氣量的工作原理。塞柱閥的啟閉是通過電磁閥控制液壓泵中油的進出來實現(xiàn)的。塞柱閥調(diào)節(jié)輸氣量只能實現(xiàn)有級調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)方法在小型、緊湊型螺桿壓縮機中常常可以看到。
57氣體輸送設(shè)備-螺桿壓縮機滑閥調(diào)節(jié)58氣體輸送設(shè)備-螺桿壓縮機螺桿式壓縮機裝置系統(tǒng)部件:1.油分離器:對于大中型開啟式壓縮機,為了提高分離效果,通常設(shè)置一次油分離器后,再增設(shè)二次油分離器。三種常見的油分離器結(jié)構(gòu):
a)臥式油分離器
b)立式油分離器
c)二次油分離器
2.油冷卻器:大中型的螺桿式壓縮機必須設(shè)置油冷卻器,降低油溫,使油具有合適的粘度,以便再次循環(huán)使用。油冷卻器有兩種:a)水冷卻型油冷卻器
b)制冷劑冷卻型油冷卻器
3.油過濾器:為了保護制冷機的潤滑部分和液壓泵,在油系統(tǒng)的兩個地方設(shè)置過濾器。
4.液壓泵和油壓調(diào)節(jié)閥:液壓泵是螺桿式壓縮機不可缺少的重要輔助設(shè)備,可以由電動機直接驅(qū)動,也可與壓縮機聯(lián)動。為了使供給壓縮機的潤滑油保持一定的油壓,裝有油壓調(diào)節(jié)閥。
5.油加熱器、油壓保護開關(guān)和油溫保護:為了防止在環(huán)境溫度較低時由于油溫過低影響機組起動,一般都裝有油加熱器。向壓縮機正常供油是機組運轉(zhuǎn)的必要條件,故油壓保護對提高壓縮機可靠性至關(guān)重要。如因油冷卻器性能下降,水量減少或斷水等原因,使向壓縮機供油的溫度超過規(guī)定值時,油溫保護裝置動作,電動機隨即停止工作。59氣體輸送設(shè)備-螺桿壓縮機螺桿式壓縮機的優(yōu)點:
①螺桿式壓縮機只有旋轉(zhuǎn)運動,沒有往復(fù)運動,因此壓縮機的平衡性好,振動小,可以提高壓縮機的轉(zhuǎn)速。
②螺桿式壓縮機的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,重量輕,無吸、排汽閥,易損件少,可靠性高,檢修周期長。
③在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下,用單級壓縮仍然可正常工作,且有良好的性能。這是由于螺桿式壓縮機沒有余隙,沒有吸、排汽閥,故在這種不利工況下仍然有較高的容積效率。
④螺桿式壓縮機對濕壓縮不敏感。
⑤螺桿式壓縮機的制冷量可以在10%一100%范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié),但在40%以上負荷時的調(diào)節(jié)比較經(jīng)濟。
60氣體輸送設(shè)備-螺桿壓縮機比較項目單螺桿壓縮機
雙螺桿壓縮機
往復(fù)活塞式壓縮機
力的平衡性
氣體壓力產(chǎn)生的徑向、軸向力自動平衡
氣體壓力產(chǎn)生的徑向力無法平衡、軸向力須由平衡活塞平衡
曲軸旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生大的慣性力,活塞運動時滑動速度變化大
效率
中速(1500-3500r/min)時效率高,直聯(lián),比功率5.6-6.2KW/(m3/min)
高速(3000-7000r/min)時效率高,加增速齒輪,比功率6.0-6.6KW/(m3/min)
低速(600-1500r/min),磨擦副多,效率較低,比功率7.0-8.0KW/(m3/min)
噪聲、振動
力平衡性好、振動小、噪聲低、一般為60-68DB(A)
力平衡性差、金屬螺桿嚙合時有高頻噪聲64-78DB(A)
有不平衡慣性力,振動大,需用基礎(chǔ)固定,低頻噪聲80DB(A)
耐久性
徑、軸向力完全平衡,軸承壽命長,轉(zhuǎn)子軸承為3萬h,星輪軸承為5萬h
轉(zhuǎn)子負荷大,軸承壽命短,一般為8000-1.8萬h
磨擦部位多,機械損耗大,閥片、活塞環(huán)等易損件壽命為3000-6000h
裝配性
零部件少,可獨立裝配、調(diào)整后進入主機
轉(zhuǎn)子軸承負荷大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,裝配調(diào)整時須專門工廠
部件多,一般需在總裝時進行現(xiàn)場調(diào)整
維修性
主機機殼采用整體結(jié)構(gòu)后,星輪側(cè)有大窗口,維修方便
轉(zhuǎn)子軸承壽命較短,更換時須打開機殼,工作量大
易損件更換頻繁,拆卸工作量大,維修困難
體積
體積最小,箱式隔聲包裝的結(jié)構(gòu)緊湊,維修容易
主機體積小,但驅(qū)動裝置的空間被分隔
體積、重量都較大,振動大,需要基礎(chǔ)加以固定
溫度
排氣溫度低<90°C
排氣溫度高<110°C
排氣溫度最高<180°C
3m3/min運行1年耗電量
3×5.6×250×8=33600(度)
3×6.5×250×8=39000(度)
3×7×250×8=42000(度)
61氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機透平壓縮機的發(fā)展史1900年制造第一臺高爐鼓風(fēng)機(軸流式的)1956年美國克拉克公司1000噸/日的合成氨廠制造了氮氫合成氣低壓離心壓縮機,排氣壓力25.5x105Pa。1963年為德克薩斯的600噸/日的合成氨廠制造了氮氫合成氣高壓離心壓縮機,排氣壓力155x105Pa,功耗8800KW,從此離心式壓縮機跨入了高壓領(lǐng)域。近來,由于化工行業(yè)的發(fā)展,各種大型化工廠,煉油廠的建立,離心式壓縮機就成為壓縮和輸送化工生產(chǎn)中各種氣體的關(guān)鍵機器,而占有極其重要的地位。隨著氣體動力學(xué)研究的成就使離心壓縮機的效率不斷提高,又由于高壓密封,小流量窄葉輪的加工,多油楔軸承等技術(shù)關(guān)鍵的研制成功,解決了離心壓縮機向高壓力,寬流量范圍發(fā)展的一系列問題,使離心式壓縮機的應(yīng)用范圍大為擴展,以致在很多場合可取代往復(fù)壓縮機,而大大地擴大了應(yīng)用范圍。工業(yè)用高壓離心壓縮機的壓力有(150~350)×105Pa的,海上油田注氣用的離心壓縮機壓力有高達700×105Pa的。作為高爐鼓風(fēng)用的離心式鼓風(fēng)機的流量有大至7000m3/min,功率大的有52900KW的,轉(zhuǎn)速一般在10000r/min以上。62氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機有些化工基礎(chǔ)原料,如丙烯,乙烯,丁二烯,苯等,可加工成塑料,纖維,橡膠等重要化工產(chǎn)品。在生產(chǎn)這種基礎(chǔ)原料的石油化工廠中,離心式壓縮機也占有重要地位,是關(guān)鍵設(shè)備之一。除此之外,其他如石油精煉、煤化工、制冷等行業(yè)中,離心式壓縮機也是極為關(guān)鍵的設(shè)備。離心式壓縮機之所以能獲得這樣廣泛的應(yīng)用,主要是比活塞式壓縮機有以下一些優(yōu)點。1、離心式壓縮機的氣量大,結(jié)構(gòu)筒單緊湊,重量輕,機組尺寸小,占地面積小。2、運轉(zhuǎn)平衡,操作可靠,運轉(zhuǎn)率高,摩擦件少,因之備件需用量少,維護費用及人員少。3、在化工流程中,離心式壓縮機對化工介質(zhì)可以做到絕對無油的壓縮過程。4、離心式壓縮機為一種回轉(zhuǎn)運動的機器,它適宜于工業(yè)汽輪機或燃汽輪機直接拖動。對一般大型化工廠,常用副產(chǎn)蒸汽驅(qū)動工業(yè)汽輪機作動力,為熱能綜合利用提供了可能。但是,離心式壓縮機也還存在一些缺點。5、離心式壓縮機目前還不適用于氣量太小及壓比過高的場合。6、離心式壓縮機的穩(wěn)定工況區(qū)較窄,其氣量調(diào)節(jié)雖較方便,但經(jīng)濟性較差。7、目前離心式壓縮機效率一般比活塞式壓縮機低。63氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機離心壓縮機的種類:離心壓縮機的種類繁多,根據(jù)其性能、結(jié)構(gòu)特點,可按如下幾方面進行分類。分類名稱說明按排氣壓力分低壓壓縮機排氣壓力在3~10Kg/cm2中壓壓縮機排氣壓力在10~100Kg/cm2高壓壓縮機排氣壓力在100~1000Kg/cm2超高壓壓縮機排氣壓力>1000Kg/cm2按功率分微型壓縮機軸功率小于10KW小型壓縮機軸功率處于10~100KW中型壓縮機軸功率處于100~1000KW大型壓縮機軸功率處于1000KW以上按吸入氣體的流量分小流量壓縮機流量小于100Nm3/min中流量壓縮機流量處于100~1000Nm3/min大流量壓縮機流量大于1000Nm3/min按結(jié)構(gòu)特點分水平剖分型一般用于50×105Pa垂直剖分型64氣體輸送設(shè)備-離心式壓縮機透平式壓縮機工作原理汽輪機(或電動機)帶動壓縮機主軸葉輪轉(zhuǎn)動,在離心力作用下,氣體被甩到工作輪后面的擴壓器中去。而在工作輪中間形成稀薄地帶,前面的氣體從工作輪中間的進汽部份進入葉輪,由于工作輪不斷旋轉(zhuǎn),氣體能連續(xù)不斷地被甩出去,從而保持了氣壓機中氣體的連續(xù)流動。氣體因離心作用增加了壓力,還可以很大的速度離開工作輪,氣體經(jīng)擴壓器逐漸降低了速度,動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能,進一步增加了壓力。如果一個工作葉輪得到的壓力還不夠,可通過使多級葉輪串聯(lián)起來工作的辦法來達到對出口壓力的要求。級間的串聯(lián)通過彎通,回流器來實現(xiàn)。這就是離心式壓縮機的工作原理。65氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機軸流式壓縮機66氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機67氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機68氣體輸送設(shè)備-離心式壓縮機1.吸入室2.葉輪3.擴壓器4.彎道5.回流器6.蝸殼7、8.軸端密封9.支持軸承10.止推軸承11.卡環(huán)12.機殼13.端蓋14.螺栓15.推力盤16.主軸17.聯(lián)軸器18輪蓋密封19.隔板密封20.隔板圖6-1離心式壓縮機縱剖面結(jié)構(gòu)圖.69氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機70氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機71氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機透平壓縮機的主要性能參數(shù)1、流量m3/h2、排氣壓力和壓力比3、轉(zhuǎn)速單位r/min4、功率單位kw5、效率72氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機進氣室73氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機離心葉輪的典型結(jié)構(gòu)葉輪是主要的做功元件,它將外界(原動機)的能量傳遞給氣體,使氣體增壓。按葉輪結(jié)構(gòu)型式閉式葉輪:性能好、效率高;由于輪蓋的影響,葉輪圓周速度受到限制。半開式葉輪:效率較低,強度較高。雙面進氣葉輪:適用于大流量,且軸向力平衡好。74氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機按葉輪葉片型式后彎型葉輪:β2A<90°,級效率高,穩(wěn)定工作范圍寬。徑向型葉輪:β2A=90°,性能介于后彎型和前彎型之間。前彎型葉輪:β2A>90°,級效率較低,穩(wěn)定工作范圍窄。75氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機76氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機主軸主軸是起支持旋轉(zhuǎn)零件及傳遞扭矩作用的。根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式。有階梯軸及光軸兩種,光軸有形狀簡單,加工方便的特點。77氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機內(nèi)缸總成由隔板上下剖分的內(nèi)缸端蓋密封軸承箱組成隔板束內(nèi)缸78氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機平衡盤
在多級離心式壓縮機中因每級葉輪兩側(cè)的氣體作用力大小不等,使轉(zhuǎn)子受到一個指向低壓端的合力,這個合力即稱為軸向力。軸向力對于壓縮機的正常運行是有害的,容易引起止推軸承損壞,使轉(zhuǎn)子向一端竄動,導(dǎo)致動件偏移與固定元件之間失去正確的相對位置,情況嚴重時,轉(zhuǎn)子可能與固定部件碰撞造成事故。平衡盤是利用它兩邊氣體壓力差來平衡軸向力的零件。它的一側(cè)壓力是末級葉輪盤側(cè)間隙中的壓力,另一側(cè)通向大氣或進氣管,通常平衡盤只平衡一部分軸向力,剩余軸向力由止推軸承承受,在平衡盤的外緣需安裝氣封,用來防止氣體漏出,保持兩側(cè)的差壓。軸向力的平衡也可以通過葉輪的兩面進氣和葉輪反向安裝來平衡。79氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機推力盤由于平衡盤只平衡部分軸向力,其余軸向力通過推力盤傳給止推軸承上的止推塊,構(gòu)成力的平衡,推力盤與推力塊的接觸表面,應(yīng)做得很光滑,在兩者的間隙內(nèi)要充滿合適的潤滑油,在正常操作下推力塊不致磨損,在離心壓縮機起動時,轉(zhuǎn)子會向另一端竄動,為保證轉(zhuǎn)子應(yīng)有的正常位置,轉(zhuǎn)子需要兩面止推定位,其原因是壓縮機起動時,各級的氣體還未建立,平衡盤二側(cè)的壓差還不存在,只要氣體流動,轉(zhuǎn)子便會沿著與正常軸向力相反的方向竄動,因此要求轉(zhuǎn)子雙面止推,以防止造成事故。80氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機聯(lián)軸器
由于離心壓縮機具有高速回轉(zhuǎn)、大功率以及運轉(zhuǎn)時難免有一定振動的特點,所用的聯(lián)軸器既要能夠傳遞大扭矩,又要允許徑向及軸向有少許位移,聯(lián)軸器分齒型聯(lián)軸器和膜片聯(lián)軸器,目前常用的都是膜片式聯(lián)軸器,該聯(lián)軸器不需要潤滑劑,制造容易。機殼機殼也稱氣缸,對中低壓離心式壓縮機,一般采用水平中分面機殼,利于裝配,上下機殼由定位銷定位,即用螺栓連接。對于高壓離心式壓縮機,則采用圓筒形鍛鋼機殼,以承受高壓。這種結(jié)構(gòu)的端蓋是用螺栓和筒型機殼連接的。81氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機擴壓器氣體從葉輪流出時,它仍具有較高的流動速度。為了充分利用這部分速度能,以提高氣體的壓力,在葉輪后面設(shè)置了流通面積逐漸擴大的擴壓器。擴壓器一般有無葉、葉片、直壁形擴壓器等多種形式。彎道在多級離心式壓縮機中級與級之間,氣體必須拐彎,就采用彎道,彎道是由機殼和隔板構(gòu)成的彎環(huán)形空間。82氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機回流器在彎道后面連接的通道就是回流器,回流器的作用是使氣流按所需的方向均勻地進入下一級,它由隔板和導(dǎo)流葉片組成。導(dǎo)流葉片通常是圓弧的,可以和氣缸鑄成一體也可以分開制造,然后用螺栓連接在一起。蝸殼蝸殼的主要目的,是把擴壓器后,或葉輪后流出的氣體匯集起來引出機器,蝸殼的截面形狀有圓形、犁形、梯形和矩形。83氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機密封為了減少通過轉(zhuǎn)子與固定元件間的間隙的漏氣量,常裝有密封。密封分內(nèi)密封,外密封兩種。內(nèi)密封的作用是防止氣體在級間倒流,如輪蓋處的輪蓋密封,隔板和轉(zhuǎn)子間的隔板密封。外密封是為了減少和杜絕機器內(nèi)部的氣體向外泄露,或外界空氣竄入機器內(nèi)部而設(shè)置的,如機器端的密封。離心壓縮機中密封種類很多,常用的有以下幾種:1)迷宮密封迷宮密封目前是離心壓縮機用得較為普遍的密封裝置,用于壓縮機的外密封和內(nèi)密封。迷宮密封的氣體流動(見圖),當氣體流過梳齒形迷宮密封片的間隙時,氣體經(jīng)歷了一個膨脹過程,壓力從P1降至右端的P2,這種膨脹過程是逐步完成的,當氣體從密封片的間隙進入密封腔時,由于截面積的突然擴大,氣流形成很強的旋渦,使得速度幾乎完全消失,密封面兩側(cè)的氣體存在著壓差,密封腔內(nèi)的壓力和間隙處的壓力一樣,按照氣體膨脹的規(guī)律來看,隨著氣體壓力的下降,速度應(yīng)該增加,溫度應(yīng)該下降,但是由于氣體在狹小縫隙內(nèi)的流動是屬于節(jié)流性質(zhì)的,此時氣體由于壓降而獲得的動能在密封腔中完全損失掉,而轉(zhuǎn)化為無用的熱能,這部分熱能轉(zhuǎn)過來又加熱氣體,從而使得瞬間剛剛隨著壓力降落下去的溫度又上升起來,恢復(fù)到壓力沒有降低時的溫度,氣流經(jīng)過隨后的每一個密封片和空腔就重復(fù)一次上面的過程,一直到壓力P2為止。由此可見迷宮密封是利用節(jié)流原理,當氣體每經(jīng)過一個齒片,壓力就有一次下降,經(jīng)過一定數(shù)量的齒片后就有較大的壓降,實質(zhì)上迷宮密封就是給氣體的流動以壓差阻力,從而減小氣體的通過量。
84氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機
常用的迷宮密封用的較多的有以下幾種:
平滑形軸作成光軸,密封體上車有梳齒或者鑲嵌有齒片結(jié)構(gòu)簡單。,
曲折形見圖,為了增加每個齒片的節(jié)流降壓效果,發(fā)展了曲折型的迷宮密封,密封效果比平滑形好。臺階形見圖,這種型式的密封效果也優(yōu)于平滑形,常用于葉輪輪蓋的密封,一般有3~5個密封齒。
85氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機2)油膜密封,即浮環(huán)密封浮環(huán)密封的原理是靠高壓密封在浮環(huán)與軸套間形成的膜,產(chǎn)生節(jié)流降壓,阻止高壓側(cè)氣體流向低壓側(cè),浮環(huán)密封既能在環(huán)與軸的間隙中形成油膜,環(huán)本身又能自由徑向浮動??扛邏簜?cè)的環(huán)叫高壓環(huán),低壓側(cè)的環(huán)叫低壓環(huán),這些環(huán)可以自由沿徑向浮動,但不能轉(zhuǎn)動,密封油壓力通常比工藝氣壓力高0.5Kg/cm2左右進入密封室,一路經(jīng)高壓環(huán)和軸之間的間隙流向高壓側(cè),在間隙中形成油膜,將高壓氣封住,另一路則由低壓環(huán)與軸之間的間隙流出,回到油箱,通常低壓環(huán)有好幾只,從而達到密封的目的。浮環(huán)密封用鋼制成,端面鍍錫青銅,環(huán)的內(nèi)側(cè)澆有巴氏合金,以防軸與油環(huán)的短時間的接觸,巴氏合金作為耐磨材料。浮環(huán)密封可以做到完全不泄露,被廣泛地用作壓縮機的軸封裝置。86氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機
圖6-7螺旋槽動環(huán)密封面機械密封裝置有時用于小型壓縮機軸封上,壓縮機用的機械密封與一般泵用的機械密封的不同點,主要是轉(zhuǎn)速高,線速度大,PV值高,摩擦熱大和動平衡要求高等。因此,在結(jié)構(gòu)上一般將彈簧及其加荷裝置設(shè)計成靜止式而且轉(zhuǎn)動零件的幾何形狀力求對稱,傳動方式不用銷子、鏈等,以減少不平衡質(zhì)量所引起的離心力的影響,同時從摩擦件和端面比壓來看,盡可能采取雙端面部分平衡型,其端面寬度要小,摩擦副材料的摩擦系數(shù)低,同時還應(yīng)加強冷卻和潤滑,以便迅速導(dǎo)出密封面的摩擦熱。3)機械密封87氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機4)干氣密封隨著流體動壓機械密封技術(shù)的不斷完善和發(fā)展,其重要的一種密封型式螺旋槽面氣體動壓密封即干氣密封在石化行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。相對于封油浮環(huán)密封干氣密封具有較多的優(yōu)點:運行穩(wěn)定可靠易操作,輔助系統(tǒng)少,大大降低了操作人員維護的工作量,密封消耗的只是少量的氮氣,既節(jié)能又環(huán)保。圖所示為螺旋槽面干氣密封的示意圖。它由動環(huán)1、靜環(huán)2、彈簧4、O形環(huán)3、5、8,組裝套7及軸6組成。圖6-7所示為動環(huán)表面精加工出螺紋槽而后研磨、拋光的密封面。一般來講螺旋槽深度約2.5~10μm,密封環(huán)表面平行度要求很高,需小于1μm,螺旋槽形狀近似對數(shù)螺旋線。88氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機如圖示,當動環(huán)旋轉(zhuǎn)時將密封用的氮氣周向吸入螺旋槽內(nèi),由外徑朝向中心,徑向方向朝著密封堰流動,而密封堰起著阻擋氣體流向中心的作用,于是氣體被壓縮引起壓力升高,此氣體膜層壓力企圖推開密封,形成要求的氣膜。此平衡間隙或膜厚h典型值為3μm。這樣,被密封氣體壓力和彈簧力與氣體膜層壓力配合好,使氣膜具有良好的彈性既氣膜剛度高,形成穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)并防止密封面相互接觸,同時具有良好剛度的氮氣膜可有效的阻止被介質(zhì)的泄漏。
89氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機干氣密封作用力情況見圖在正常運轉(zhuǎn)條件下該密封的閉合力(彈簧和氣體作用力)等于開啟力(氣膜作用力),當受到外力干擾,間隙減小,則氣體剪切率增大,螺旋槽開啟間隙的效能增加,開啟力大于閉合力,恢復(fù)到原間隙,若受到外擾間隙增大,則間隙內(nèi)膜壓下降,開啟力小于閉合力,密封面合攏恢復(fù)到原間隙。
干氣密封作用力圖90氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機12、軸承離心式壓縮機有徑向軸承和推力軸承。徑向軸承為滑動軸承,它的作用是支持轉(zhuǎn)子使之高速運轉(zhuǎn),止推軸承則承受轉(zhuǎn)子上剩余軸向力,限制轉(zhuǎn)子的軸向竄動,保持轉(zhuǎn)子在氣缸中的軸向位置。(1)徑向軸承徑向軸承主要有軸承座、軸承蓋、上下兩半軸瓦等組成。軸承座:是用來放置軸瓦的,可以與氣缸鑄在一起,也可以單獨鑄成后支持在機座上,轉(zhuǎn)子加給軸承的作用力最終都要通過它直接或間接地傳給機座和基礎(chǔ)。軸承蓋:蓋在軸瓦上,并與軸瓦保持一定的緊力,以防止軸承跳動,軸承蓋用螺栓緊固在軸承座上。軸瓦:用來直接支承軸頸,軸瓦圓表面澆巴氏合金,由于其減摩性好,塑性高,易于澆注和跑合,在離心壓縮機中廣泛采用。在實際中,為了裝卸方便,軸瓦通常是制成上下兩半,并用螺栓緊固,目前使用巴氏合金厚度通常在1~2mm。軸瓦在軸承座中的放置有兩種:一種是軸瓦固定不動,另一種是活動的,即在軸瓦背面有一個球面,可以在運動中隨著主軸撓度的變化自動調(diào)節(jié)軸瓦的位置,使軸瓦沿整個長度方向受力均勻。潤滑油從軸承側(cè)表面的油孔進入軸承,在進入軸承的油路上,安裝一個節(jié)流孔板,借助于節(jié)流孔板直徑的改變,就可以調(diào)節(jié)進入軸承油量的多少,在軸瓦的上半部內(nèi)有環(huán)狀油槽,這樣使得潤滑油能更好地循環(huán),并對軸頸進行冷卻。91氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機透平壓縮機徑向軸承最早采用的是園瓦軸承,后來逐漸采用橢圓瓦軸承、多油楔軸承和可傾瓦軸承。
92氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機(2)推力軸承推力軸承與徑向軸承一樣,也是分上下兩半,中分面有定位銷,并用螺栓連接,球面殼體與球面座間用定位套筒,防止相對轉(zhuǎn)動,由于是球面支承或可根據(jù)軸撓曲程度而自動調(diào)節(jié),推力軸承與推力盤一起作用,安裝在軸上的推力盤隨著軸轉(zhuǎn)動,把軸傳來的推力壓在若干塊靜止的推力塊上,在推力塊工作面上也澆鑄一層巴氏合金,推力塊厚度誤差小于0.01~0.02mm。離心壓縮機在正常工作時,軸向力總是指向低壓端,承受這個軸向力的推力塊稱為主推力塊。在壓縮機起動時,由于氣流的沖力方向指向高壓端,這個力使軸向高壓端竄動,為了防止軸向高壓端竄動,設(shè)置了另外的推力塊,這種推力塊在主推力塊的對面,稱為副推力塊。推力盤與推力塊之間留有一定的間隙,以利于油膜的形成,此間隙一般在0.25~0.35mm以內(nèi),最主要的是間隙的最大值應(yīng)當小于固定元件與轉(zhuǎn)動元件之間的最小軸向間隙,這樣才能避免動、靜件相碰。潤滑油從球面下部進油口進入球面殼體,再分兩路,一路經(jīng)中分面進入徑向軸承,另一路經(jīng)兩組斜孔通向推力軸承,進推力軸承的油一部分進入主推力塊,另一部分進入副推力塊。離心壓縮機中廣泛采用米切爾式推力軸承和金斯泊雷式軸承93氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機推力均衡系統(tǒng)
“金斯貝蕾”噴油嘴94氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機95氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機離心壓縮機的工況的調(diào)節(jié)壓縮機調(diào)節(jié)的實質(zhì)就是改變壓縮機的工況點,所用的方法從原理上講就是設(shè)法改變壓縮機的性能曲線或者改變管網(wǎng)性能曲線兩種。具體地說有以下幾種調(diào)節(jié)方式:1、出口節(jié)流調(diào)節(jié),即在壓縮機出口安裝調(diào)節(jié)閥,通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的開度,來改變管路性能曲線,改變壓縮機的工作點,進行流量調(diào)節(jié)。出口節(jié)流的調(diào)節(jié)方法是人為的增加出口阻力來調(diào)節(jié)流量,是不經(jīng)濟的方法,尤其當壓縮機性能曲線較陡而且調(diào)節(jié)的流量(或者壓力)又較大時,這種調(diào)節(jié)方法的缺點更為突出,目前除了風(fēng)機及小型鼓風(fēng)機使用外,壓縮機很少采用這種調(diào)節(jié)方法。2、進口節(jié)流調(diào)節(jié),既在壓縮機進口管上安裝調(diào)節(jié)閥,通過入口調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)進氣壓力。進氣壓力的降低直接影響到壓縮機排氣壓力,使壓縮機性能曲線下移,所以進口調(diào)節(jié)的結(jié)果實際上是改變了壓縮機的性能曲線,達到調(diào)節(jié)流量的目的。和出口節(jié)流法相比,進口節(jié)流調(diào)節(jié)的經(jīng)濟性較好,據(jù)有關(guān)資料介紹,對某壓縮機進行測試表明:在流量變化為60~80%的范圍內(nèi),進口節(jié)流比出口節(jié)流節(jié)省功率約為4~5%。所以這是一種比較簡單而常用的調(diào)節(jié)方法。但也還是存在一定的節(jié)流損失以及工況改變后對壓縮機本身效率有些影響。進口節(jié)流法還有個優(yōu)點就是:關(guān)小進口閥,會使壓縮機性能曲線向小流量區(qū)移動,因而可使壓縮機在更小的流量工況下工作,不易造成喘振。96氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機3、改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。當壓縮機轉(zhuǎn)速改變時,其性能曲線也有相應(yīng)的改變,所以可用這個方法來改變工況點,以滿足生產(chǎn)上的調(diào)節(jié)要求。離心壓縮機的能量頭近似正比于n2,所以用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法可以得到相當大的調(diào)節(jié)范圍。變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)并不引起其他附加損失,只是調(diào)節(jié)后的新工況點不一定是最高效率點導(dǎo)致效率有些降低而已。所以從節(jié)能角度考慮,這是一種經(jīng)濟的調(diào)節(jié)方法。改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法不需要改變壓縮機本身的結(jié)構(gòu),只是要考慮到增加轉(zhuǎn)速后轉(zhuǎn)子的強度、臨界轉(zhuǎn)速以及軸承的壽命等問題。但是這種方法要求驅(qū)動機必須是可調(diào)速的。
97氣體輸送設(shè)備-離心壓縮機透平壓縮機的阻塞工況和非穩(wěn)定工況阻塞工況就是當流量增加到一定值時,葉輪對氣體做的功只能用來克服流動損失,而不能提高氣體的壓力。阻塞現(xiàn)象,當流量不斷增大,氣流長生的負沖角變大,是葉片的工作面上發(fā)生分離,當流量增大一定程度時候,葉輪做工全變?yōu)槟芰繐p失,壓力不再升高,甚至是葉道中的流動變?yōu)槭諗啃再|(zhì),又是流到最小截面處出現(xiàn)了聲速,此時壓力不再升高喘振現(xiàn)象壓縮機流量減少時,隨著旋轉(zhuǎn)失速的產(chǎn)生和發(fā)展,可能出現(xiàn)另一種不穩(wěn)定工況現(xiàn)象,壓縮機的氣體流量
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