氣體壓縮及輸送設(shè)備

1、設(shè)備基礎(chǔ)知識 第二章 氣體壓縮及輸送設(shè)備第二章 氣體壓縮及輸送設(shè)備第一節(jié) 壓縮機的分類與應(yīng)用在石油化工裝置中廣泛地使用氣體壓縮機來輸送氣體和提高氣體的壓力。壓縮機種類繁多，按其工作原理可分為速度式和容積式兩大類。如圖.1所示。圖2.1 壓縮機的分類速度式（也稱透平式）壓縮機是依靠高速旋轉(zhuǎn)的工作葉輪，將機械能傳遞給氣體介質(zhì)，并轉(zhuǎn)化成氣體的壓力能。容積式壓縮機依靠容積的周期性變化來實現(xiàn)氣體的增壓和輸送。根據(jù)用途進行分類，如氫氣壓縮機，空氣壓縮機，裂解氣壓縮機，乙烯壓縮機等。按出口壓力pd又可分為：通風機，pd0.0142MPa；鼓風機，0.0142MPapd0.245MPa；壓縮機，pd0.245

2、MPa。壓縮機由于在原理和結(jié)構(gòu)上的差別，使得在性能特點方面各有不同，各類壓縮機的適用范圍如圖2.2所示。 圖2.2 各類壓縮機的適用范圍第二節(jié) 離心式壓縮機一、概述1. 離心式壓縮機的應(yīng)用在現(xiàn)代大型石油化工裝置中，除了個別需要超高壓、小流量的場合外，離心式壓縮機已基本取代了活塞式壓縮機，成為壓縮和輸送各種氣體的關(guān)鍵設(shè)備，占有極其重要的地位。如在化肥廠使用的離心式氮氫氣壓縮機、二氧化碳壓縮機，石油化工廠使用的離心式石油氣壓縮機、乙烯壓縮機，煉油廠使用的離心式空氣壓縮機、烴類氣體壓縮機，以及制冷用的氨氣壓縮機等。實踐證明，在大型化生產(chǎn)中采用離心式壓縮機具有以下幾方面優(yōu)點：（1）排氣量大，結(jié)構(gòu)緊湊，

3、機組尺寸小，重量輕，占地面積小。（2）運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，易損件少，連續(xù)運轉(zhuǎn)時間長，機器利用率高，操作維修費用低。 （3）可以做到絕對無油的壓縮過程，對于不允許氣體帶油的某些工藝過程具有重要意義。（4）機器轉(zhuǎn)速高，適宜采用工業(yè)汽輪機或燃汽輪機直接驅(qū)動，使生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的蒸汽、煙氣的副產(chǎn)品得以利用，降低產(chǎn)品成本。離心式壓縮機存在的缺點表現(xiàn)在以下幾方面：（1）目前還不適用于氣量太小及壓比過高的場合。（2）氣量調(diào)節(jié)的經(jīng)濟性較差，工作流量偏離設(shè)計流量時，效率下降幅度較大。（3）離心式壓縮機效率一般仍低于活塞式壓縮機。我國在五十年代已能制造離心式壓縮機，從七十年代初開始又以石油化工廠，大型化肥廠為主，引進了一

4、系列高性能的中、高壓力的離心式壓縮機，取得了豐富的使用經(jīng)驗，并在對引進技術(shù)進行消化、吸收的基礎(chǔ)上大大增強了自己的研究、設(shè)計和制造能力。2. 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。表2.1 離心式壓縮機的分類分類方法類型名稱結(jié)構(gòu)特點或用途按照機殼數(shù)目分 單缸型 只有一個機殼 多缸型 具有二個以上機殼按照氣體在壓縮過程中的冷卻次數(shù)分 單段型 氣體在壓縮過程中不進行冷卻 多段型 氣體在壓縮過程中至少冷卻一次 等溫型 氣體在壓縮過程中每次都進行冷卻按照機殼的剖分方式分 水平剖分型 機殼被水平剖分為上下兩半 筒型 機殼為垂直剖分的圓筒二、離心壓縮機的工作原理

5、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，并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)通過彎道、回流器來實現(xiàn)。這就是離心式壓縮機的工作原理。離心壓縮機的結(jié)構(gòu)和工作原理與離心泵相似，都是依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉片推動流體流動，從而增加流

6、體的動能和壓力能。但是離心壓縮機壓縮的是氣體介質(zhì)，其介質(zhì)密度小，所產(chǎn)生的離心力小，因而依靠離心力作功獲得的能量較少。為使氣體獲得更多的能量以提高氣體的壓力，離心式壓縮機都采用很高的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速往往高達每分鐘近萬轉(zhuǎn)或每分鐘一萬轉(zhuǎn)以上。轉(zhuǎn)速越高，壓縮機流通內(nèi)氣體的流速也就越高。這些使離心壓縮機的結(jié)構(gòu)有其特點，設(shè)計制造要求比普通離心泵更為嚴格、難度更大。三、離心壓縮機的結(jié)構(gòu)離心式壓縮機本體結(jié)構(gòu)由轉(zhuǎn)子及定子兩大部分組成，結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。轉(zhuǎn)子包括主軸及固定在軸上的葉輪、軸套、平衡盤、推力盤和聯(lián)軸節(jié)等零部件。定子則由氣缸和定位于缸體上的各種隔板以及軸承等零部件組成。在轉(zhuǎn)子與定子之間需要密封氣體之處還設(shè)有

7、密封元件。有的壓縮機，氣體從氣缸中間排出，到缸外進行冷卻后，再回到氣缸內(nèi)繼續(xù)進行壓縮，有一次這樣中間排出又返回的稱為二段壓縮，有的壓縮機一缸可以有幾個這樣的段。下面將對離心式壓縮機主要部件的基本結(jié)構(gòu)和作用進行介紹。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2-4 離心式壓縮機縱剖面結(jié)構(gòu)圖1.主軸主軸是起支持旋轉(zhuǎn)零件及傳遞扭矩作用的。轉(zhuǎn)子上的各零部件紅套在主軸上，隨主軸高速旋轉(zhuǎn)。過盈裝配不僅是傳遞

8、扭矩需要，還是為了防止轉(zhuǎn)動部件在旋轉(zhuǎn)時由于離心力的作用而松動。另外，主軸與葉輪、平衡盤、推力盤等部件間還設(shè)有鍵，起到放松作用。各轉(zhuǎn)子零部件在主軸上的定位是靠軸肩、定距套、鎖進螺母及卡環(huán)來實現(xiàn)的。根據(jù)主軸的結(jié)構(gòu)形式分為階梯軸和光軸兩種。2.葉輪 葉輪又稱工作輪，是壓縮機轉(zhuǎn)子上最主要的部件，葉輪隨主軸高速旋轉(zhuǎn)，對氣體作功。氣體在葉輪葉片的作用下，跟著葉輪作高速旋轉(zhuǎn)，受旋轉(zhuǎn)離心力的作用以及葉輪里的擴壓流動，在流出葉輪時，氣體的壓力、速度和溫度都得到提高。它是壓縮機中唯一的作功部件。按結(jié)構(gòu)形式葉輪分為開式、半開式和閉式三種。開式葉輪（見圖2-5）結(jié)構(gòu)最簡單，僅由輪轂和徑向葉片組成。在葉輪上，葉片槽道兩

9、個側(cè)面都是敞開著的，氣體通道是由葉片槽道和與葉片前后有一定間隙的機殼形成的。這種通道對氣體流動不利，使氣體流動損失很大，此外，在葉輪和機殼之間引起的摩擦鼓風損失也最大，故這種葉輪的效率最低，在壓縮機中很少被采用。 半開式葉輪（見圖2-6）葉片槽道一側(cè)被輪盤封閉，另一側(cè)敞開，改善了氣體通道，減少了流動損失，提高了效率。但是，由于葉輪側(cè)面間隙很大，有一部分氣體從葉輪出口倒流回進口，內(nèi)泄漏損失大。此外，葉片兩邊存在壓力差，使氣體通過葉片頂部從一個槽道潛流向另一個槽道，因而這種葉輪效率仍不高。閉式葉輪由輪蓋、輪盤和葉片組成。這種葉輪對氣體流動有利。輪蓋處裝有氣體密封，減少了內(nèi)泄漏損失。葉片槽道間潛流引

10、起的損失也不存在，因此效率比前兩種葉輪都高。另外，葉輪側(cè)面和定子間隙也不像半開式葉輪那樣要求嚴，可以適當放大，使檢修時拆裝方便。這種葉輪在制造上雖較前兩種復雜，但有較高的效率和其他優(yōu)點，故在工業(yè)壓縮機中得到廣泛應(yīng)用。 圖2-5 開式葉輪 圖2-6 半開式葉輪3.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。如圖2-

11、7所示，平衡盤位于高壓端，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。 圖2-7 平衡盤裝置4.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

12、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。5.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、膜片聯(lián)軸器和盤膜聯(lián)軸器等，目前常用的是膜片式聯(lián)軸器，該聯(lián)軸器具有無油潤滑、無磨損、熱補償性好、自動對中性好等特點。6.氣缸氣缸是壓縮機的殼體，又稱機殼。由殼身和進、排氣室構(gòu)成，氣缸上，裝有隔板、密封體、軸承體等零部件。對它有如下要求：(1)有足夠的強度以承受氣體的壓力；(2)法蘭結(jié)合面應(yīng)嚴密，保證氣體不向機

13、外泄漏；(3)有足夠的剛度，以免變形。6.1 氣缸的形式離心式壓縮機氣缸可分為水平剖分型和垂直剖分型(又稱筒型)兩種。氣體壓力比較低(一般低于5MPa)的多采用水平剖分型氣缸，氣體壓力較高或易泄漏的，要采用筒型缸體。水平剖分型氣缸有一個中分面，將氣缸分為上下兩半，分別稱為上、下氣缸，在中分面處用螺栓把法蘭連接在一起。法蘭結(jié)合面應(yīng)嚴密，保證不漏氣。一般進、排氣接管或其他氣體接管都裝在下氣缸，以便拆卸時起吊上氣缸方便。打開上氣缸，壓縮機內(nèi)零部，如轉(zhuǎn)子、隔板、迷宮密封等都容易進行拆裝。垂直剖分型氣缸適應(yīng)于中高壓壓縮機。如圖2-4，氣缸是一個圓筒，兩端分別有端蓋板，用螺栓把緊。隔板有水平剖分面，隔板之

14、間有止口定位，形成隔板束。轉(zhuǎn)子裝好后放在下隔板束上，蓋好上隔板束，隔板中分面法蘭用螺栓把緊，隔板束件可用貫穿螺栓連起來，推入筒型缸體安置好后，貫穿螺栓可以卸掉。為了導向和防止隔板束轉(zhuǎn)動，在氣缸下部設(shè)有縱向鍵。軸承座可以和端蓋板做成一個整體，易于保持同心，也可以分開制造，再用螺栓連接。和水平剖分型缸體比較起來，筒型缸體具有以下優(yōu)點：第一，筒型缸體強度高；第二，筒型缸體泄漏面小，氣密性好；第三，筒型缸體的剛性比水平剖分型好，在相同條件下變形小。筒型缸體的最大缺點是拆卸困難，檢修不便。6.2 氣缸的固定原則氣缸固定在機座上，壓縮機在啟動、停機和運行中負荷變化時，氣缸各部分溫度都會發(fā)生變化而引起相應(yīng)的

15、膨脹和收縮。如果膨脹和收縮不能合理、自由地進行，就可能引起氣缸、軸承座的部件的變形，使中心對中偏差加大，振動加劇；同時引起壓縮機內(nèi)的間隙變化，造成動、靜部分碰傷或者效率降低。因此氣缸固定必須考慮到膨脹和收縮問題，要求氣缸合理地自由伸縮。通常在氣缸、軸承座和機座之間裝設(shè)軸向鍵和水平橫向鍵。有的壓縮機采用撓性板支撐系統(tǒng)，不設(shè)軸向鍵。如圖2-8所示，A為軸向鍵，B為水平橫向鍵，氣缸可以沿圖中箭頭所示方向自由膨脹和伸縮，而不會移動或旋動。圖中A-A和B-B的空間交點E是不動點，常稱為氣缸的死點。鍵和機座之間應(yīng)緊配，而鍵與氣缸鍵槽、氣缸貓抓螺釘與螺釘孔間及螺帽墊圈下均應(yīng)留有足夠的間隙，以使氣缸伸縮。 圖

16、2-8 氣缸機座滑鍵的布置在氣缸固定時，要特別注意氣體管道與氣缸的柔性連接，以保證不因管道的收縮影響氣缸的定位。7.隔板隔板形成固定元件的氣體通道，根據(jù)隔板在壓縮機中所處的位置，隔板有4種類型：進氣隔板、中間隔板、段間隔板和排氣隔板。進氣隔板和氣缸形成進氣室，將氣體導流到第一級葉輪人口，對于采用可調(diào)預旋的壓縮機，在進氣隔板上還要裝設(shè)可調(diào)導葉，以改變氣體流向第一級葉輪的方向角。中間隔板的任務(wù)有二：一是形成擴壓器，二是形成彎道（與氣缸一起）和回流器。段間隔板是指在分段葉輪對置的壓縮機中分隔兩段的排氣口。排氣隔板除了與末級葉輪前隔板形成擴壓器外，還要與氣缸形成排氣室（蝸殼）。(1)擴壓器：氣體從葉輪

17、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。無葉擴壓器通常是由兩個平行壁面組成的環(huán)形通道，氣體在無葉擴壓器中按一定方向角作對數(shù)螺旋線軌跡運動，隨擴壓器直徑的增大流道面積增大、達到使氣體降速增壓的目的，其結(jié)構(gòu)如圖2-9所示；葉片擴壓器是在環(huán)形通道內(nèi)裝有葉片，如圖2-10所示。由于葉片的導流作用，氣流降低速度快，與無葉擴壓器相比，具有擴壓程度大而尺寸小的優(yōu)點；另一種特殊的葉片擴壓器，叫直壁擴壓器，其擴壓器葉片前一小段形成接近對數(shù)螺旋線的曲壁通道，后一段是接近直線的直壁通道，這種

18、擴壓器中葉片的形成與一般葉片擴壓器不同，它是由所需的通道形式來確定通道的兩個壁面，由相鄰兩通道的側(cè)壁構(gòu)成葉片。這種擴壓器看成是一個單獨通道，故又稱為通道形擴壓器。由于這種擴壓器的通道數(shù)僅為412個也稱為少通道擴壓器，如圖2-11所示，其彎道和回流器連成一個整體。圖2-9 無葉擴壓器 圖2-10 葉片擴壓器圖2-11 直壁擴壓器 圖2-12 彎道和回流器(2)彎道：彎道是由機殼和隔板構(gòu)成的彎環(huán)形空間，位于擴壓器之后，其作用是為使氣體進入下一級葉輪，將擴壓出口流出的離心流動的氣體作180°的轉(zhuǎn)向，變?yōu)橄蛐牧鲃印?3)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

19、均勻地進入下一級，它由隔板和導流葉片組成。導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。彎道和回流器如圖2-12。(4)蝸殼：蝸殼的主要目的是把擴壓器后面或葉輪后面流出的氣體匯集起來引出壓縮機，由于蝸殼外徑的不斷增大和流通截面的漸漸擴大，也使氣流起到了一定的降速擴壓作用。蝸殼的截面形狀有圓形、犁形、梯形和矩形等。蝸殼可以直接與葉輪出口連通(圖2-13(b)，也有的氣體先進擴壓器再到蝸殼(圖2-13 (a)。有些蝸殼做成不對稱的內(nèi)蝸殼形式(圖2-13(c)。圖2-13 蝸殼的結(jié)構(gòu)形式8.密封為了減少氣體通過轉(zhuǎn)子與固定元件間的間隙的漏氣量，需要采用密封裝置。離心壓縮

20、機密封分內(nèi)密封和外密封兩種。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，如軸端密封。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2-14)，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

21、，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。圖2-14 迷宮密封的

22、氣體流動圖常用的迷宮密封有以下幾種。(1)平滑型 見圖2-15，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。(2)曲折型 見圖2-16，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。 (3)臺階型 見圖2-17，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35個密封齒。(4)蜂窩型 見圖2-18，這種密封加工工藝復雜，但密封效果好，密封片結(jié)構(gòu)剛度大。圖2-15 平滑型迷宮密封 圖2-16 曲折型迷宮密封 圖2-17 臺階型迷宮密封圖2-18 蜂窩型迷宮密封 2）油膜密封，即浮環(huán)密封浮環(huán)密封的原理是靠高壓油在浮環(huán)與軸套之間形成油膜而產(chǎn)生節(jié)流

23、降壓，阻止機內(nèi)與機外的氣體相通。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。圖2-19為浮環(huán)密封的結(jié)構(gòu)簡，它由幾個浮動環(huán)組成，浮環(huán)能在軸上上、下浮動，但受銷釘限制不能隨軸轉(zhuǎn)動。浮環(huán)密封需要專門的密封液，一般為潤滑油。封油從進油口注入，通過浮環(huán)和軸之間的間隙，沿軸向左右兩端流動。封油壓力僅比軸封前機內(nèi)氣體壓力高約0.05MPa左右，所以向機內(nèi)泄漏的封油量很少。流至高壓側(cè)的封油與氣混合，排出到油氣分離器，經(jīng)分離后封油繼續(xù)使用。流到低壓側(cè)(即大氣側(cè))的封油沒有被氣體污染，可以回油箱循環(huán)使用。浮環(huán)密封利用了軸承工作原理，當軸轉(zhuǎn)動且有封油存在時，磨得很光的浮環(huán)端面，在壓力油和彈簧作用下

24、緊貼在L形固定環(huán)上，防止泄漏。同時因浮環(huán)不能轉(zhuǎn)動，環(huán)與軸之間形成油楔。油的流體動壓將浮環(huán)托起，軸與環(huán)之間形成油膜，不僅避免了軸和環(huán)的直接接觸磨損，且又阻止了機內(nèi)氣體的外漏。由于軸與環(huán)的間隙很小，也大大降低了封油的泄漏量。一般高壓側(cè)浮環(huán)只有一個，低壓側(cè)浮環(huán)數(shù)量由介質(zhì)壓力與大氣壓力的壓差而定，壓差大時則用兩個甚至三個浮環(huán)。浮環(huán)密封安全可靠，在離心壓縮機上使用比較廣泛。但是這種密封有一套較復雜的壓力控制系統(tǒng)，包括封油循環(huán)系統(tǒng)、高位罐及控制儀表等。加前所述，該系統(tǒng)應(yīng)嚴格控制封油壓力。圖2-19 浮環(huán)密封結(jié)構(gòu)簡圖3）機械密封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

25、，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，以便迅速導出密封面的摩擦熱。4）干氣密封圖2-20 螺旋槽面干氣密封結(jié)構(gòu)圖隨著流體動壓機械密封技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，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：省去密封油系統(tǒng)及排除一些相關(guān)的常見問題，泄漏量少、磨損小、使用壽命長、能耗低、操作簡單可靠?，F(xiàn)

26、已廣泛用于石化行業(yè)的離心壓縮機中。圖2-20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2-21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2.510m，密封環(huán)表面平行度要求很高，需小于1m，螺旋槽形狀近似對數(shù)螺旋線。 圖2-21 螺旋槽動環(huán)密封面如圖2-21所示，當動環(huán)旋轉(zhuǎn)時將密封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3m。這樣，被密封氣體壓力和彈簧力與

27、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氣膜可有效的限制泄漏量。干氣密封作用力情況見圖2-22，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，密封面合攏恢復到原間隙 。 圖2-22干氣密封作用力圖干氣密封的類型可分成單列密封、串聯(lián)密封、雙列對置密封和三列密封等。和浮環(huán)油膜密封比較，干氣體密封不需要復雜的輔助系統(tǒng)。只需要提供簡單的控制系統(tǒng)以監(jiān)測

28、密封的情況和自動停車的情況。圖2-23所示為一典型的干氣體密封輔助系統(tǒng)。潔凈的密封氣（可以是工藝氣，也可以是外設(shè)的氮氣）以高于壓縮機內(nèi)被封工藝氣體的壓力由入口1注入到密封裝置，用以阻止壓縮機工藝氣體滲漏。在兩側(cè)干氣密封面間泄漏的工藝介質(zhì)氣和隔離氣的混合氣經(jīng)過壓力開關(guān)PSM(PAM)、限流孔板3和流量計4后，排放到主空口，去火炬系統(tǒng)。隔離氣（氮氣）由入口2注入，用以保護密封部件免受污染和阻止工藝氣體泄漏，而靠近壓縮機外部的密封泄漏氣體主要為極少量的緩沖氣體，經(jīng)次放空口5放空。壓縮機油泵運行前，必須將隔離氣體（氮氣）引入到干氣密封裝置，以防止密封部件和油接觸。壓縮機使用前，一般先注入潔凈的氮氣啟動

29、和保護密封面，在壓縮機投入正常運行前，置換來自壓縮機出口的工藝氣，工藝氣必須經(jīng)過過濾器過濾。干氣密封的支持系統(tǒng)控制部件及管線遠不及常規(guī)液體密封安裝的那么復雜和昂貴，通常具有如下特點： 氣源與支持系統(tǒng)工程簡單； 操作時無磨損，密封壽命可達數(shù)年； 工藝氣體漏損率低，且工藝介質(zhì)不會被污染； 對轉(zhuǎn)子軸向或徑向移動不敏感， 對密封的氣體性能相對來說不敏感； 低動力消耗，約為機械接觸式密封的l/20 左右。 圖2-23 干氣密封的輔助系統(tǒng)9.軸承離心式壓縮機有徑向軸承和推力軸承。徑向軸承的作用是承受轉(zhuǎn)子重量和其他附加徑向力，保證轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動中心和氣缸中心一致，并在一定轉(zhuǎn)速下正常旋轉(zhuǎn)。止推軸承的作用是承受轉(zhuǎn)子的

30、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。離心壓縮機一般采用油膜滑動軸承，它是依靠軸頸（或止推盤）本身的旋轉(zhuǎn)，把潤滑油帶入軸頸（或止推盤）與軸瓦之間，形成楔狀油膜，受到負荷的擠壓建立起油膜壓力以承受載荷。(1)徑向軸承徑向軸承主要由軸承座、軸承蓋、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

31、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12mm。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。離心壓縮機采用最早和普遍的是圓瓦軸承（圖2-24），后來逐漸采用橢圓瓦軸承、多油楔軸承，目前大型機組多采用可傾瓦軸承（圖2-25）。可傾瓦軸承由多塊瓦組成，瓦塊可以擺動，在工況變化時能形成最佳油膜，抗振性好，不容易產(chǎn)生油膜振蕩。如圖2-25，五塊可傾瓦沿軸頸圓周均勻分布，其中一塊在軸頸

32、下方，以便停車時支撐支撐軸頸及冷態(tài)時找正。為保證運行中適應(yīng)速度、負載的變化，瓦塊在瓦殼上自由擺動，形成最佳油膜。 圖2-24 圓瓦軸承(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 圖2-25 徑向可傾瓦軸承厚度誤差小于0.010.02mm。離心壓縮機中廣泛采用米切爾式止推軸承和金斯泊雷式止推軸承。米切爾式是止推塊直接與基環(huán)接觸，是單

33、層的；金斯伯雷軸承（圖2-26）是止推塊1下有上水準快2、下水準快3，然后才是基環(huán)4，相當于三層疊起來。金斯伯雷軸承的特點是載荷分布均勻、調(diào)節(jié)靈活，能補償轉(zhuǎn)子的不對中、偏斜，但軸向尺寸長、結(jié)構(gòu)復雜。 圖2-25 金斯泊雷式止推軸承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0.250.35mm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)

34、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。四、離心壓縮機的調(diào)節(jié)壓縮機常按一種工況條件設(shè)計，實際卻往往要在非設(shè)計條件下運行。工況改變了，壓縮機的性能也將隨之變化，這時就需要改變壓縮機的運行工況以適應(yīng)變化了的運行條件，滿足使用要求。1. 流量特性1.1 一般特點運行中壓縮機的運行工況常常發(fā)生變化。為了反映不同工況下壓縮機的性能，通常把在一定進氣狀態(tài)下對應(yīng)各種轉(zhuǎn)速、進氣流量與壓縮機的排氣壓力（或壓比）、功率及效率的關(guān)系用曲線形式表示出

35、來，這些曲線就稱為壓縮機的流量特性線或性能曲線。如圖2-26，所示是一臺離心式壓縮機排氣壓力-流量、功率-流量的性能曲線。壓縮機性能曲線通常在試驗臺通過試驗獲得，也可以以級的性能曲線為依據(jù)通過計算方法得到。壓縮機性能曲線是壓縮機變動工況性能的圖像表示，它清晰地表明了各種工況下的性能、穩(wěn)定工作范圍等，是操作運行、分析變工況性能的重要依據(jù)。圖2-26 離心壓縮機的性能曲線縱觀壓縮機性能曲線，可以看出如下一般特點：(1)轉(zhuǎn)速一定，流量減少，壓力比增加。起先增加很快，當流量減少到一定值開始，壓比增加的速度放慢，有的壓縮機級的特性壓比隨流量減少甚至還要減少。(2)流量進一步減少，壓縮機的工作會出現(xiàn)不穩(wěn)定

36、，氣流出現(xiàn)脈動，振動加劇，伴隨著吼叫聲，這個現(xiàn)象稱為喘振現(xiàn)象，這個最小流量稱為喘振流量。因此，特性線上標明最小流量限制，當然，每個轉(zhuǎn)速線下都有一個喘振流量，不同轉(zhuǎn)速下喘振流量工況點的連線稱為喘振線。(3)在增大流量時也會有限制，轉(zhuǎn)速不變的情況下，流量加大到某個最大值時，壓比和效率垂直下降，出現(xiàn)所謂“阻塞現(xiàn)象”。(4)轉(zhuǎn)速越高，特性線越陡，這主要是由于轉(zhuǎn)速高，氣流馬赫數(shù)就高。因而流量變化引起的損失增加就大，從而使得特性線變陡。(5)多級壓縮機特性線比單級特性線陡，同理，壓縮機段的特性線疊加后得到整機特性線要比段的特性線陡，穩(wěn)定工作范圍小。1.2 工作條件變化的影響(1)進氣溫度：在轉(zhuǎn)速和體積流量

37、不變的情況下，進氣溫度升高，質(zhì)量流量減少，壓比降低，功率降低。(2)進氣分子量：在轉(zhuǎn)速和體積流量不變的情況下，分子量增加，質(zhì)量流量增加，壓力比升高，功率增加。(3)進氣壓力：在轉(zhuǎn)速和體積流量不變的情況下，進氣壓力增加，質(zhì)量流量增加，壓力比基本不變，功率增加。2.管網(wǎng)特性曲線離心式壓縮機的工況點都表現(xiàn)在其特性曲線上，而且壓力與流量是一一對應(yīng)的。但究竟將穩(wěn)定在哪一工況點工作，則要與壓縮機的管網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)合決定。壓縮機在一定的管網(wǎng)狀態(tài)下有一定的穩(wěn)定工況點，而當管網(wǎng)狀態(tài)改變，壓縮機的工況也將隨之改變。所謂管網(wǎng)，一般是指與壓縮機連接的進氣管路、排氣管路以及這些管路上的附件及設(shè)備的總稱。但對離心式壓縮機來說，

38、管網(wǎng)只是指壓縮機后面的管路及全部裝置。因為這樣規(guī)定后，在研究壓縮機與其管網(wǎng)的關(guān)系時就可以避開壓縮機的進氣條件將隨工況變化的問題，使問題得到簡化。圖2-27表示壓縮機與排氣系統(tǒng)中第一個設(shè)備相連的示意圖，排氣管上有調(diào)整閥門。為了把氣體送入內(nèi)壓力為Pr的設(shè)備去，管網(wǎng)始端的壓力（稱為壓縮機出口的背壓）Pe為：Pe=PrP=PrAQ2 （1）式中P包括管網(wǎng)中的摩擦損失和局部阻力損失，A為總阻力損失的計算系數(shù)。P=Pr+AQ2P=PrP=AQ2Q 圖2-27 管網(wǎng)性能曲線將式（1）表示在圖2-27上，即為一條二次曲線，它是管網(wǎng)端壓與進氣量的關(guān)系曲線，稱為管網(wǎng)性能曲線。管網(wǎng)性能曲線實際上相當于管網(wǎng)的阻力曲線

39、，此曲線的形狀與容器的壓力及通過管路的阻力有關(guān)。當從壓縮機到容器的管網(wǎng)很短、閥門全開，因而阻力損失很小時，管網(wǎng)特性曲線幾乎是一水平線，如線1。當管路很長或閥門關(guān)小時，阻力損失增大，管網(wǎng)性能曲線的斜率增加，于是變成線2所示。閥門開度愈小，曲線變得愈陡，如線3。如果容器中壓力下降，則管網(wǎng)性能曲線將向下平移；當Pr為常壓時，管網(wǎng)性能曲線就是線4，可見管網(wǎng)的性能曲線是隨管網(wǎng)的壓力和阻力的變化而變化的，3.離心壓縮機的工作點當離心壓縮機向管網(wǎng)中輸送氣體時，如果氣體流量和排出壓力都相當穩(wěn)定（即波動甚?。?，這就是表明壓縮機和管網(wǎng)的性能協(xié)調(diào)，處于穩(wěn)定操作狀態(tài)。這個穩(wěn)定工作點具有兩個條件：一是壓縮機的排氣量等于

40、管網(wǎng)的進氣量；二是壓縮機提供的排壓等于管網(wǎng)需要的端壓。所以這個穩(wěn)定工作點一定是壓縮機性能曲線和管網(wǎng)性能曲線交點，因為這個交點符合上述兩個相關(guān)條件。為了便于說明，把容積流量折算為質(zhì)量流量G。圖2-28中線1為壓縮機性能曲線，線2為管網(wǎng)性能曲線，兩者的交點為A點。假設(shè)壓縮機不是在A點而是在某點A1工況下工作，由于在這種情況下，壓縮機的流量G1大于A點工況下的G0，在流量為G1的情況下管網(wǎng)要求端壓為PB1，比壓縮機能提供的壓力PA1還大P，這時壓縮機只能自動減量（減小氣體的動能，以彌補壓能的不足）；隨著氣量的減小，其排氣壓力逐漸上升，直到回到A工況點。假設(shè)不是回到工況點A而是達到工況點A2，這時壓縮

41、機提供的排氣壓力大于管網(wǎng)需要的壓力，壓縮機流量將會自動增加，同時排氣壓力則隨之降低，直到和管網(wǎng)壓力相等才穩(wěn)定，這就證明只有兩曲線的交點A才是壓縮機的穩(wěn)定工況點。 圖2-28 離心壓縮機的穩(wěn)定工況點4.非穩(wěn)定工況當離心式壓縮機的流量減少或增加到一定值時都會出現(xiàn)氣流不穩(wěn)定工況，因而相應(yīng)地有最大流量限和最小流量限，大量理論研究和實驗表明，壓縮機的氣流不穩(wěn)定工況總是與通流部分各元件氣流的嚴重脫離密切相關(guān)的。壓縮機運行中出現(xiàn)不穩(wěn)定工況，性能將大大惡化，在喘振下運行會出現(xiàn)嚴重的振動，機器不能正常工作，甚至被破壞。4.1 阻塞工況壓縮機在某轉(zhuǎn)速下運行，轉(zhuǎn)速不變，增加流量，當流量增加到某個值時，壓縮機性能急劇

42、惡化，不能再繼續(xù)增加流量或提高排氣壓力。這可能有兩種情況：第一，在壓縮機內(nèi)流道中某個截面氣流達到臨界狀態(tài)，進一步加大流量成為不可能，多發(fā)生在高轉(zhuǎn)速；第二，流量增加，損失增加太多，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，多發(fā)生在低轉(zhuǎn)速。這就是壓縮機的阻塞。阻塞流量可以通過試驗和計算來確定。在試驗時，加大流量，使壓縮機性能開始急劇惡化的流量就可認為是阻塞流量，壓比-流量特性線幾乎成垂直下降形式。一般壓縮機特性線上阻塞流量限都不明顯標明。為確保運行穩(wěn)定，可以根據(jù)特性線的形狀大致規(guī)定最大流量限制，也可以以設(shè)計工況為依據(jù)規(guī)定出一定的范圍。4.2 喘振工況當離心壓縮機流量小到足夠時，會

43、在整個擴壓器流道中產(chǎn)生嚴重的旋轉(zhuǎn)失速，壓縮機出口壓力突然下降，使管網(wǎng)的壓力比壓縮機出口壓力高，迫使氣流倒回壓縮機，一直到管網(wǎng)壓力下降到低于壓縮機出口壓力時，壓縮機又開始向管網(wǎng)供氣，壓縮機恢復正常工作。當管網(wǎng)壓力又恢復到原來壓力時，流量仍小于喘振流量，壓縮機又產(chǎn)生嚴重的旋轉(zhuǎn)失速，出口壓力下降，管網(wǎng)中的氣流又倒流回壓縮機。如此周而復始，使壓縮機的流量和出口壓力周期性的大幅波動，引起壓縮機強烈的氣流波動，這種現(xiàn)象就稱為壓縮機的喘振。一般管網(wǎng)容量大，喘振振幅就大，頻率就低，反之，管網(wǎng)容量小，振幅就小、頻率就高。喘振現(xiàn)象通常具有如下宏觀特征：(1)壓縮機工作極不穩(wěn)定(2)喘振有強烈的周期性氣流噪聲，出現(xiàn)

44、氣流吼叫聲。(3)機器強烈振動，機體、軸承等振幅急劇增加。4.2.1 引起喘振的原因?qū)嶋H運行中引起喘振的原因很多。從外部條件來分析，即從壓縮機與管網(wǎng)的聯(lián)合運行來分析，管網(wǎng)流量、阻力的變化與壓縮機工作不協(xié)調(diào)應(yīng)是引起壓縮機喘振的重要原因。這種工作的不協(xié)調(diào)可以分為兩點：第一，壓縮機的流量等于或小于喘振流量；第二，壓縮機排氣壓力低于管網(wǎng)氣體壓力。因為聯(lián)合運行點是由壓縮機特性線和管網(wǎng)特性線共同決定的，如果聯(lián)合運行點落在壓縮機特性線的喘振區(qū)時就會出現(xiàn)喘振。實際運行中引起運行點變化的情況很多，凡是運行中使壓縮機特性線下移（如進氣壓力降低、進氣溫度升高、進氣分子量減少等）或管網(wǎng)特性線上移，或者兩者同時發(fā)生，或

45、減量過多，使聯(lián)合運行點落人喘振區(qū)的都會引起壓縮機喘振。開車過程中升速、升壓不協(xié)調(diào)，如升壓太快，降速、降壓不協(xié)調(diào)，如降速太快都可能引起壓縮機喘振。對高壓比壓縮機首末級容積流量差很大，前面流道寬而后面流道很窄，開車時（升速過程）各級排氣壓力都不高，當轉(zhuǎn)速升高到某個轉(zhuǎn)速時，前面級容積流量已足夠大，而后面的級有可能排不出去，形成對中間級的阻塞，壓力升高，造成對這些級的背壓超過該轉(zhuǎn)速下的喘振點的壓力而引起機器的喘振。4.2.2 喘振實例分析 當壓縮機的性能曲線與管網(wǎng)性能曲線兩者或兩者之一發(fā)生變化時，交點就要變動，也就是說壓縮機的工況將有變化，從而出現(xiàn)變工況操作。離心壓縮機的特性曲線（-Q）與壓縮機的轉(zhuǎn)速

46、、介質(zhì)的性質(zhì)及進氣狀態(tài)有關(guān)。性能曲線的變化如圖2-29所示。圖2-29 性能曲線的變化離心壓縮機的變工況有時并不是在人們有意識的直接控制下（例如調(diào)節(jié)閥門等）發(fā)生的，而是間接地接受到生產(chǎn)系統(tǒng)乃至驅(qū)動機的意外干擾而發(fā)生。化工廠離心式壓縮機經(jīng)常發(fā)生意料之外的喘振，舉例如下。圖2-30 離心壓縮機性能變化造成喘振的情況a.某壓縮機原來進氣溫度為20，工作點在A點（見圖2-30a），因生產(chǎn)中冷卻器出了故障，使來氣溫度劇增到60，這時壓縮機突然出現(xiàn)了喘振。究其原因，就是因為進氣溫度升高，使壓縮機的性能曲線下移，由線1下降為1，而管網(wǎng)性能曲線未變，壓縮機的工作點變到A點，此點如果落在喘振限上，就會出現(xiàn)喘振。

47、b.某壓縮機原在圖2-30b所示的A點正常運行，后來由于某種原因，進氣管被異物堵塞而出現(xiàn)了喘振。分析其原因就是因為進氣管被堵，壓縮機進氣壓力從Pj下降為Pj使機器性能曲線下降到1線，管網(wǎng)性能曲線無變化，于是工作點變到A，落入喘振限所致。c.某壓縮機原在轉(zhuǎn)速為n1下正常運行，工況點為A點（圖2-30c）。后來因為生產(chǎn)中高壓蒸汽供應(yīng)不足，作為驅(qū)動機的蒸汽輪機的轉(zhuǎn)速下降到n2，這時壓縮機的工作點A落到喘振區(qū)，因此產(chǎn)生喘振。此外，還有因為氣體分子量改變而導致喘振的事例。以上幾種情況都是因壓縮機性能曲線下移而導致喘振的，管網(wǎng)性能并未改變。有時候則是因為管網(wǎng)性能曲線發(fā)生變化（例如曲線上移或變陡）而造成喘振

48、。圖2-31 管網(wǎng)性能變化造成喘振的情況某壓縮機原在A點工作(見圖6-31),后來因為生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定,管網(wǎng)中壓力大幅度上升，管網(wǎng)性能曲線由2上移到線2（此時壓縮機的性能曲線未變），于是壓縮機出現(xiàn)了喘振。還有一種類似情況就是當把排氣管閥門關(guān)得太小時，管網(wǎng)性能曲線變陡，一旦使壓縮機的工作點落入喘振區(qū)，喘振就突然發(fā)生。當某種原因使壓縮機和管網(wǎng)的性能都發(fā)生變化時，只要最終結(jié)果是兩曲線的交點落在喘振區(qū)內(nèi)，就會突然出現(xiàn)喘振。譬如說在離心壓縮機開車過程（升速和升壓）和停車過程（降速和降壓）中，兩種性能曲線都在逐漸變化，改變轉(zhuǎn)速就是改變壓縮機性能曲線，使系統(tǒng)中升壓或降壓就是改變管網(wǎng)性能曲線。在操作中必須隨

49、時注意使兩者協(xié)調(diào)變化，才能保證壓縮機總在穩(wěn)定工況區(qū)內(nèi)工作。4.2.3 防止與抑制喘振的方法采用防喘裝置是防止和抑制喘振普遍采用的方法。一方面設(shè)法在管網(wǎng)流量減少過多時增加壓縮機本身的流量，始終保持壓縮機在大于喘振流量下運轉(zhuǎn)；另一方面就是控制管網(wǎng)的壓力比和壓縮機的進、出口壓比相適應(yīng)，而不至于高出喘振工況下的壓比。圖2-32示意表明，當管網(wǎng)需要的流量Ga減少到壓縮機喘振 圖2-32 防喘原理示意流量時，旁通閥打開，讓一部分氣體回流到入口或放空，使實際通過壓縮機的流量為G ，大于喘振流量，防止喘振發(fā)生。在實際操作中防止壓縮機喘振可以從以下幾方面入手：防止進氣壓力低、進氣溫度高和氣體分子量減小等；防止管

50、網(wǎng)堵塞使管網(wǎng)特性改變；在開、停車過程中，升降速度不可太快，并且先升速后升壓和先降壓后降速；防喘系統(tǒng)在正常運行時應(yīng)當投入自動。5.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)排氣節(jié)流調(diào)節(jié) 在壓縮機排氣管上安裝節(jié)流閥，控制流量和管網(wǎng)壓力，改變閥的開度，就改變管網(wǎng)的阻力特性，也就改變了壓縮機的聯(lián)合運行工況。排氣節(jié)流調(diào)節(jié)方法比較簡單，但帶來附加的節(jié)流損失，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，目前除了風機及小型鼓

51、風機使用外，壓縮機很少采用這種調(diào)節(jié)方法。(2)進氣節(jié)流調(diào)節(jié) 在壓縮機進氣管上安裝節(jié)流閥，通過入口調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)進氣壓力。改變了壓縮機的進氣狀態(tài)，壓縮機性能曲線也就跟著改變，達到調(diào)節(jié)流量的目的。與排氣節(jié)流調(diào)節(jié)相比，進氣節(jié)流調(diào)節(jié)的經(jīng)濟性較好。另外，關(guān)小進氣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范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。(3)改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 對于汽輪機、燃氣輪機等驅(qū)動的壓縮機采用變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)最方便。壓縮機的不同轉(zhuǎn)速有與之相對應(yīng)的特性線，變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)就是通過改變轉(zhuǎn)速來適應(yīng)管網(wǎng)的要求。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致效率有些降低而已。所以從節(jié)能角度考慮，它

52、最經(jīng)濟，是大型壓縮機經(jīng)常采用的調(diào)節(jié)方法。(4)變壓縮機元件調(diào)節(jié) 通過改變壓縮元件的結(jié)構(gòu)尺寸來改變壓縮機的特性線，改變聯(lián)合運行點。離心式壓縮機常采用的方法有可轉(zhuǎn)動進口導葉和可調(diào)葉片擴壓器。五、離心壓縮機的常見故障與處理離心式壓縮機的性能受吸入壓力、吸入溫度、吸入流量，進氣分子量組成和原動機的轉(zhuǎn)速和控制特性的影響。一般多種原因相互影響發(fā)生故障或事故的情況最為常見，現(xiàn)將常見的故障可能的原因和處理措施，列于下面表中。1. 壓縮機性能達不到要求可能的原因處 理 措 施設(shè)計錯誤審查原始設(shè)計，檢查技術(shù)參數(shù)是否符合要求，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)與賣方和制造廠家交涉，采取補救措施制造錯誤檢查原設(shè)計及制造工藝要求，檢查材質(zhì)及其

53、加工精度，發(fā)現(xiàn)問題及時與賣方和制造廠家交涉氣體性能差異檢查氣體的各種性能參數(shù)，如與原設(shè)計的氣體性能相差太大，必然影響壓縮機的性能指標運行條件變化應(yīng)查明變化原因沉積夾雜物檢查在氣體流道和葉輪以及氣缸中是否有夾雜物、如有則應(yīng)清除密封間隙過大檢查各部間隙，不符合要求者必須調(diào)整2. 壓縮機流量和排出壓力不足可能的原因處 理 措 施通流量有問題將排氣壓力與流量同壓縮機特性曲線相比較、研究，看是否符合，以便發(fā)現(xiàn)問題壓縮機逆轉(zhuǎn)檢查旋轉(zhuǎn)方向，應(yīng)與壓縮機殼體上的箭頭標志方向相一致吸氣壓力低和說明書對照，查明原因分子量不符檢查實際氣體的分子量和化學成分的組成，和說明書的規(guī)定數(shù)值對照，如果實際分子量比規(guī)定值為小，則

54、排氣壓力就不足運行轉(zhuǎn)速比設(shè)計轉(zhuǎn)速低檢查運行轉(zhuǎn)速，與說明書對照。如轉(zhuǎn)速確實低，應(yīng)提升原動機轉(zhuǎn)速自排氣側(cè)向吸氣側(cè)的循環(huán)量增大檢查循環(huán)氣量，檢查外部配管，檢查循環(huán)氣閥開度，循環(huán)量太大時應(yīng)調(diào)整壓力計或流量計故障檢查各計量儀表，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)進行調(diào)校、修理或更換3. 排出壓力波動可能的原因處 理 措 施流量過小增大流量，必要時在排出管安上旁通管補充流量流量調(diào)節(jié)閥有病檢查流量調(diào)節(jié)閥，發(fā)現(xiàn)問題及時解決4. 壓縮機起動時流量、壓力為零可能的原因處 理 措 施轉(zhuǎn)動系統(tǒng)有毛病，如葉輪鍵、連結(jié)軸等裝錯或未裝拆開檢查，并修復有關(guān)部件吸氣閥和排氣閥關(guān)閉檢查閥門，并正確打開到適當位置5. 流量降低可能的原因 處 理 措 施進口導葉位置不當檢查進口導葉及其定位器是否正常，特別是檢查進口導葉的實際位置是否與指示器讀數(shù)一致，如有不當，應(yīng)重新調(diào)整進口導葉和定位器防喘閥及放空閥不正常檢查防喘振的傳感器及放空閥是否正常，如有不當應(yīng)校正調(diào)整，使之工作平穩(wěn)，無振動擺振，防止漏氣壓縮機喘振檢查壓縮機是否喘振，流量是否足以使壓縮機脫離喘振區(qū)，特別是要使每級進口溫度都正常密封間隙過大按規(guī)定調(diào)整密封間隙或更換密封進口過濾器堵塞檢查