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1、压缩机学习资料一、压缩机的定义所谓压缩机就是一种用来提高气体压力或输送气体的机器。从能 量观点来看，压缩机就是把原动机的机械能转变为气体压力能的一种 机械。压缩机通常分为两类：一类是容积式压缩机，它是利用气体容 积的减少来提高压力；另一类是透平式压缩机，它利用旋转叶片对气 流的作用来提高压力。二、压缩机的分类透平压缩机一般分为离心式和轴流式两种：1、离心式压缩机：被压缩气体在离心式压缩机中的运动是沿着垂 直于压缩机轴的径向进行的，离心式压缩机中气体压力的提高是当气 体流经叶轮时，由于叶轮旋转使气体受到离心力的作用而使其速度升 高，当气体流经扩压器、弯道、回流器这些截面积扩张的通道时，流 速逐渐
2、降低，从而使速度能转变为压力能，气体的压力得到提高。2、轴流式压缩机：气体在轴流式压缩机中的运动是沿着平行于压 缩机轴的方向进行的。在轴流式压缩机中，同样由于转子的旋转使气 体产生很高的速度，当气体流经与动叶片间隔排列的静叶栅时，气体 的流速逐渐减慢，从而速度能被转化为压力能。三、离心式压缩机与其它压缩机对比，具有以下优点1、排气量大、尺寸小、重量轻、占地少、不用备机。而且离心式 压缩机和蒸汽透平的价格低，设备投资少。2、结构简单、易损件少、运转可靠，连续运行周期在一年以上，维修方便，操作和检修人员少，维修费用低。3、供气均匀，运行平稳，调节方便，易于自动化操作。4、可直接由蒸汽透平驱动，有利
3、于生产中副产蒸汽的合理利用， 节约了全厂的能量消耗。5、气缸内不需注入润滑油，所以被压缩的气体不受油的污染。特 别对于压缩不允许与油接触的气体（如氧气）与怕被润滑油污染的气 体更为适用。缺点：1. 离心式压缩机目前还不适用气量太小及压缩比过高的场合。2. 离心式压缩机的稳定工次还较窄，气量调节方法虽较方便，但经济 性差。3. 离心式压缩机的效率比活塞式压缩机低。4. 在同一叶轮速度下，由于气体分子量的不同，所获得的动能量不同， 因此离心式的压缩机的工况将随被压缩的气体的性质和组成而变化。四、离心式压缩机的工作原理：离心式压缩机是透平式压缩机的一种，它的工作原理与输送液体 的离心泵相似。在压缩机
4、的主轴上装若干个具有叶片的轮子，称为叶 轮，当主动机带动主轴转动时，留在叶轮流道中的气体受叶片作用随 叶轮一起旋转，在离心力的作用下，气体被甩到叶轮外的扩压器中去， 因此在叶轮中形成了稀薄地带，入口气体从而进入叶轮填补这一地 带。由于叶轮不断旋转，气体就被不断地甩出，入口气体就不断地进 入叶轮，这就保持了压缩机中气体的连续流动。正由于气体是在离心 力的作用下被压缩，所以这种压缩机被称为离心式压缩机。压缩比=排气压力（绝压）MPa/进气压力（绝压）MPa离心式压缩机的主要构件有哪些？基本作用如何？1. 吸气室：是把需要压缩的气体，由进气管道或中间冷却器出 口均匀地导入叶轮中进行增压，因此在每段压
5、缩机的第一级进口都设 置了吸气室。2. 叶轮：它是压缩机的重要的做功元件，气体进入叶轮后，在叶 轮片的推动下跟着叶轮旋转，由于叶轮对气流做功，增加了气流的能 量，因此气体流出叶轮的压力和速度均有所增加。3. 扩压器：气体从叶轮流出时，速度很高，为了充分利用这部分 速度能，转化为压力能，设置了流通截面逐渐扩大的扩压器，以便将 速度能转变为压力能，同时也作为回流室的入口。4. 弯道：为把扩压后的气体导到下一级去，必须改变气流的方向， 在扩压器后设置了使气流由离心方向改为向心方向的弯道。5. 回流器：回流器是把从弯道来的气体，均匀的送往下一级叶轮 的入口，继续提高压力。6. 蜗壳：其主要作用是用来将
6、末级后面的气体引出压缩机，因此， 蜗壳的截面沿气流方向逐渐扩大，在汇集气体过程中，也起到了降速 扩压的作用。五、压缩机的不稳定工况离心压缩机的运行有一定的稳定工作区，但由于实际上它常常在变 工况下运行，有时就会偏离稳定工作区运行而出现异常现象，从而对 机器设备造成危害。比如一当流量小于一定值时，会产生严重的边界 层分离和失速，工况将是不稳定的；如进一步减小流量，将会发生喘 振，这时会产生强烈的气流脉动和周期性振荡；当流量增大到一定值 时，流道中某一最小截面的气流平均速度会达到音速，这时流量不可 能再增加，即堵塞工况或滞止工况出现。、六、喘振的概念喘振是离心式压缩机本身的固有特性，而造成喘振的唯
7、一直接原 因是进气量减少到压缩机的允许最小值。当气量小到一定程度时，就会出现旋转脱离，如这时进一步减小流 量，在叶片背面将形成很大的涡流区气流分离层扩及整个通道，以致 充满整个叶道而把通道阻塞住，气流不能顺利地流过叶道，这时流动 严重恶化，使压缩机的出口压力突然大大下降。由于压缩机总是和管 网系统（压缩机后面压缩气体所需经过的全部装置的总称）联合工作 的，这时管网中的压力并不马上减低，于是管网中的气体压力就反大 于压缩机出口处的压力，因而管网中的气体就倒流向压缩机，一直到 管网中的压力下降至低于压缩机出口压力为止，这时倒流停止，压缩 机又开始向管网供气，经过压缩机的流量又增大，压缩机又恢复正常
8、 工作。但当管网中的压力也恢复到原来的压力时，压缩机的流量又减 小，系统中气体又产生倒流，如此周而复始，就在整个系统中产生了 周期性的气流振荡现象，这种现象称为“喘振”。七、喘振的基本原因实际运行中引起压缩机喘振的原因很多，但基本原因不外于下边 两种： 第一种：压缩机实际运行流量小于喘振流量，造成这种原因的因素很 多，诸如生产减量过多、吸入气源不足、入口过滤器堵塞、管道阻力 大，叶轮通道或气流通道堵塞等。 第二种：压缩机出口压力低于管网压力，造成这种原因的因素也很多， 诸如管网阻力增加，进气压力过低，进气温度或气体分子量变化大， 压缩机转速变化等。压缩机出口压力低于管网压力，就会导致压缩机 运
9、行工作点向小流量区移动，从而进入喘振工况。八、何为离心式压缩机喘振（飞动）现象？当离心式压缩机流量减少到某一最小值（最小流量），气流的的分 离区扩大到整个叶道，使叶片通道内无法流过气体，这时叶轮没有气 体甩出，压力便突然下降，具有较高压力的管网气体就会倒流叶轮里 来，然后叶轮恢复正常工作，重新又把倒流的气体压出，这样又使叶 轮流量减少，气体分离重新发生，压力又突然下降，管网气体又倒流 回来，再一次重复上述过程，如此周而复始的进行，就使压缩机和其 它连接的管线、设备中产生的一种低频率高振幅的压力脉动，声音如 吼叫喘气，所以称“喘振”现象，又称“飞动”现象，喘振时，噪音 严重，机器强烈震动，操作很
10、不稳定。九、喘振现象的特征是什么？喘振现象的特征是：（1）压缩机工作极不稳定，气体介质的出口压力和入口流量大幅度 变化，又是还可能产生气体倒流现象，气体介质由压缩机排出转为倒 流，这是很危险的工况。（2）管网有周期性振荡、振幅大、频率低，并伴有周期性“吼叫” 声，正常运转时气流的声音为哨声，喘振时突然出现周期性的爆音， 再减少流量，会出现轰隆声。（3）压缩机振动强烈，机壳、轴承均有强烈振动，由于振动强烈， 轴承液体润滑条件会遭到破坏，轴瓦会烧坏，转子和定子会产生摩檫、 碰撞、密封元件将严重破坏。实际运行中引起喘振的原因有哪些？实际运行中引起喘振的原因有很多：（1）因使速区的产生与扩展结果，管网
11、流量、阻力的变化与压缩机 工作不协调是引起压缩机喘振的重要原因。这种工作的不协调可以分 为两点：第一，压缩机的流量等于或小于喘振流量，第二，压缩机排 气压强低于管网气体压强。（2）凡是运行中使压缩机特性线下移（如进气压强降低、进气温度 升高、进气分子量减小等）或管网特性线上移，或者两者同时发生或 减量过多，使联合运行点落入喘振区的都会引起压缩机喘振。（3）开车过程中升速升压不协调，如升压太快，降压降速不协调， 如降速太快都可能引起压缩机喘振。十、喘振现象对机组有什么危害？答：压缩机运行发生喘振现象时，对机组的危害很大，第一，它可损 坏如密封“0”型环等压缩机零部件，甚至引起动静零部件碰撞对止
12、推轴承产生冲击力，破坏轴承油膜稳定、损坏轴承，可能破坏油密封 系统，使油膜密封的油气压差失调，造成油膜密封故障。第二，可能 破坏机器的安装质量，破坏各部分调整好的间隙值，甚至引起轴的变 形等，引起机器的以后运行中振动加剧，第三，可能使一些有关仪表 失灵或使仪表准确性降低。十一 离心压缩机调节的几种方法一、概述改变压缩机工况的方法就叫调节，由于压缩机运行工况是由压缩 机本身和管网性能共同决定的，所以改变运行工况既可以采用改变压 缩机性能曲线也可以用改变管网性能来实现。二、几种调节方法介绍压缩机调节方法有：压缩机出口节流调节、压缩机进口节流调节、 改变压缩机转速调节、采用可转动的进口导叶、采用可转
13、动的扩压器 导叶等。1、压缩机出口节流调节：这种调节方法是通过开大或关小压缩机出口阀门的开度实现的， 实际上也就是通过改变管网性能曲线实现工况点转移的。这种出口节 流法会带来节流损失，当调节量比较大时，阀门的这个附加损失也是 相当大的，特别是机器性能曲线比较陡，这种方法很不经济，而且喘 振线没改变，一般很少用。2、压缩机进口节流调节；这种调节是将调节阀门安装在进气管线上，通过改变阀门开度的 大小，就可以改变压缩机的性能曲线，从而达到调节目的。这种方法 实际上是通过改变实际压缩机进口压力而改变压缩机运行工况点的。 改变进气节流阀开度，可以相应地改变压缩机性能曲线位置，从而进 行调节。进口节流比出
14、口节流的经济性要好，因为节流后喘振流量向小流 量方向移动，使压缩机能在更小的流量下工作，扩大了稳定运行范围， 但采用进口节流阀能带来一定的截留损失，此外节流时要注意使阀门 后的气流保持均匀的流动，以免影响到压缩机的工作而降低效率。3、改变压缩机转速调节当压缩机的转速改变时其性能曲线也跟着改变，所以可用调节压 缩机转速的办法移动压缩机性能曲线改变工况，变转速调节并不引起 其他的附加损失，只是调节后新的工作点不一定是效率最高点，而是 效率有所降低，这种调节方法不要求机器中装备调节用的可动部件， 因此压缩机本身的结构可以简单，制造方便，加之目前大型压缩机大 都用蒸汽透平驱动，这样就可以很方便的满足转
15、速改变的要求。如果 在调节时需要增加转速，那么在设计时，就应预先考虑到这个因素， 在选择原动机应考虑到增速的余地，同时要注意到压缩机叶轮的强 度，止推轴承的负荷等因素以免增速时可能超过许可值而发生事故。4、采用可转动得进口导叶调节：这是一种改变叶轮前进口导叶的角度，使气流产色号那个预旋转 进而改变压缩机性能曲线的调节方法。这种进口导叶可绕本身的转轴 转动。当转动后使进口气流产生与叶轮旋转方向一致的旋绕，称为正 旋绕；当转动后使进口气流产生与叶轮旋转方向相反的旋绕，称为负 旋绕。当进口由正旋绕变到负旋绕时，整个压缩机性能曲线有向大流 量区移动的趋势，而且在同一流量上的能量头有明显地增加，能量头
16、曲线变得愈来愈平坦，喘振流量值有所增大。对强后弯叶轮的离心压 缩机，这种调节方法不理想，而通风机和轴流压缩机采用这种方法还 可以，采用这种方法，可转动导叶的形状要设计的好，叶片要有良好 的气动性能，这样就不会像进出口节流阀门那样产生较大的附加损 失，所以采用这种用调节方法有较好的经济性。5、采用可转动的扩压器叶片调节：这种方法是装设可转动的扩压器叶片，在流量变化时相应的改变 叶片扩压器进口几何角以适应改变了的工况的，避免在叶片扩压器种 首先产生严重的脱离而导致喘振，从而扩大了稳定工况范围。这种方 法的实质也是改变压缩机的性能曲线。此外还有压缩机放气调节方法，其实质是改变管网的性能曲线。 放气调节是把出口气体放空一部分或打循环到入口，这时对于后面来 讲，流量可以从很小直至很大，但其经济性最差，一般只
