氯氣離心式壓縮機性能曲線及調(diào)節(jié)方式

1、氯氣離心式壓縮機性能曲線及調(diào)節(jié)方式一、氯氣離心式壓縮機性能曲線1.壓縮機性能曲線的涵義氯氣離心式壓縮機的性能曲線又稱“特性曲線”（speciality curve）。它真實反映機組運行時工況的變化。因為即使在恒定的轉(zhuǎn)速情況下，壓縮機的容積流量不可能是個“定值”，這就是“透平式”壓縮機與“容積式”壓縮機所不同之處。壓縮機的容積流量是隨著氯氣管網(wǎng)中壓力（背壓或稱為管網(wǎng)端壓）的不同而改變，也是隨著機器效率、功率的變化而改變。為了真實反映機組運行中工況條件變動以后機組性能的變化情況，通常把機組在不同流量流通情況下，機組的排出壓力（或壓力升高比）、功率和壓縮機效率的變化關(guān)系用曲線形式直觀表現(xiàn)出來，這些曲

2、線就稱為機組或“級”的性能曲線。一般可以認為整臺機組的性能曲線決定于每一級的性能曲線。性能曲線的橫坐標通常用壓縮機的進口容積流量作參數(shù)（此舉是便于不同機組的等同比較）；而對應(yīng)的縱坐標則為機組的排氣壓力（絕對壓力）或者壓力升高比，這類“特性曲線”稱為“壓力曲線”。如果縱坐標采用壓縮機的軸功率的話，就稱為“功率曲線”；也可以是壓縮機或者各級的效率，就稱為“效率曲線”。每一條曲線都相應(yīng)于一個固定的轉(zhuǎn)速。有了這樣的性能曲線，就可以根據(jù)客戶的要求，選配相應(yīng)的壓縮機，并且可以選配電動機。在壓縮機的運行過程中，可以根據(jù)機組在管網(wǎng)的工況條件去分析機組的工作狀態(tài)，確認其在安全、高效區(qū)工作，是否達到壓縮機設(shè)計工況

3、的運行點。一般壓縮機的特性曲線是由制造機組的廠家依據(jù)試驗數(shù)據(jù)整理繪制。所提供的技術(shù)說明都提供這樣的特性曲線，以供使用時參考。2.壓縮機性能曲線的特點氯氣離心式壓縮機的性能曲線是多種類的，盡管有的壓縮機所標的銘牌參數(shù)相同，諸如：轉(zhuǎn)速、排出壓力、進機流量、軸功率等都相同；但是繪制出來的性能曲線卻有不同。下面把壓縮機性能曲線的特點分析一下。 決定性能曲線形狀的因素在看壓縮機性能曲線時，就會發(fā)現(xiàn)曲線的形狀各異，曲線的曲率半徑大小也不一樣，這究竟是什么道理呢？為此我們只能從壓縮機的多變能頭h p o l 與“進機流量”之間的關(guān)系分析起。多級壓縮機是由許多“級”組成的。每一級壓縮以后，氣流的壓力升高比并不

4、是很高。如果不計氣體重度變化的話，我們用計算壓縮液體的靜壓頭所需要的能量頭方式近似計算壓縮機的多變壓縮能頭。單位重量的氣體壓頭升高所需的能量：h p o l =（p K p j）/ 氣體的壓力升高比：= 1 +/ p j·h p o l由此可見，壓力升高比與流量的關(guān)系是和“多變能頭”與流量的關(guān)系相當?shù)?。對于“后彎式”葉輪的壓縮機來說，多變壓縮能頭h p o l與壓縮機的進氣流量呈一次方關(guān)系（葉輪的幾何尺寸和圓周速度都為常數(shù)），就是隨著氣體的流通量增大而下降的直線AB。但是它忽略了流動過程中的“流道”損失部分。實際上由于“流道”中的氣流摩擦、沖擊等流動損失存在，氣體所得的多變壓縮能頭還

5、需要從理論的壓縮能頭中減去這部分損失的能量。而氣體的流動損失和液體的流動損失一樣，都是和流量的平方成正比的，因此將理論能頭AB先減去流動損失成為AB，兩者之差就是流動損失值。另外，還要減去沖擊損失值（當然沖擊損失只有在設(shè)計工況條件時才是最小的，而當工況條件偏離設(shè)計工況時都要增加）；因此再從AB中減去沖擊損失h s h部分便得到AB曲線。（兩頭低、中間高的駝峰狀曲線）這就是h p o l與流量的關(guān)系曲線。而壓力升高比形狀與其差不多。所以上述原因也就決定了壓力升高比與流量間的關(guān)系。通過上述分析可以得出結(jié)論，決定壓縮機性能曲線的形狀主要因素是葉輪對氣體作功的特性和氣體流動過程中損失的特性。注：流量越

6、大，排除壓力越低，壓縮比越低。 轉(zhuǎn)速增加對性能曲線的影響上面已經(jīng)知道壓縮機性能曲線是由多變壓縮能頭h p o l（葉輪對氣體作功的特性）和流動過程損失的特性h h y d決定的，因此凡是影響到氣體流動過程損失的因素自然會影響到壓縮機的性能曲線。而壓縮機的轉(zhuǎn)速影響是最為明顯的。因為壓縮機的轉(zhuǎn)速變化直接影響到氣流的圓周速度。 u 2 = D 2 n / 60而理論壓縮能頭h t h 與圓周速度的平方成正比，也是與轉(zhuǎn)速的平方成正比。 h t h = u 2·u 22 / g當壓縮機轉(zhuǎn)速增加時，一方面機組的壓縮比（）及出口壓力（p K）將顯著增加；另一方面，使氣體流動的馬赫數(shù)M增加（這是氣流

7、速度增大所致），就會使氣體流動的損失增加，使得穩(wěn)定工況范圍縮??；在相同流量的變動范圍內(nèi)，流動損失增加得更多，為此性能曲線將變得“更陡”。從不同壓縮機轉(zhuǎn)速下性能曲線的示意圖中可以看出，當氣體流量大到某一數(shù)值之后，性能曲線甚至接近垂直形狀。這是因為轉(zhuǎn)速增大、氣流的馬赫數(shù)也已相當大；如果再稍微增加流量的話，就使馬赫數(shù)達到最大值，已經(jīng)是堵塞工況了，再增大流量已經(jīng)不可能了。注：1壓縮機轉(zhuǎn)速增加，機組的壓縮比（）及出口壓力（p K）將顯著增加，氣體流動的損失增加，穩(wěn)定工況范圍縮小。2氣體流量大到某一數(shù)值之后，性能曲線甚至接近垂直形狀。 “級數(shù)”對壓縮機性能曲線的影響在壓縮機的運行過程中，前一級的工況條件改

8、變總要引起下一級工況條件的更大程度的改變。譬如：前一級的進口容積流量增加了5 %，對于離心泵或者鼓風(fēng)機來說，該級的出口容積流量也增加相同的量。然而對于氯氣離心式壓縮機來說就不同了。因為隨著氣體流量的增加，級的出口壓力要低于原來值，會引起出口氣體的重度減少，使得該級出口的氣體容積流量或稱進入下一級的氣體容積流量增加幅度遠大于5 %。由此就會引起下一級工況發(fā)生更大的變化，使得沖擊損失和流動損失增加更多些。對于多級的離心式壓縮機來說，它的各級特性曲線相似，如果串接以后；整臺機組的特性曲線顯然要比單級的特性曲線顯得“更陡”一些。在壓縮機轉(zhuǎn)速越高的情況下，每一級的壓力升高比也越高；那么前一級的工況條件的

9、變化引起下一級工況條件的變化程度越大，使得損失增加更多，這樣的話，性能曲線更為陡。注：流量變化時，下一級流量增加要比前一級流量大。 最大流量和最小流量的限制一般氯氣離心式壓縮機的管網(wǎng)設(shè)置中包括機組的出口閥C（去分配臺）、排氣閥A（去除害塔）以及機組回流閥B（去機組進口）。如果打開排氣閥門A的話，使管網(wǎng)中的阻力大為減少；機組的排氣量增加，排氣壓力（主機出口排出壓力）降低。當排氣流量增加到一定程度時，排氣壓力下降非?？?，性能曲線幾乎是垂直下降。有兩種情況要關(guān)注的：由于在壓縮機的“流道”某個截面處，氣流速度相當高；首先達到音速。此時的氣體流量已經(jīng)達到臨界流量（w = a），氣流的馬赫數(shù)M = 1，再

10、降低管網(wǎng)中的氣流壓力已經(jīng)不能使流量再增加了。從而氣流的流量也已經(jīng)達到了最大值Q m a x，這時再增加流量已經(jīng)成為不可能，就是所謂的堵塞工況。于是排氣壓力下降很快，表現(xiàn)在性能曲線圖上曲線呈直線下降趨勢。另外，雖然氣流速度未達到音速的話；但是由于進氣流量增加，流動損失和沖擊損失增加很快；使得壓縮機所消耗的功全部用于克服損失，幾乎沒有能力提高氣體的壓力，因此再增加流量亦是不可能了。如果壓縮機的轉(zhuǎn)速越高，那么偏離設(shè)計工況使損失增加越快，因此達到最大流量的可能性越大，造成性能曲線越發(fā)陡峭。實際上壓縮機的特性曲線是受到了最大流量的限制。如果“關(guān)小”或關(guān)閉排氣閥A去增加管網(wǎng)阻力的話，壓縮機的排氣量就會減少

11、，排氣壓力相應(yīng)有所增加。但是當排氣量減少到一定程度時，排氣壓力就會出現(xiàn)波動；使得進壓縮機的氣體流量也大幅度波動，機組進入了“喘振”工況。一旦發(fā)生“喘振”，壓縮機就出現(xiàn)最小流量（這就是“喘振”工況下的排氣量）。主機受到最小流量的限制，如果主機轉(zhuǎn)速提高，特性曲線就向增大流量方向移動，所以最小流量極限也向增大流量方向移動。由此可見，壓縮機有最大流量和最小流量的限制，再加上轉(zhuǎn)速的限制就構(gòu)成了離心式壓縮機的穩(wěn)定工作范圍。這個范圍越大，說明壓縮機的特性越好。二、性能曲線的影響因素氯氣離心式壓縮機組運行的正常與否，是依據(jù)一系列狀態(tài)參數(shù)、依據(jù)變動工況下的性能曲線，去作出準確的判斷，以便確定壓縮機的運行工況是否

12、處于最佳狀態(tài)。當然對于輸送介質(zhì)是有毒的重氣體氯氣，更要掌握性能曲線中工作點的隨機變化，以便隨時進行運行參數(shù)的調(diào)整。掌握影響機組性能曲線的參數(shù)變化因素，就是要了解這些參數(shù)與運行介質(zhì)有關(guān)的分子量、絕熱系數(shù)、多變系數(shù)；與運行條件有關(guān)的進氣壓力、進氣溫度、主機轉(zhuǎn)速等。下面著重分析進氣溫度、進氣壓力、分子量、絕熱系數(shù)等參數(shù)對性能曲線的影響。在作具體分析時，首先確定轉(zhuǎn)速和容積流量為定值（constant），這樣的話葉輪對氣體作功也為定值。此外忽略效率的變化，這樣葉輪產(chǎn)生的多變能量頭也就不會改變。分析參數(shù)對性能c曲線的影響，就是要分析這些參數(shù)對重量流量、壓力升高比、排氣壓力和功率的影響。1.離心式壓縮機進氣

13、溫度的影響 在容積流量不變的情況下，壓縮機進氣溫度的變化將影響主機的重量流量。一般說來，在主機進氣壓力不變時，要是進氣溫度“降低”的話，那么氣體的“重度”就會增加；在相同的容積流量流通情況下，氣流的重量流量就要增加。同樣道理，如果進氣溫度“升高”的話，就會使氣流的重量流量減少。由此可見，進氣溫度的變化會使氣體的“重度”也發(fā)生變化，使得輸送氣量發(fā)生相應(yīng)的變化。氣流的重量流量與溫度成反比，用數(shù)學(xué)式表示為： G/ G = T J / T J or G T J = GT J式中的G、G分別為變化前后的氣體重量流量；T J、T J分別為變化前后的進氣溫度。在實際運行中，進氣溫度升高，會使機組的回流量減少

14、，機組的輸送氣量有所降低。尤其在夏季，進氣溫度較高的話，在同樣的電解直流載荷情況下，機組運行中的回流量遠少于冬季。如果機組的運轉(zhuǎn)盈余量少的話，一旦進氣溫度升高，也會出現(xiàn)透平壓縮機組“抽拉不動”電解槽產(chǎn)出的氯氣；被迫降低電解槽直流電載荷的情況發(fā)生。但是在冬季，這種情況就極少發(fā)生。由此可見，嚴格地控制進氣溫度是十分重要的。需要強化中間冷卻，以確保各級的進氣溫度正常。有的氯堿企業(yè)采取中間冷卻器使用冷凍水進行冷卻，那么機組的生產(chǎn)能力將會得到進一步的強化。注：進氣溫度高，壓縮機流量?。挥程燧x重點關(guān)注泡罩塔出口氯氣溫度。2025 進氣溫度影響主機的排出壓力。一般說來，要是機組的進氣溫度“降低”的話，壓縮機

15、對氣體作功所需要的多變能頭就將減少；這一點可以從多變能頭的計算式中看出來。 h p o l = m /（m 1）RT J（m 1）/ m 1）上面計算式中，“多變壓縮能頭”與“進氣溫度”成正比關(guān)系。在壓縮機葉輪轉(zhuǎn)速和容積流量不變的情況下，對氣體所作的“功”是相同的；這樣的話，壓縮氣體的壓力比就會增加。在進氣壓力相同的情況下，排氣壓力也會增加。同樣道理，要是進氣溫度升高的話，會使排氣壓力降低。實際運行中，由于氯氣的進氣溫度較高，造成排出壓力降低；但是電解槽氯氣的“抽拉”卻是相當?shù)睦щy，夏季出現(xiàn)這種情況是屢見不鮮的。注：進氣溫度高，壓縮機排氣壓力減低。 進氣溫度影響主機軸功率。一般說來，進氣溫度升

16、高會使主機輸送氣量（重量流量）降低，而壓縮機的軸功率為： N p o l = G·h p o l / 102·p o l 由計算式可知，在轉(zhuǎn)速不變的情況下，壓縮機軸功率是與重量流量成正比，因此進氣溫度升高可以使主機的軸功率下降，同時使葉輪對氣體所作的“功”也將減少。同樣主機的軸功率是與“進氣溫度”成反比，用數(shù)學(xué)表達式： N p o l·T J = N p o l·T J式中的N p o l、N p o l分別為變化前后的壓縮機軸功率；T J、T J分別為變化前后的進氣溫度。當然隨著進氣溫度的上升，機組的排出壓力也隨著下降。2.離心式壓縮機進氣壓力的影響壓

17、縮機的進氣壓力是影響機組性能曲線的重要參數(shù)。在進氣溫度不變的情況下，將會影響到進氣的重度。一般來說，進氣壓力增加，那么氣相重度增加，這是依據(jù)氣體方程式得到的。 PV = n RT or P = GRT / VM = RT / M式中：P 氣體壓力，V 氣體的容積，G 氣體的重量，R 氣體常數(shù)，T 氣體溫度，M 氣體分子量， 氣體重度。在容積流量不變的情況下，壓縮機進氣壓力與重量流量成正比。 G/ G = P J/ P J此外，由于進氣壓力并不影響壓縮氣體所需要的能量頭以及葉輪對氣體所作功需要的能量頭，因此氣體的壓力升高比不會改變，可見機組的“排氣壓力”與“進氣壓力”也成正比。 P J/ P J

18、 = P c/ P c壓縮機的軸功率因為重量流量與“進氣壓力”成正比，也與“進氣壓力”成正比。 N p o l/ N p o l = P J/ P J在實際的運行過程中，壓縮機的“進氣壓力”對機組運行的影響很大。一般的“進氣壓力”是負壓，而負壓不能太高。要是“進氣負壓”太高的話，壓縮機的輸送氣量將會下降（重量流量）；此外，機組的“排出壓力”也不會太高，葉輪作功也不多。壓縮機的進口“負壓”太高，首先要想到從電解槽出口的陽極氯氣總管至離心式壓縮機的進口段的阻力太大（或有堵塞的可能，要么鈦冷卻器氯水結(jié)冰、要么硫酸除霧器濾網(wǎng)堵塞等）。在排除故障之后，仍然顯得“負壓”過高，只能在“負壓段”增設(shè)“鈦制的鼓

19、風(fēng)機”來增加壓力，促使離心式壓縮機的壓力上升，來實現(xiàn)提高輸送能力、增加主機出口壓力的目的。注：進氣壓力不影響壓縮比，進氣壓力越高，排氣壓力越高，壓縮機輸送氯氣流量越高，電機軸功率越大。進氣太低的話，壓縮機的輸送氣量將會下降（重量流量）。3.輸送介質(zhì)性質(zhì)變化的影響對于輸送介質(zhì)性質(zhì)的變化，僅兩個主要參數(shù)有關(guān)。即氣體分子量與比熱比（絕熱系數(shù)）。對氯氣離心式壓縮機來說，在運行過程中，輸送介質(zhì)就會出現(xiàn)空氣、淡氯氣、濃氯氣等介質(zhì)的變化，因此也要予以重視的。 分子量的影響首先，在容積流量一定的情況下，氣體的分子量（介質(zhì)）越大，氣體的重度也越大（稱為重氣體）。因此重量流量越大。重量流量與分子量成正比。 G/

20、G = M/ M式中的G、G分別表示變化前后的重量流量，M、M分別表示變化前后的分子量。這就讓我們聯(lián)想到氯氣離心式壓縮機組與電解槽同步開車時，機內(nèi)主要輸送介質(zhì)是空氣，隨著電解通電開車，機內(nèi)的輸送介質(zhì)成為較淡的氯氣和較濃的氯氣。與空氣相比，氯氣要比空氣重2.5倍。其次，隨著氣體分子量的增加，介質(zhì)就越容易受到壓縮，壓縮氣體所需要的能量可以少一些。在壓縮機轉(zhuǎn)速不變和氣體容積流量不變的前提下，葉輪作功所產(chǎn)生的能量頭顯然也是不變的，因此分子量大一些的氣體，重度也大。要想使氣體的壓力升高比增加的話，必須使機組的排出壓力在進氣壓力一定的前提下也大幅度增加。還是用空氣與氯氣來比較，在同樣的容積流量的情況下，前

21、者排出壓力為0.1MPa，而后者的排出壓力就為0.35 M pa。最后，就是氣體分子量越大，它的重量流量也越大。軸功率與重量流量成正比， N p o l/ N p o l = G/ G = M/ M在實際的運行中我們就會發(fā)現(xiàn)：機組在空氣狀態(tài)下運轉(zhuǎn)時，主機的電流指示比較低，所消耗的功率也較少；在氯氣狀態(tài)下運轉(zhuǎn)時，主機的電流指示就高，所消耗的功率也相應(yīng)增大，緣由就在于此。 比熱比的影響比熱比K是等壓比熱C p與“等容比熱”C V 之比，又稱為絕熱指數(shù)（adiabatic index）。它對重量流量并沒有太多的影響，但是它對壓縮比有些影響。 h p o l = K /（K 1）·RT J（

22、K 1）/ Kp o l 1）從多變壓縮能頭的計算式可以看到，在壓縮能頭、進氣溫度不變的情況下，壓縮比與絕熱指數(shù)K有一定的影響關(guān)系。但是總體上絕熱指數(shù)的變化是不太大的，對壓縮比的影響也不是很大；那么對功率的影響也就很小了。綜上所述，分析了幾個主要參數(shù)在轉(zhuǎn)速、容積流量相同的情況下，離心式壓縮機的重量流量與“進氣壓力”、輸送介質(zhì)的分子量成正比；與“進氣溫度”成反比。壓縮機的排出壓力與“進氣壓力”成正比；排出壓力隨著“進氣溫度”的降低、氣體分子量的增加而增加。壓縮機的功率與“進氣溫度”成反比，隨著“進氣壓力”、氣體分子量增加而增加（成正比關(guān)系）。以上這些參數(shù)間的變化關(guān)系在日常操作運行中必須了解掌握。

23、由于壓縮機特性曲線的任何變化，在一定運行工況條件下還可能出現(xiàn)“喘振”。所以希望壓縮機運行過程中盡可能保持壓力不變，氣體的容積流量可以改變。如果“進氣溫度”升高比較多的話，或者輸送介質(zhì)分子量減少很多的話（壓縮機內(nèi)抽入空氣），就有可能使壓縮機處于“喘振”工況條件之下運行（從性能曲線上看，壓縮機處于喘振區(qū)域之內(nèi)）。從分子量變化對性能曲線的影響圖中可以看出，氣體分子量M = 71（氯氣）時，工作點處于性能曲線較為平坦的區(qū)域。但是分子量減少到M = 29（空氣）時，要是主機保持出口壓力不變的話，工作點就處于性能曲線較為陡峭的“喘振區(qū)域”了。同樣氣體的溫度升高也會帶來使壓縮機處于“喘振工況”的條件。一般對

24、輸送介質(zhì)的分子量波動范圍作出規(guī)定，不能超過6 10 %。4.“進氣狀態(tài)”變化和氣體性質(zhì)變化時性能曲線的換算上面已經(jīng)簡單分析了氯氣離心式壓縮機的“進氣條件”、氣體性質(zhì)變化對性能曲線的影響。那么如何根據(jù)這些條件變化對主機性能曲線的影響來估算性能曲線呢？在第一臺氯氣離心式壓縮機組投入運行，取代了“液環(huán)式壓縮機”（納氏泵）之初，現(xiàn)場校核壓縮機性能。由于現(xiàn)場的工況條件（進氣狀態(tài)、氣體性質(zhì)等）與機組在出廠試驗時有所不同；就是說，在相同的壓縮機轉(zhuǎn)速和容積流量條件下，壓縮機的排出壓力不同。必須適當?shù)刈兏鼔嚎s機的轉(zhuǎn)速和容積流量。如何來改變呢？一個先決條件是要求壓縮機保持工作條件相似，希望氣體在主機“流道”流動與

25、各類損失也相似，實際上是氣體流動速度三角形相似（影響各種流動等損失的主要參數(shù)馬赫數(shù)一樣）。如圖所示，OAB是相應(yīng)于“進氣溫度”T1的葉輪進口速度三角形，此時壓縮機的轉(zhuǎn)速是常數(shù)；如果“進氣溫度”改變（如降低）為T1，要保持容積流量也為常數(shù)，當然要保持著相似的速度三角形。這樣就滿足了第一個條件（主機流道流動狀態(tài)相似）。但是未必能保持壓縮機的損失情況相同，無法滿足第二個條件（各類損失相似）。究竟是什么原因呢？因為氣體的馬赫數(shù)M不同。馬赫數(shù)是表征輸送介質(zhì)可壓縮性能的一個準數(shù)。它是氣流速度C與該速度所在點氣體溫度下的音速a之比（M = C / a）。音速只與氣體的溫度有關(guān)，與氣體的壓力沒有關(guān)系的參數(shù)。溫

26、度提高時會使音速變大，對于不同氣體來說，絕熱指數(shù)K和氣體常數(shù)R是不同的，因此音速也不同。而氣體常數(shù)R = 848 / ，分子量大的氣體（如氯氣）音速也小，因為R =（K g RT）0.5。由此可見，氣體性質(zhì)參數(shù)K、R的任何變化以及“進氣溫度”的任何變化，都會使音速發(fā)生變化。即使氣流速度不變，氣流的馬赫數(shù)也會發(fā)生變化。音速大，氣流的馬赫數(shù)減??；音速小，氣流的馬赫數(shù)增大。一般來說，氣流的馬赫數(shù)大于1，氣流就是超音速氣流；馬赫數(shù)小于1。氣流就是亞音速氣流。氣流馬赫數(shù)的變化使得氣體在流動過程中損失情況發(fā)生變化。為了同時滿足上面所述的兩個條件，只有依據(jù)工況條件的變化而使容積流量和圓周速度同時發(fā)生變化。這

27、樣做既能滿足馬赫數(shù)不變，又能滿足速度三角形的相似。例如：“進氣溫度”降低至T1，音速就會減少，成為a=（K g RT）0.5為了保持氣流的馬赫數(shù)不變，相應(yīng)的氣流速度也必須減少，應(yīng)按照音速減少的倍數(shù)相應(yīng)減少。a / a=（T / T）0.5；u 1/ u 1 = c1/ c 1 =（T/ T）0.5or：h p o l/ h p o l = Q/ Q =（T/ T）0.5綜上所述，可以得出：h p o l= h p o l·（T/ T）0.5，or Q= Q（T/ T）0.5 其他，如氣體性質(zhì)的變化也和溫度變化一樣，要使轉(zhuǎn)速和容積流量也作出相應(yīng)的變動。這就意味著可以將原有特性的參數(shù)乘以

28、相應(yīng)的比例系數(shù)就可以換成適應(yīng)新的情況。具體的換算方式是： 對應(yīng)于原性能曲線上的數(shù)值（在P1、T1、R的情況下），容積流量為Q、主機轉(zhuǎn)速為n的話，換算到所求的性能曲線數(shù)值為（RT/ R T）0.5； 對應(yīng)于原性能曲線上的數(shù)值（在P1、T1、R的情況下），重量流量為G的話，換算到所求的性能曲線數(shù)值為P/ P（R T / RT）0.5； 對應(yīng)于原性能曲線上的數(shù)值（在P1、T1、R的情況下），排出壓力為P C的話，換算到所求的性能曲線數(shù)值為P/ P； 對應(yīng)于原性能曲線上的數(shù)值（在P1、T1、R的情況下），壓縮機軸功率為N K的話，換算到所求的性能曲線數(shù)值為P/ P（RT/ R T）0.5； 對應(yīng)于原性

29、能曲線上的數(shù)值（在P1、T1、R的情況下），壓縮比與多變效率之積為p o l的話，換算到所求的性能曲線數(shù)值為1.0。以上的換算方法中沒有反映出氣體比熱比（絕熱指數(shù)K），因為在運行過程中雖然會有一些變化，但是絕熱指數(shù)的變化并不大，因此可以不予考慮。如果輸送介質(zhì)完全不同的話，原則上破壞了相似條件；要做近似估算，也可以和“進氣溫度”、氣體常數(shù)等一般處理。至于不同轉(zhuǎn)速情況下的性能曲線換算在實際操作運行中意義不是很大，因為目前國內(nèi)的氯氣離心式壓縮機不管是進口機組還是國產(chǎn)機組，原動機的功率與轉(zhuǎn)速基本在運行過程中沒有什么變化。因此舉個實例來說明一下：已知：氯氣離心式壓縮機組的其中一段性能曲線（100 %），

30、轉(zhuǎn)速為10410 rpm，三點A、B、C的有關(guān)參數(shù)為（進氣流量、壓力升高比以及壓縮機軸功率）如下所示：項目ABC進氣容積Qj（ m3 / h r）370040004200壓力升高比1.671.551.50壓縮機軸功率N（ K w）300310320請計算95 %轉(zhuǎn)速時相應(yīng)的參數(shù)。解：取絕熱指數(shù)K = 1.322，多變效率p o l = 0.75；因此 m /（m 1）= k /（k 1）p o l = 1.322×0.75 / 0.322 = 3.1；（m 1）/ m = 0.32；其他計算列入下表：項目ABC備注進氣容積Qj（ m3 / h r）351538003990Q= Q&#

31、183;n/ n（m 1）/ m - 10.180.150.14（m 1）/ m - 10.160.140.13壓力升高比1.581.51.47軸功率N（K w）257266274三、氯氣離心式壓縮機調(diào)節(jié)方式1.氯氣離心式壓縮機和管路的聯(lián)合運行氯氣離心式壓縮機組的工作點是與壓縮機所在管路系統(tǒng)的特性曲線密切相關(guān)的。所謂的管路特性曲線就是當管路工況條件固定時（如：氯氣用戶都能正常運行，使管路中的氯氣壓力、流量等處于均衡狀態(tài)），氣體流過管路所需要的能量頭（h t u b）與管路流量（Q J）之間的關(guān)系曲線。在分析管路特性曲線時，假設(shè)所有管路都處于壓縮機出口（不計壓縮機段間的管道，主機出口與整個氯氣管

32、網(wǎng)相通連）。這樣壓縮機的進氣條件（進氣溫度與進氣壓力）將不隨工況條件的變化而變化，管路所需的能頭（h t u b）可以用“管端壓力”（Pe）的大小來反映，因此管路特性曲線可以用Pe - Q J來表示。1）壓縮機正常工作時的工作點和氣體流量 管路特性曲線（pipeline characteristic curve）一般氯氣離心式壓縮機組是與出口的氯氣管網(wǎng)相串聯(lián)的，在正常工作狀態(tài)時，流過壓縮機的氣體容積流量必然等于流過管網(wǎng)的氣體容積流量。即：壓縮機輸送氣量G C = 管網(wǎng)氣體流量G t u b；同樣，壓縮機的排出壓力也應(yīng)該與管網(wǎng)的“端壓”相等。也就是：壓縮機排出氯氣壓力P C = 管網(wǎng)“端壓” P

33、E。我們知道管路特性曲線實質(zhì)上是一條二次曲線。在管網(wǎng)氯氣壓力十分穩(wěn)定的情況下，氯氣管網(wǎng)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。管網(wǎng)中的阻力系數(shù)、管網(wǎng)中某一處的截面積、某一處的壓力都是定值?！肮芏恕钡穆葰鉁囟纫部梢钥醋鞫ㄖ担c主機的排出溫度相同。對于局部管路的特性曲線來講是一條約45°向右上方舒展延伸的曲線。如果管網(wǎng)中的工作狀態(tài)出現(xiàn)變化的話，管路的局部阻力系數(shù)就會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致管路的特性曲線的斜率也發(fā)生變化。在用戶的使用氯氣量放大（用戶的氯氣進口閥門開大）時，管路中的局部阻力系數(shù)減小，管路特性曲線的斜率也相應(yīng)減小，使得特性曲線伸展的角度（與橫坐標流量相交的角度）變小，因此曲線顯得平緩舒展。相反，用戶的使

34、用氯氣量減?。ㄓ脩舻穆葰膺M口閥門關(guān)小或關(guān)閉）時，使得管網(wǎng)中的氯氣流量失去了平衡；管路中的阻力系數(shù)增大，管網(wǎng)中氯氣“端壓”增高，管路特性曲線的斜率相應(yīng)增大，使得特性曲線伸展的角度增大，曲線顯得陡峭。由此可見，管路特性曲線是反映管網(wǎng)阻力損失為主的特性方程曲線。曲線所處的位置變動很直觀的反映出管網(wǎng)中氯氣“端壓”的高低，管路阻力損失的大小。 離心式壓縮機穩(wěn)定工作條件我們知道，氯氣離心式壓縮機組在運作時；要是管網(wǎng)的“端壓”（或稱為“背壓”back pressure）大于機組的排出壓力（PE P C）時，壓縮機中的氣流被減速（機內(nèi)氯氣流遇上高于自己的壓力，只能減速流動）。由主機的性能曲線可知，壓縮機輸送氣

35、量的減少就會直接導(dǎo)致壓縮機排出壓力的升高。等到主機的排出氯氣壓力增高到等于“背壓”時，壓縮機的輸送氣量就不會再減少，而是以對應(yīng)于該排出壓力下的氯氣流量穩(wěn)定地流出壓縮機進入管網(wǎng)。要是管網(wǎng)中“背壓”小于壓縮機出口的排出壓力時，壓縮機出口的氣流會加速，導(dǎo)致通過壓縮機的氯氣流量增大。那么隨著氯氣流量的增大就直接導(dǎo)致壓縮機出口的排出壓力下降。等到主機的排出壓力與管網(wǎng)中“背壓”相等時，壓縮機的輸送氣量又穩(wěn)定了下來。由此可見，氯氣離心式壓縮機的穩(wěn)定工作條件之一就是壓縮機的出口的排出氣體壓力要等于管網(wǎng)中的氯氣“背壓”。 設(shè)計的壓縮機工作點和氣量氯氣離心式壓縮機在一定的運行轉(zhuǎn)速（n = constant）及進氣

36、條件（T J = constant and P J = constant）下工作時，壓縮機的運行工作點只能在性能曲線上（P C Q J）。對于管路來講，在管網(wǎng)的運行情況一定時，經(jīng)過管路的氣體流量（Q J）與所需的管網(wǎng)“端壓”（P E）之間的關(guān)系也應(yīng)該符合管路特性曲線（P E - Q J）的關(guān)系。既然氯氣離心式壓縮機要在一定的管路中工作，它的工作點必須既要在壓縮機性能曲線上，又要在管路的特性曲線上。這樣的話一臺壓縮機的工作點W是處于壓縮機的性能曲線與管路特性曲線的交會處。這時的運行氣量為Q w ；而運行壓力P c w = P e w 。氯氣離心式壓縮機在管路中的工作點當壓縮機在管路中運行時，工作

37、點就是圖中的W。一旦壓縮機運行時偏離了工作點，那么壓縮機就會繼續(xù)運行，使得工作點回到原來的W點。例如：壓縮機因為某種原因使得壓縮機處于B點下運行，那么壓縮機的排出壓力從P w上升至P c B，而輸出氣量由Q w 降低到Q B 。這時管路的“端壓”不會立刻下降，這是因為氣體的可壓縮性造成，而是要有一段滯后的時間，才會使工作點壓力P w漸漸降到與Q B對應(yīng)的P e B 。即使管網(wǎng)“端壓”不下跌，從圖中也能看出壓縮機性能曲線對應(yīng)于Q B氣量時的機組排出壓力也大于B工作點的管網(wǎng)壓力。這時壓縮機的氣量增加，同時使機出口的排出壓力下降；當機內(nèi)氣量增加到使機器的排出壓力與管網(wǎng)的“端壓”相等時才會穩(wěn)定下來，這

38、時機組排出壓力與管網(wǎng)“背壓”相等的工況條件正好是工作點W點所對應(yīng)的工作條件。同樣我們可以證明，要是工作點偏離到了A點，使得壓縮機的輸送氣量大于原正常工作點的氣量，壓縮機也會自動通過減少輸送氣量來提升輸出壓力，再次使得壓縮機的輸出壓力與管網(wǎng)的“端壓”相等，使得工作點回到W點。2）氯氣離心式壓縮機氣量的調(diào)節(jié)氯氣離心式壓縮機在運行中經(jīng)常需要進行氣量的調(diào)節(jié)，以適應(yīng)各種不同輸送氣量工況條件下的不同要求，使得壓縮機運行維持正常狀態(tài)。這種特定的不同要求是要機組采取相應(yīng)的措施去適應(yīng)，這就是壓縮機調(diào)節(jié)的任務(wù)。大致可以分為三類： 要求壓縮機輸出氣體壓力保持不變（調(diào)節(jié)壓力）要求壓縮機的輸出壓力保持不變（P C =

39、constant）是確保壓縮機正常穩(wěn)定運行的先決條件。因為壓縮機的出口管網(wǎng)一旦“端壓”升高的話，使得機組的排出壓力小于“背壓”；不得不減少輸出氣量，使得機組進入“喘振工況”區(qū)域（以后章節(jié)中會作介紹）。使得機組運行的不安全因素增加，要求壓縮機輸出氣體壓力保持不變，及時調(diào)節(jié)壓力不失為相當明智的舉措。常見的調(diào)節(jié)方式是在壓縮機的出口兩位閥門（通往氯氣用戶管網(wǎng)）之前，安裝一個自動通向事故氯氣處理裝置（又稱為“除害塔”）的調(diào)節(jié)閥門；并且設(shè)置一個限定的壓力值（這個壓力實際上就是機組所能承受的最高排出壓力，也就是確保機組不進入喘振區(qū)域的最低壓力）和高壓力報警裝置。一旦機組出口的管網(wǎng)“端壓”達到這個壓力限定值就

40、報警；超過的話，該自控閥門自動開啟一定的開啟度，使超壓的氯氣迅速排向“除害塔”處理掉。當管網(wǎng)氯氣壓力低于這個壓力限定值就自動關(guān)閉。這種做法在國外以及國外引進機組都會有這樣的壓力調(diào)節(jié)方式。如日本國荏原制作所的三段氯氣離心式壓縮機組，它就采用保持壓縮機出口壓力恒定在0.37Mpa（G）的壓力調(diào)節(jié)方式（用自控報警連鎖動作控制著氯氣管網(wǎng)的壓力。一般來講，國外機組的運行效率比較高，機組的性能曲線要求壓縮機出口的排出壓力都比較高。從性能曲線上看，曲線比較陡峭，穩(wěn)定工況的區(qū)域范圍都比較窄。上面的三段壓縮氯氣透平機組，正常排出壓力為0.37 Mpa（G），如果壓力上升到0.4 Mpa（G）的話，機組就進入了“

41、喘振工況”區(qū)域。這樣的機組操作彈性是很小的，因此嚴格控制機組的出口排出壓力、使其保持恒定是勢在必行的，這一套調(diào)節(jié)壓力的自控裝置是不能沒有的。 要求壓縮機輸送氣體流量保持不變（調(diào)節(jié)流量）對于大容量、中低排出壓力的氯氣透平壓縮機來說，在額定的與電解槽聯(lián)產(chǎn)氯氣能力相匹配的情況下，壓縮機輸送氣量越多，機組的運行越是穩(wěn)定。但是電解槽的載荷不是滿負荷的，各種因素制約著電解槽載荷的發(fā)揮。既然這樣，與之相配套的氯氣透平壓縮機組自然也有不同氯氣輸送流量的輸送問題。要適應(yīng)各種不同載荷條件下的氣量輸送條件，又要保持壓縮機輸送氣體流量不變，實施流量調(diào)節(jié)是個通用常見的做法。當然對于離心式壓縮機來說進行流量的調(diào)節(jié)會損失級

42、效率，多消耗壓縮功，是個不經(jīng)濟的做法，這也是十分無奈的。因為回流氣量將會使氯氣的進氣溫度升高，這樣不僅影響排氣溫度和流量，還會影響軸功率。常見的流量調(diào)節(jié)方式是再壓縮機的出口安裝一個流量計，同時增設(shè)一根回流管（可以回流到壓縮機的進口或者回流到氯氣處理的某個塔器之前），回流管上設(shè)置一個自控閥門與機組出口的流量計聯(lián)鎖。一般是按照特定的氯氣流量設(shè)定來調(diào)節(jié)機組回流氣量。一般還得考慮增設(shè)回流冷凝器，以降低進機的氣體溫度。（當然回流到氯氣洗滌塔進口的話，就可以不用再增設(shè)回流冷凝器） 要求壓縮機輸送氣體的壓力與流量按照一定的規(guī)律改變（又稱為比例調(diào)節(jié)）要求壓縮機的輸送氣體壓力與流量按照一定的比例進行調(diào)節(jié)在國內(nèi)并不多見，而在國外較為普遍，一般調(diào)節(jié)是用DCS計算機集散控制系統(tǒng)進行連鎖控制與調(diào)節(jié)。依據(jù)是壓縮機的性能曲線中氣體壓力與輸送流量的關(guān)系進行自動跟蹤、調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)方式可以克服單一的調(diào)節(jié)某一參數(shù)帶來的缺陷。諸如單一的壓力調(diào)節(jié)，往除害塔排氣，使得資源存在嚴重的浪費；而單一調(diào)節(jié)流量，將出口的氣流進行