軸流壓縮機(jī)技術(shù)及應(yīng)用

1、風(fēng)機(jī)技術(shù)資料2010軸流壓縮機(jī)技術(shù) 及 應(yīng) 用軸流壓縮機(jī)應(yīng)用培訓(xùn)教材關(guān)于陜鼓軸流壓縮機(jī)應(yīng)用指南金秀璋 整理第一章 概 述4第一節(jié) 壓縮機(jī)械的分類4第二節(jié) 軸流壓縮機(jī)的發(fā)展概況5第三節(jié) 透平壓縮機(jī)的主要術(shù)語和技術(shù)參數(shù)7第二章 軸流壓縮機(jī)的基本工作原理9第一節(jié) 全靜葉可調(diào)軸流壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu)與工作過程9第二節(jié) 軸流壓縮機(jī)的基本研究方法11第三節(jié) 基元級葉型與葉柵主要幾何參數(shù)11第四節(jié) 基元級增壓原理13第五節(jié) 壓縮過程、壓縮功及效率15第六節(jié) 流量與流量系數(shù)、能量頭與能量頭系數(shù)、反動度與預(yù)旋17第三章 軸流壓縮機(jī)選型21第一節(jié) 軸流壓縮機(jī)與離心壓縮機(jī)的比較21第二節(jié) 幾種不同形式的軸流壓縮機(jī)的比較

2、23第三節(jié) 風(fēng)機(jī)的選型參數(shù)25第四節(jié) 如何正確提供風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)、使用條件和要求26第五節(jié) 軸流壓縮機(jī)與管網(wǎng)聯(lián)合工作26第四章 陜鼓軸流壓縮機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢與特點(diǎn)28第一節(jié) 陜鼓軸流壓縮機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢28第二節(jié) 陜鼓軸流壓縮機(jī)系列30第三節(jié) 氣體動力學(xué)設(shè)計(jì)特點(diǎn)32第四節(jié) 主要零部件的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)33第五節(jié) 轉(zhuǎn)子動力學(xué)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)37第五章 軸流壓縮機(jī)的改造39第一節(jié)改 造 原 理40第二節(jié) 幾種改造方案41第二節(jié) 成 功 改 造 示 例43第六章 軸流壓縮機(jī)自動化控制46第一節(jié) 控制系統(tǒng)概述46第二節(jié) 主風(fēng)流量靜葉定位串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)47第二節(jié)防喘振控制系統(tǒng)53第四節(jié) 主風(fēng)機(jī)的逆流保護(hù)57第七章 軸流壓縮機(jī)

3、組的成套設(shè)計(jì)59第一節(jié) 陜鼓軸流壓縮機(jī)組的特點(diǎn)59第二節(jié) 機(jī)組的成套范圍和配套水平60第三節(jié) 為機(jī)組成套所做的工作63第八章 軸流壓縮機(jī)組的安裝調(diào)試67第一節(jié) 軸流壓縮機(jī)組安裝調(diào)試概述67第二節(jié) 施工前的準(zhǔn)備工作68第三節(jié) 機(jī)組就位及找正73第四節(jié) 軸流壓縮機(jī)的內(nèi)部組裝80第五節(jié) 輔機(jī)安裝應(yīng)注意的幾個(gè)問題82第六節(jié) 軸流壓縮機(jī)組的試運(yùn)行83第七節(jié) 軸流壓縮機(jī)的檢驗(yàn)及維修85第一章 概 述本章介紹壓縮機(jī)的分類、軸流壓縮機(jī)的發(fā)展概況及技術(shù)術(shù)語。第一節(jié) 壓縮機(jī)械的分類氣體壓縮機(jī)械軸流壓縮機(jī)是氣體壓縮機(jī)械的一種形式。按壓縮氣體的方式不同，壓縮機(jī)通常分為兩類：容積式壓縮機(jī)透平式壓縮機(jī)。一般容積式壓縮機(jī)宜

4、用于中小流量的場合，透平式壓縮機(jī)宜用于大流量的場合。從能量的觀點(diǎn)看，壓縮機(jī)是把原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w能量的一種機(jī)械。透平式容積式 離心式軸流式斜流式復(fù)合式往復(fù)式回轉(zhuǎn)式 羅茨式葉氏式螺桿式滑片式隔膜式柱塞式活塞式一、 容積式壓縮機(jī)容積式壓縮機(jī)氣體壓力的提高，是利用氣體容積的縮小來達(dá)到的。二、透平式壓縮機(jī)透平式壓縮機(jī)是一種葉片旋轉(zhuǎn)式機(jī)械，氣體壓力的提高是利用葉片和氣體的相互作用來達(dá)到。透平式壓縮機(jī)的分類有下列幾種：1、 按氣流運(yùn)動方向分類離心式氣體在壓縮機(jī)中的流動方向大致與旋轉(zhuǎn)軸相垂直，也稱徑流是壓縮機(jī)。軸流式氣體在壓縮機(jī)中的流動方向大致與旋轉(zhuǎn)軸相平行。斜流式氣體在壓縮機(jī)中的流動方向介于離心式和

5、軸流式之間，流動方向與旋轉(zhuǎn)軸成某一夾角。復(fù)合式指同一臺壓縮機(jī)內(nèi)，同時(shí)具有軸流式與離心（斜流）式工作葉輪。一般軸流在前，離心在后。圖11列出了透平式壓縮機(jī)械的四種通流形式。2、 按壓力分類透平式壓縮機(jī)械按出口壓力高低可分為通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)。通風(fēng)機(jī)：指大氣壓在101.325kPa，溫度為20，出口全壓值小于15kPa(表壓)的風(fēng)機(jī)。鼓風(fēng)機(jī)指升壓在15kPa200kPa(表壓)之間壓比大于1.15小于3的風(fēng)機(jī)。壓縮機(jī)指升壓大于200kPa(表壓)或壓比大于3的風(fēng)機(jī)。3、其他分類（1）按用途分類。根據(jù)風(fēng)機(jī)用于某種裝置的名稱或者在裝置中的作用來命名分類。如高爐鼓風(fēng)機(jī)、催化裂化裝置用風(fēng)機(jī)、空氣分離壓

6、縮機(jī)、鍋爐引風(fēng)機(jī)、燒結(jié)鼓風(fēng)機(jī)等。(2)按介質(zhì)種類。如分為氨氣壓縮機(jī)、氫氣壓縮機(jī)、氧氣壓縮機(jī)、天然氣壓縮機(jī)等。透平機(jī)械：透平是外來語Turbine的音譯技術(shù)名稱，可譯為渦輪機(jī)械，它泛指具有葉片或葉輪的動力機(jī)械。如汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和水輪機(jī)（有時(shí)也稱為蒸汽透平、燃?xì)馔钙胶退钙剑┖惋L(fēng)能裝置中風(fēng)力透平等。對于具有葉片或葉輪的壓縮機(jī)械，原則稱為透平式壓縮機(jī)和透平式泵。透平機(jī)械中還包括液力透平傳動裝置，如液力偶合器等。軸流式壓縮機(jī)屬于透平機(jī)械類。有時(shí)也將汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和透平式壓縮機(jī)統(tǒng)稱為熱力透平機(jī)械。第二節(jié) 軸流壓縮機(jī)的發(fā)展概況在十九世紀(jì)，軸流式鼓風(fēng)機(jī)已應(yīng)用于礦山通風(fēng)和冶金工業(yè)的鼓風(fēng)。但限于當(dāng)時(shí)的理論

7、研究和工業(yè)水平還很落后，這種風(fēng)機(jī)的全壓只有1030mmH2O，效率僅達(dá)1525%。1853年都納爾(Tournaire)向法國科學(xué)院提出了多級軸流壓縮機(jī)的概念。1884年英國C.A.帕森斯(Parsons)將多級反動式透平反向旋轉(zhuǎn)，得出了第一臺軸流式壓縮機(jī)，19級，流量85m3/min，壓力12.1kPa·G，轉(zhuǎn)速4000r/min，效率約60%。由于效率低，故軸流式壓縮機(jī)未能成功地推廣應(yīng)用。從二十世紀(jì)三十年代開始，由于航空事業(yè)發(fā)展的需要，對航空燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行了大量的理論和試驗(yàn)研究，特別是對軸流式壓縮機(jī)的氣體動力學(xué)的理論研究和平面葉柵吹風(fēng)的試驗(yàn)研究，使軸流式壓縮機(jī)的理論和設(shè)計(jì)方法不斷完

8、善，效率提高到8085%。從四十年代開始，軸流式壓縮機(jī)已廣泛應(yīng)用于航空燃?xì)廨啓C(jī)中，迄今仍占有很重要的地位。現(xiàn)代軸流式壓縮機(jī)的效率可高達(dá)8991%，甚至更高。瑞士蘇爾壽(SULZER)公司是世界上軸流壓縮機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)的先進(jìn)代表。1932年蘇爾壽公司制造了世界上第一臺增壓鍋爐使用的工業(yè)軸流壓縮機(jī)，1945年蘇爾壽公司制造了第一臺軸流式高爐鼓風(fēng)機(jī)，其流量為12001800m3/min，壓力為78775142179Pa(G)，轉(zhuǎn)速為5200r/min，功率3900kw，由電動機(jī)驅(qū)動。此后軸流式高爐鼓風(fēng)機(jī)逐漸被采用，多為固定靜葉式，有汽輪機(jī)驅(qū)動，通過改變汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)高爐使用工況。這種壓縮機(jī)的特點(diǎn)

9、是穩(wěn)定工況區(qū)較窄，而且在部分負(fù)荷時(shí)壓縮機(jī)的效率比較低。為了改善變工況時(shí)壓縮機(jī)性能，瑞士BBC公司（蘇爾壽公司前成員之一）研制了靜葉可調(diào)機(jī)構(gòu)，并于1960年制造出第一臺靜葉可調(diào)軸流式高爐鼓風(fēng)機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)是在壓力不變的情況下，流量范圍較寬而且變工況運(yùn)行時(shí)效率降低不多，因而在大型高爐鼓風(fēng)機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用。靜葉可調(diào)機(jī)構(gòu)的主要問題是解決靜葉支撐軸承的可靠性和耐用性。BBC公司采用了特殊的石墨軸承，在200的條件下進(jìn)行了5×106次轉(zhuǎn)動試驗(yàn)，軸承磨損只有18微米。按每小時(shí)轉(zhuǎn)動25次計(jì)算，軸承壽命可達(dá)20萬小時(shí)，如果每年工作時(shí)間按8000小時(shí)計(jì)算，可使用25年以上，故可認(rèn)為是足夠可靠耐用的。隨著世

10、界各國氧氣煉鋼的飛躍發(fā)展，軸流壓縮機(jī)在大型空氣分離裝置中亦獲得了廣泛應(yīng)用。六十年代初期，日本日立公司在10000Nm3/h的制氧裝置中采用了軸流壓縮機(jī)，其空氣流量為1083Nm3/h，出口壓力為6.03bar(G),功率為6300kw，壓縮機(jī)為雙缸，氣缸間設(shè)有中間冷卻器。近代制氧機(jī)裝置中的空氣壓縮機(jī)多采用軸流式加離心式的復(fù)合式機(jī)型，如瑞士蘇爾壽公司的等溫壓縮機(jī)ARI型和德國GHH公司的AGR、AKF型。靜葉可調(diào)軸流壓縮機(jī)具有效率高、適于大中流量和工況調(diào)節(jié)范圍寬等特點(diǎn)，除了高爐、空分裝置、煉油廠催化裂化裝置、大型風(fēng)源風(fēng)洞、各種燃?xì)廨啓C(jī)等傳統(tǒng)用途外，隨著石油、化工等行業(yè)的發(fā)展而不斷擴(kuò)大新的應(yīng)用領(lǐng)域

11、，如熱壓縮裝置、液化天然氣裝置、制藥及動力裝置等。在能源日益緊缺的今天，世界各國把節(jié)能作為一項(xiàng)重要工作來不斷開發(fā)新技術(shù)和新工藝，其中電站增壓流化床燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置(PFBCCC)已從試驗(yàn)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)階段，軸流壓縮機(jī)作為增壓鍋爐主風(fēng)機(jī)得到推廣應(yīng)用。大型鋼鐵廠為提高綜合熱效率，也成功地研制了高爐煤氣單燃?xì)馊紵C合循環(huán)發(fā)電裝置(CCPP)其中的煤氣壓縮機(jī)采用了軸流壓縮機(jī)。另外，以前300700m3高爐鼓風(fēng)機(jī)多采用效率較低和工況調(diào)節(jié)范圍較窄的離心式鼓風(fēng)機(jī)，由于軸流壓縮機(jī)效率高、能耗低，以及沒有放風(fēng)損失，沒有進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)時(shí)壓力損失等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛推廣應(yīng)用取代離心式壓縮機(jī)。我國的軸流壓縮機(jī)發(fā)展起步較

12、晚，也是從燃?xì)廨啓C(jī)中是壓縮機(jī)研究開始起步的，到二十世紀(jì)六十年代末期第一臺試制成功，1970年開始投運(yùn)。該軸流壓縮機(jī)為全部靜葉固定，效率為8586%。1979年陜西鼓風(fēng)機(jī)(集團(tuán))有限公司從已有五十多年軸流壓縮機(jī)生產(chǎn)歷史、具有世界先進(jìn)水平的蘇爾壽公司引進(jìn)了軸流壓縮機(jī)的專利和技術(shù)秘密，包括試驗(yàn)研究、氣動設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度計(jì)算、產(chǎn)品圖紙、工藝文件、工裝圖紙、質(zhì)量控制、檢驗(yàn)文件、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)與工藝等的全新計(jì)算機(jī)軟件，為中國的軸流壓縮機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)的發(fā)展揭開了新篇章。通過對蘇爾壽軸流壓縮機(jī)技術(shù)消化、吸收、掌握、改進(jìn)，到1986年完全實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，設(shè)計(jì)、制造、加工水平完全符合國際有關(guān)通用標(biāo)準(zhǔn)以及用戶的技術(shù)

13、規(guī)范，實(shí)現(xiàn)了替代進(jìn)口的目標(biāo)并銷往國外，先后為冶金、石油及化工、電站、制藥和風(fēng)動試驗(yàn)等行業(yè)設(shè)計(jì)制造了140多臺套軸流壓縮機(jī)產(chǎn)品。目前，陜鼓集團(tuán)已成為國內(nèi)唯一獨(dú)立設(shè)計(jì)、制造全靜葉可調(diào)軸流壓縮機(jī)的企業(yè)，其軸流壓縮機(jī)技術(shù)處于國際先進(jìn)水平，并未我國軸流壓縮機(jī)的發(fā)展和設(shè)計(jì)應(yīng)用起到了巨大推動作用。第三節(jié) 透平壓縮機(jī)的主要術(shù)語和技術(shù)參數(shù)一、表征壓縮機(jī)性能的主要技術(shù)參數(shù)1、介質(zhì)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)必須明確介質(zhì)的種類及成分。2、流量流量，又稱風(fēng)量，指單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)壓縮機(jī)的氣體量。通常用容積流量和質(zhì)量流量表示。容積流量：指單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)壓縮機(jī)的氣體容積量。用Q表示，常用單位m3/min。用戶提供容積流量，應(yīng)注明容積流量所處

14、位置，如進(jìn)氣管道(與大氣連接處)，或壓縮機(jī)進(jìn)口法蘭處，或壓縮機(jī)排氣法蘭處，不注明一般按壓縮機(jī)進(jìn)口法蘭處容積流量考慮。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)容積流量，又稱標(biāo)態(tài)流量：指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（壓力為101325N/m2,溫度為0）的容積流量。用QN表示，常用單位Nm3/min。質(zhì)量流量：指單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)壓縮機(jī)的氣體質(zhì)量。用G表示，常用單位為kg/s。如果忽略外泄量，則壓縮機(jī)進(jìn)口與出口處質(zhì)量流量是相等的。3、 壓力氣體在單位面積的容器壁上所作用的力叫氣體壓力，其單位有mmH2O、mmHg、kg/cm2、Pa、bar、MPa等。壓力單位換算詳見表11。表11 壓力單位換算表（1MPa=10bar=106Pa）牛頓/米2（N/m

15、2）（Pa）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（即物理大氣壓）（atm）毫米汞柱（mmHg）毫米水柱（mmH2O）工業(yè)大氣壓（kgf/cm2）（at）巴（bar）10.99×10-50.00750.1021.02×10-510-51013251760103321.0331.0133133.320.00132113.60.001360.0013329.8070.9678×10-40.073610.00010.9807×10-4980670.9678735.610410.98071050.9869750.1101971.021動壓：單位體積氣體流動時(shí)所具有的能量，用Pd表示，Pd=

16、p2c2靜壓：單位體積氣體所具有的勢能，垂直作用在壁面上，用Pst表示。全壓：單位體積氣體所具有的總能量。全壓等于動壓和靜壓之和，用P表示，即：P=Pd+Pst。表壓力：用壓力表測量所顯示的壓力。在壓力單位后用“g”標(biāo)注。絕對壓力：氣體的真實(shí)壓力，即表壓加上當(dāng)?shù)卮髿鈮?。在壓力單位后用“a”標(biāo)注。進(jìn)口壓力：指壓縮機(jī)進(jìn)口法蘭處的氣體壓力。用Pj表示。出口壓力：指壓縮機(jī)出口法蘭處的氣體壓力。用Pc表示。壓比：指壓縮機(jī)出口壓力和進(jìn)口壓力之比。用“”表示。=PcPj。4、功率：單位時(shí)間所作的功叫功率，常用單位是Kw。有效功率：用來提高氣體壓力所消耗的功率。用N有表示。內(nèi)功率：用于提高氣體壓力和克服內(nèi)損失

17、（流動和泄漏）所消耗的功率。用Ni表示。軸功率：用于提高氣體壓力和克服內(nèi)、外損失（機(jī)械損失）所消耗的功率，也就是驅(qū)動壓縮機(jī)所需要的功率。用Ns表示。4、 效率：效率是評價(jià)透平壓縮機(jī)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，用表示。效率是相對值，為因次量。對透平壓縮機(jī)來說，它表示氣體通過壓縮后，氣體所獲得的有效功與實(shí)際耗功的比值，即：=氣體獲得的有效功實(shí)際耗功由于氣體在壓縮過程中要發(fā)生各種損失，所以效率總是小于1的。多變效率：指多變壓縮功hpol與實(shí)際總耗功htot之比。用pol表示。絕熱效率：指絕熱壓縮功had與實(shí)際總耗功htot之比。用ad表示。等溫效率：指等溫壓縮功his與實(shí)際總耗功htot之比。用is表示。6

18、、轉(zhuǎn)速：指壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子在單位時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)動速度，用n表示，其單位為r/min(轉(zhuǎn)/分)。7、溫度一般用攝氏溫度t（）表示，在工程計(jì)算中多采用絕對溫度T（K）來表示，兩者之間的換算關(guān)系為：TK=t+273.15每臺壓縮機(jī)必須標(biāo)出其流量、壓力、轉(zhuǎn)速、功率等主要性能參數(shù)，并注明其進(jìn)氣條件（進(jìn)氣壓力、溫度、相對濕度）和介質(zhì)種類。二、主要術(shù)語1、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：指壓力為760mmHg，溫度為0的干空氣。若為濕標(biāo)態(tài)，須注明。2、濕度：表示大氣干濕程度的物理量。3、絕對濕度：指單位體積空氣中所含的水蒸氣質(zhì)量。4、相對濕度：指空氣中實(shí)際所含水蒸氣密度和同溫度下飽和水蒸氣密度的百分比值。用表示。5、多變壓縮過程：壓縮過程

19、與外界有（或無）熱交換，過程方程指數(shù)為m的壓縮過程。1<m<k。6、絕熱壓縮過程：壓縮過程與外界沒有熱交換，過程方程指數(shù)為K的壓縮過程。7、等溫壓縮過程：保持溫度不變的壓縮過程，過程方程指數(shù)等于1.8、氣體常數(shù)R：R=8314（是分子量），對每一種氣體它是一個(gè)常數(shù)，單一氣體可以查表，混合氣體可以計(jì)算。氣體常數(shù)單位為Jkg·k。9、絕熱指數(shù)K：氣體的定壓比熱與定容比熱之比。10、馬赫數(shù)M：表征氣體可壓縮性的無因次數(shù)，它表示慣性力與氣體彈性力的比值，等于氣流速度與當(dāng)?shù)匾羲僦戎怠?1、雷諾數(shù)Re：表征粘性流體流動狀態(tài)的無因次數(shù)，等于慣性力與粘性力的比值。12、幾何相似：兩臺風(fēng)

20、機(jī)流道的所有幾何尺寸（包括流道表面粗糙度）對應(yīng)值之比等于常數(shù)。13、運(yùn)動相似：兩臺風(fēng)機(jī)在幾何相似的基礎(chǔ)上，流道中各對應(yīng)點(diǎn)處的速度比值相等，個(gè)對應(yīng)點(diǎn)的速度三角形相似。14、動力相似：在幾何相似和運(yùn)動相似的基礎(chǔ)上，兩臺風(fēng)機(jī)對應(yīng)點(diǎn)上性質(zhì)相同的力大小成比例，方向相同。平衡管道：在壓縮機(jī)上設(shè)有一個(gè)高壓平衡管道和排空管道，高壓平衡管道的作用是將排氣側(cè)的高壓氣體引向進(jìn)氣側(cè)的平衡活塞，用來平衡一部分由于氣動而引起的指向進(jìn)氣側(cè)的軸向推力，以減輕止推軸承的負(fù)載，增加止推軸承的壽命。排空管道：是將排氣側(cè)的密封后的泄漏氣體及機(jī)殼與葉片承缸之間的泄漏氣體排向大氣。第二章 軸流壓縮機(jī)的基本工作原理本章要介紹軸流壓縮機(jī)的基

21、本工作原理、壓縮過程、壓縮功、效率、流量系數(shù)，能量頭系數(shù)、反動度等概念。第一節(jié) 全靜葉可調(diào)軸流壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu)與工作過程一、典型結(jié)構(gòu)（如圖21）一臺全靜葉可調(diào)軸流壓縮機(jī)主要由機(jī)殼、轉(zhuǎn)子、葉片承缸、調(diào)節(jié)缸、進(jìn)口圈、擴(kuò)壓器、軸承等組成。圖 21軸流壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu)示意圖1-平衡管道；2-進(jìn)口圈；3-機(jī)殼；4-進(jìn)口蝸室；5-調(diào)節(jié)缸；6-葉片承缸；7-轉(zhuǎn)子；8-擴(kuò)壓器；9-排氣蝸室；10-排氣管道；11-軸承箱1、機(jī)殼：又稱外缸，即為支承內(nèi)部件（如葉片承缸、調(diào)節(jié)缸等）之用，又輔助作為進(jìn)氣、排氣蝸室。2、調(diào)節(jié)缸：又稱中缸，通過軸向移動改變靜葉角度，從而改變壓縮機(jī)的工作工況。若為靜葉固定型軸流壓縮機(jī)，則無

22、調(diào)節(jié)缸。3、葉片承缸：又稱內(nèi)缸，支承靜葉，又作為氣體在壓縮過程中氣流通道。4、轉(zhuǎn)子：是壓縮機(jī)的最重要部件，在轉(zhuǎn)子上裝有多級動葉。通過轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)來提高氣體壓力。5、進(jìn)口圈：又稱收斂器，它使氣流逐漸均勻和適當(dāng)加速。6、擴(kuò)壓器：它將壓縮氣體中一部分動能進(jìn)一步有效轉(zhuǎn)化為壓力能。7、軸承：支承壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子用。包含支承軸向（徑向）和軸向推力軸承。二、軸流壓縮機(jī)的工作過程：一級動葉與緊跟其后的一級靜葉構(gòu)成軸流壓縮機(jī)的一個(gè)級。這種首尾相接、串聯(lián)而成的各個(gè)級構(gòu)成軸流壓縮機(jī)最主要的工作部分，即壓縮機(jī)的通流部分。軸流壓縮機(jī)的整個(gè)流道由進(jìn)氣管、進(jìn)氣蝸室、進(jìn)氣圈、進(jìn)口導(dǎo)流葉片、通流部分、擴(kuò)壓器、排氣蝸室、排氣管組成。

23、其過程是：氣流首先通過進(jìn)氣管進(jìn)入進(jìn)氣蝸室，氣體在進(jìn)氣蝸室中的流動不均勻。氣體由進(jìn)氣蝸室進(jìn)一步流入進(jìn)口圈（又稱收斂器），氣流逐漸均勻軸向流動，并適當(dāng)加速。進(jìn)口圈后是第0級進(jìn)口導(dǎo)葉（又稱進(jìn)氣導(dǎo)流器），氣流經(jīng)過導(dǎo)葉后更加均勻并以一定的速度和方向進(jìn)入第一級靜葉和后面的通流部分。當(dāng)氣流通過最后一級動葉和最后一級靜葉后進(jìn)入擴(kuò)壓器。擴(kuò)壓器的作用是將大部分動能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為壓力能，提升壓力。從擴(kuò)壓器出來的高壓氣體進(jìn)入排氣蝸室，改變方向流至排氣管處。通過與排氣法蘭連接的管道送入工藝系統(tǒng)供風(fēng)。氣體流經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)的動葉時(shí)，動葉將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的壓力能和動能，從而提高了氣體的壓力和速度。在能量轉(zhuǎn)變過程中有少部分機(jī)械能通

24、過其他損失方式轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，故壓縮過程中氣體溫度會逐漸提高。氣體流經(jīng)靜葉時(shí)，一方面將部分動能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為壓力能，起到擴(kuò)壓作用，另一方面將氣體以一定速度和方向引入下一級動葉，通過一級氣體的壓力提高了。對于一般固定式軸流壓縮機(jī)葉柵，其單級壓比通常為1.11.25。故一臺軸流壓縮機(jī)往往是通過多級的串聯(lián)工作達(dá)到所需要的壓力。軸流式壓縮機(jī)的命名緣于氣體在逐級壓縮過程中基本是沿軸向方向流動的。第二節(jié) 軸流壓縮機(jī)的基本研究方法氣流通過級時(shí)，從外界獲得能量，提高了壓力，所以級是軸流壓縮機(jī)最基本的工作單元，只要掌握了級中的氣流特點(diǎn)與增壓原理，即可了解其他各級以至整臺壓縮機(jī)的工作原理了。級中的流動，主要是分析1、2

25、、3、特征截面，如圖22所示。即使在這些特征截面上，氣流的流動情況也是很復(fù)雜的。例如動葉根部和頂部的圓周速度就大不相同，各截面的葉型角度也不相同。也就是說，由于所處半徑位置的不同，葉片沿徑向各截面的流動情況是各異的。故研究討論時(shí)，先化整為零，從分析某一截面的流動情況入手，掌握了不同截面的流動后，再化零為整，將各個(gè)截面進(jìn)行疊加，進(jìn)而了解整個(gè)級及整臺壓縮機(jī)中的氣流流動情況。因而引入基元級和平面葉柵。基元級：設(shè)想用一個(gè)軸線和壓縮機(jī)軸線重合的圓柱面去割切級的葉片排，得到兩排葉片（動、靜葉）的切面，這樣的動葉環(huán)形葉柵和靜葉環(huán)形葉柵組成了一個(gè)基元級。平面葉柵：假定環(huán)形葉柵的半徑無限大，即將基元級在平面上展

26、開，而得到平面葉柵，用平面葉柵代替環(huán)形葉柵，既方便又基本上符合實(shí)際情況。研究壓縮機(jī)中氣體流動與工作原理可先從基元級著手，進(jìn)而研究級，最后整個(gè)多級壓縮機(jī)的工作情況。第三節(jié) 基元級葉型與葉柵主要幾何參數(shù)基元級平面葉柵是由一定數(shù)量的相同葉型，相隔一定距離，按照給定的要求排列組成的。要了解氣流在葉柵中的流動，必須先對葉型和葉柵有所了解。下面介紹基元級葉型與葉柵的主要幾何參數(shù)與氣流特征角。一、葉型幾何參數(shù)（圖23）型面葉型型線所包圍的切面。中線葉型型線內(nèi)切圓圓心的連線。b弦長，連接中線兩端點(diǎn)的長度。c葉型最大厚度。c=cb葉型相對厚度。f葉型中線最大撓度。f=fb葉型相對撓度。a葉型前緣至最大撓度處的距

27、離，相對距離a=ab。e葉型前緣至最大厚度處的距離，相對距離e=eb。x1前緣方向角，葉型前緣點(diǎn)處中線的切線與葉弦所形成的夾角。x2后緣方向角，葉型后緣點(diǎn)處中線的切線與葉弦所形成的夾角。=x1+x2葉型彎曲角。r1葉型前緣小圓半徑。r2葉型后緣小圓半徑。二、葉柵幾何參數(shù)（圖24）葉柵前額線各葉型前緣點(diǎn)之連線。葉柵后緣線各葉型后緣點(diǎn)之連線。t柵距，葉柵中兩相鄰葉型在圓周方向之距離。t=tb相對柵距。bt葉柵稠度，它反映了葉柵中葉型的稠密程度。b葉型安裝角，葉弦與圓周方向之夾角。1A進(jìn)口安裝角，葉型前緣點(diǎn)中線切線與圓周方向之夾角。2A出口安裝角，葉型后緣點(diǎn)中線切線與圓周方向之夾角。=2A-1A葉型

28、彎曲角。三、氣流特征角（圖24）1氣流進(jìn)口角，是氣流進(jìn)口相對速度1與葉柵前額線之夾角。2氣流出口角，是氣流出口相對速度1與葉柵后額線之夾角。i=1A-1氣流進(jìn)口沖角。=2A-2氣流出口落后角。=2-1氣流轉(zhuǎn)折角。攻角，葉弦與平均速度Wm（或Cm）之夾角，它是研究弧立葉型的主要?dú)饬魈卣鹘?。第四?jié) 基元級增壓原理一、氣流在基元級中的流動在基元級中葉柵所構(gòu)成的通道是彎曲、擴(kuò)張、流線形的。如有氣體以亞音速氣流流過擴(kuò)張形通道時(shí)，其速度減小，靜壓提高。氣體在動葉的轉(zhuǎn)動下獲得了動能與壓力能，由動葉進(jìn)口向出口移動，造成了后面靜葉的進(jìn)口 以軸流壓縮機(jī)中動葉柵在前，靜葉柵在后，構(gòu)成一個(gè)級。氣體先在動葉柵中得到外加

29、能量，一方面加大了氣流的動能，同時(shí)又增加了氣體的壓力能，其中動能的一部分在后面的靜葉柵中，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為壓力能，于是通過一個(gè) 壓力提高了。分析基元級中的氣流速度的變化。見圖26，設(shè)動葉進(jìn)口氣流 C1是軸向的，動葉隨轉(zhuǎn)子以圓周速度U運(yùn)動，則U為牽連速度，那么 動葉柵的相對速度為W1，有：C1=W1+U如氣流以相對速度為W1離開動葉柵，動葉柵出口的氣流的絕對壓力 則有：C2=W2+U即氣流以C2速度進(jìn)入后面的靜葉柵，并在靜葉柵中轉(zhuǎn)向減速，以C3速度流出，進(jìn)入下一級。由于動、靜葉柵通道都是擴(kuò)張形的，f1d>f1d,f3s>f2s,所以有：W2<W1, C3<C2則 P2>

30、P1 ,P3>P2于是 P3>P2>P1 即基元級中氣體壓力得到了提高。二、動葉柵對氣體做功在動葉柵中，外界傳給氣體的能量ht可根據(jù)伯努利方程和歐拉動量矩方程分析表示如下：ht=12dp+C22-C122+hr1-2ht=C22-C122+W22-W122式中：hr1-2動葉柵中的損失功。將上兩式合并，得出動葉柵中相對運(yùn)動的伯努利方程式： W22-W122=12dp+hr1-2 21可見，相對速度減少所轉(zhuǎn)換的能量，等于動葉柵中氣體升壓的壓縮功和克服流動損失功之和。三、靜葉柵中氣體壓力的提高在靜葉柵中無外功加入，只存在能量轉(zhuǎn)換，其伯努利方程式為：0=23dp+C32-C222h

31、r2-3或 C32-C222=23dp+hr2-3 22式中：hr2-3導(dǎo)流葉柵中的損失功。可見，速度減?。〝U(kuò)壓效果）相應(yīng)地使氣體繼續(xù)壓縮并克服流動損失。四、基元級中能量分析基元級中的能量轉(zhuǎn)換為動葉柵與靜葉柵中能量轉(zhuǎn)換的總和。將式21和22相加得：W12-W222+C22-C322=12dp+23dp+hr1-2+hr2-3改寫成：W12-W222+C22-C122+C12-C322=13dp+hr1-3或 ht=13dp+C32-C122+hr1-3 23式中：13dp=12dp+23dphr1-3=hr1-2+hr2-3式23充分說明了基元級中能量轉(zhuǎn)換機(jī)理，即加入基元級的外功，用于壓縮氣體

32、以提高氣體的壓力，克服流動損失，使氣體動能發(fā)生變化。式23即基元級的伯努利方程式。五、基元級速度三角形圖26上示出了氣流在動葉柵和靜葉柵中的變化規(guī)律，為方便起見，常將動葉柵進(jìn)、出口的速度三角形畫在一起，圖27所示。該圖作兩點(diǎn)假設(shè)：（1）基元級u1=u2=u；（2）氣體密度和通流截面變化不大，C1Z=C2Z=CZ。在導(dǎo)流葉柵中，氣流以絕對速度C2，氣流角2進(jìn)入，而以絕對速度C3，氣流角3流出，一般C3C1，31。第五節(jié) 壓縮過程、壓縮功及效率壓縮過程主要是絕熱壓縮、等溫壓縮和多變壓縮過程。絕熱壓縮是指與外界無熱交換，同時(shí)又無損失的理想過程。應(yīng)更確切的叫“絕熱等熵壓縮過程”。多變指數(shù)m=k.等溫壓

33、縮過程是指始終與外界有熱交換，且壓縮終了溫度和過程間溫度與初態(tài)溫度相等的壓縮過程。多變指數(shù)m=1。多變壓縮過程是指過程中有損失，可與外界無熱交換或有熱交換（如進(jìn)行中間冷卻時(shí)）的壓縮過程。多變指數(shù)m為：和外界有熱交換時(shí)，1<m<k；和外界無熱交換時(shí)，m>k。圖28表示了TS圖上的各種壓縮過程，圖29表示了P圖上的各種壓縮過程，在P圖上，各壓縮過程線所包含的面積表示了各個(gè)過程的壓縮功。不同壓縮過程的壓縮功表示在TS圖上，見圖210。其中：面積2ad1bcd2ad表示絕熱壓縮功Had； 面積1bcd1表示等溫壓縮功Hpol； 面積21bcd2表示多變壓縮功Hpol； 面積21ba2

34、表示流動損失所轉(zhuǎn)換的焓增Hr。Hpol比Had多出了一塊小面積212ad2表示絕熱壓縮功Had，用Hr表示，稱為熱阻損失。熱阻損失的物理意義是：在實(shí)際壓縮過程中，由于流動損失對氣體加熱，使得氣體的體積增大而額外增加的壓縮功。面積1dcb1表示等溫壓縮功His。壓縮機(jī)在工作過程中，損失是客觀存在的，故外界傳給氣體的能量不能全部轉(zhuǎn)換為氣體的有效能量。為此，我們用效率來表征壓縮機(jī)在工作過程中能量轉(zhuǎn)換的完善程度。效率有多種表達(dá)形式，但無論采用哪種表達(dá)形式，它們的本質(zhì)是一致的，即它們的耗功是相同的。一、絕熱壓縮功Had及絕熱效率ad過程方程式為：PK=常數(shù)絕熱壓縮功為：Had=KK-1RT1P2P1K-

35、1K-1絕熱效率為：ad=HadHpol+Hr=T2ad-T1T2-T1絕熱效率的意義是：用于實(shí)際壓縮氣體的多變壓縮功和克服流動損失的耗功中，有多少轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的有用功。它表征了壓縮機(jī)通流部分完善程度，有多少轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的有用功。因而，它表征了壓縮機(jī)通流部分的寄送程度，即當(dāng)流動損失Hr減少時(shí)，熱阻損失Hr也相應(yīng)減少，Hpol也減少，而Had不變，則ad增加。在壓縮機(jī)中，理想的絕熱壓縮過程是不能實(shí)現(xiàn)的。但它可以作為一個(gè)比較標(biāo)準(zhǔn)，即實(shí)際過程越接近絕熱過程，熵增越小，則說明壓縮級中的損失越小。二、多變壓縮功Hpol及多變效率pol過程方程式為：Pm=常數(shù)多變壓縮功為：Hpol=mm-1RT1P2P1m-

36、1m-1多變效率為：pol=HpolHpol+Hr并有指數(shù)系數(shù)：=mm-1=kk-1pol因?yàn)镠pol>Had，故pol>ad，所以在談到壓縮機(jī)效率或級效率時(shí)，應(yīng)指明是哪種效率。兩種效率的關(guān)系為：ad=P2P1K-1K-1P2P1K-1Kpol-1三、等溫壓縮功His及等溫效率is過程方程為：P=常數(shù)等溫壓縮功為：His=RTlnP2P1等溫效率為: is=His(Hpol+Hr)(Hpol+Hr)是具有中間冷卻的壓縮機(jī)各段或各級的熱焓增值之和。等溫效率不能作為評定壓縮機(jī)通流部分完善程度的指標(biāo)。因?yàn)槔鋮s器及其影響很大。因此，它主要用來評價(jià)包括冷卻系統(tǒng)在內(nèi)的透平壓縮機(jī)裝置的動力經(jīng)濟(jì)性

37、的指標(biāo)。因?yàn)榈葴貕嚎s功最小，所以帶有多次冷卻的等溫壓縮機(jī)需要的功率最小。另外，如果實(shí)際過程越接近等溫過程，則壓縮機(jī)的等溫效率越高。第六節(jié) 流量與流量系數(shù)、能量頭與能量頭系數(shù)、反動度與預(yù)旋本節(jié)討論軸流壓縮機(jī)流量系數(shù)、能量頭系數(shù)、反動度等相關(guān)概念。一、流量及流量系數(shù)葉柵的進(jìn)口容積流量為： V1=4DG2-DN2C1Z=4DN2（Y12-1）C1Z 2424式表達(dá)了壓縮機(jī)的童柳能力與通流面積和氣流軸向速度C1Z有關(guān)，而氣流氣流軸向速度C1Z與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)。定義流量系數(shù)為=C1Zu,是個(gè)無因次參數(shù)，用來表征級的通流能力。一般平均半徑處基元級的流量系數(shù)m=0.50.75,葉頂處G=0.30.5（大者可

38、達(dá)0.7）。二、能量頭及能量頭系數(shù)1、動葉柵傳給單位質(zhì)量氣體的機(jī)械功稱為理論能量頭ht=u(C2u-C1u) (歐拉動量矩方程)該式又表達(dá)為：ht=uCz(ctg1-ctg2)要增加級的壓比，則必須增加級的理論能量頭。其途徑有：（1）增加葉輪的圓周速度u（或DG），但它受到葉片材料強(qiáng)度的限制。目前固定式壓縮機(jī)uG=150300m/s,運(yùn)輸式壓縮機(jī)uG=200370m/s。（2）增大氣流轉(zhuǎn)折角=2-1，但過大會使氣流易于脫離，流動惡化，一般<40°45°。（3）增加軸向速度，但主要是引起動壓頭增大，且會引起馬赫數(shù)增大的負(fù)效應(yīng)。由于受到上述種種限制，單級軸流壓縮機(jī)的增壓比

39、是不大的，一般亞音速壓縮機(jī)級的壓比1.351.45，固定式壓縮機(jī)級的壓比約1.101.25.2、有效能量頭氣體從壓縮機(jī)基元級所獲得的有效能量頭用had或hpol表示。had=kk-1RT1P3P1K-1K-1hpol=mm-1RT1P3P1m-1m-13、對于基元級，理論能量頭系數(shù)定義為：ht=htu2=C2u-C1uu則有ht=(ctg1-ctg2)4、有效能量頭系數(shù)分別有：had=hadu2hpol=hpolu25、級的理論能量頭系數(shù)為：Ht=htut2當(dāng)圓周速度一定時(shí)，能量頭系數(shù)就表征了能量的大小。所以，它是表征能量的無因次參數(shù)，是軸流壓縮機(jī)設(shè)計(jì)、特性及相似的主要參數(shù)之一。三、反動度及預(yù)

40、旋1、反動度（或稱反作用度）在動葉柵中增加的理論靜壓能量頭hst與動葉柵傳給氣體的能量頭ht之比稱為反動度，用表示，即：=hstht其中 hst=ht-C22-C122當(dāng)C1Z=C2Z=CZ，可寫成下面的形式：=1-C2u+C1u2u=1-C1uu-Cu2u=W1u+W2u2u=2(ctg1+ctg2)式中Cu=C2u-C1u，稱為扭速。它表征氣流在葉柵中繞流現(xiàn)象，與氣流轉(zhuǎn)折角的意義是一致的，并且Cu=Wu=W1u-W2u。2、幾種典型反動度的基元級圖211示出了四種典型反動度的基元級的速度三角形?，F(xiàn)假定它們具有相同的圓周速度u、軸向速度CZ扭速Cu(或Wu)，則四者具有相同的流量系數(shù)、理論能

41、量頭系數(shù)ht，即相當(dāng)于它們具有相同的流量和能量頭。如果進(jìn)改變反動度，從圖211中可以看出，動葉柵進(jìn)、出口速度三角形具有不同的形式，且各具特點(diǎn)。下面分別討論之。(1) =0的基元級W1=W2 且W1u=-W2uhst=0, ht=C22-C122這種動葉柵的形式稱為沖動式級，其意義是指動葉柵傳給氣體的能量全部轉(zhuǎn)換為氣體的動能。為了達(dá)到所要求的級壓比，必須要求靜葉柵具有大的擴(kuò)壓度（或氣流轉(zhuǎn)折角=3-2），因而容易引起靜葉柵負(fù)荷過大而增加損失。另外，C2很大，也使其損失增大。故軸流壓縮機(jī)一般不采用=0的級。（2）=0.5的基元級C1=W2， C2=W1hst=W12-W222=C22-C122=12

42、ht這種基元級的特點(diǎn)是動葉柵進(jìn)口和出口速度三角形對稱，級壓升在動、靜葉中平均分配，損失較小，效率較高。故在設(shè)計(jì)中，特別是在高壓比的級中多采用=0.5的級。（3）=1.0的基元級C1=-C2u, C1=C2hst=W12-W222=ht這種基元級的特點(diǎn)是在動葉柵進(jìn)、出口絕對速度相等，方向相反，理論靜壓能量頭全部在動葉柵中獲得。在靜葉柵中，氣流僅改變方向，而無擴(kuò)壓作用。故在固定靜葉壓縮機(jī)或固定式壓縮機(jī)中常采用=1.0的基元級，但應(yīng)注意W1過大而使Mw1超過許可的值。(4) =0.750.9的基元級C1u=0, C1=C1z , W1u=u這種基元級的特點(diǎn)是軸向進(jìn)氣，動葉柵前可不設(shè)導(dǎo)流葉柵（進(jìn)氣整流

43、葉柵或可調(diào)進(jìn)氣導(dǎo)葉除外），因而能減小整機(jī)軸向尺寸。這種基元級的速度三角形及基形介于=0.5和=1.0的之間，其工作特點(diǎn)也介于二者之間。3、預(yù)旋預(yù)旋，即氣流進(jìn)入動葉柵前具有預(yù)先旋繞，用C1u來表示其值的大小。當(dāng)C1u>0（即預(yù)旋方向與圓周速度方向一致）時(shí)，稱為正預(yù)旋；當(dāng)C1u<0, 稱為負(fù)預(yù)旋；當(dāng)C1u=0時(shí)，為軸向進(jìn)氣，即C1=Cz。如果u、Cz和Cu(或Wu)不變，這時(shí)不同的反動角就是改變預(yù)旋所致。而且改變預(yù)旋，也改變了W1和C2的數(shù)值，下面簡述預(yù)旋的作用。（1）正預(yù)旋（=0.5）從圖211中軸向進(jìn)氣的速度三角形可以看出，=1.0時(shí)，W1是進(jìn)、出口速度的最大值，即馬赫數(shù)Mw1最大

44、，當(dāng)圓周速度很大時(shí)，Mw1可能超過一般亞音速葉柵所允許的值。為此，在大圓周速度的情況下，可以用正預(yù)旋來減小W1和Mw1，如=0.5的級。但是，當(dāng)C1u增加到使得<0.5時(shí),雖然W1減小了，C2卻增加到C2>W1,如=0就是明顯的例子。這時(shí)MC2達(dá)極大值，也會超過所允許的值。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，在平均半徑處<0.5是不采用的。（2）負(fù)預(yù)旋（=1.0）當(dāng)=1.0時(shí)，C1u<0, W1為速度三角形的最大值。但是，如果圓周速度u本身不大，而Mw1任然在所允許的范圍內(nèi)時(shí)，則采用負(fù)預(yù)旋（如=1.0葉柵）可以增加級的壓比，所以=1.0的級常應(yīng)用于低圓周速度的固定式壓縮機(jī)中。第三章 軸

45、流壓縮機(jī)選型壓縮機(jī)是高爐、石化等應(yīng)用領(lǐng)域里重要的動力供風(fēng)設(shè)備，因此，選取合適的壓縮機(jī)，使其安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，是保證正常生產(chǎn)、降低運(yùn)行成本的重要環(huán)節(jié)。一般壓縮機(jī)的選取原則是，“技術(shù)先進(jìn)，安全性好，效率高，能耗低，性能可靠”等。在本章中對不同壓縮機(jī)類型和型式進(jìn)行比較，供選擇壓縮機(jī)時(shí)參考。本章還簡單介紹了軸流壓縮機(jī)的選型參數(shù)、壓縮機(jī)與管網(wǎng)聯(lián)合工作方向的基本知識。第一節(jié) 軸流壓縮機(jī)與離心壓縮機(jī)的比較由于軸流壓縮機(jī)氣體壓縮過程的流到短且簡單，氣體轉(zhuǎn)向變化小，基本是沿軸流動，離心壓縮機(jī)壓縮氣體的流道長且有較多的急劇轉(zhuǎn)彎，因而軸流壓縮機(jī)損失小，效率高。另外，軸流壓縮機(jī)的葉柵在空氣動力學(xué)方面的理論研究和

46、試驗(yàn)工作相對比較充分，試驗(yàn)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)方法比較成熟，所以軸流壓縮機(jī)效率通常比離心壓縮機(jī)高8%10%。壓縮相同容積的氣體時(shí)，具有復(fù)雜流道的多級離心壓縮機(jī)機(jī)器尺寸比軸流壓縮機(jī)大得多，重量重成本高。因而離心壓縮機(jī)適合于中、小流量的場合，軸流壓縮機(jī)適合于中、大流量的場合。軸流式壓縮機(jī)：適合于大、中流量，中等壓力范圍，流量在950m3/min以上，一般流量越大越好，但一般受壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)限制，單臺最大流量一般小于17500m3/min；壓比一般適合于2.57.2。當(dāng)流量較大時(shí)可采用兩臺軸流并聯(lián)方式；當(dāng)壓力較低可采用特殊結(jié)構(gòu)；當(dāng)壓力更高時(shí)，可采用一臺軸流與一臺離心或一臺軸流串聯(lián)方式。采用全靜葉可調(diào)式軸流壓縮機(jī)，

47、調(diào)節(jié)工況范圍寬，不用放風(fēng)運(yùn)行，效率高，比離心式壓縮機(jī)效率高10%左右，省功節(jié)能，噪音低。離心式壓縮機(jī)：適合于1000m3/min以下流量，單缸離心壓縮機(jī)一般允許壓比小于9，壓比再大可采用一臺多缸串聯(lián)式離心式壓縮機(jī)。離心壓縮機(jī)效率低，能耗大；調(diào)節(jié)工況范圍窄，在較多情況下存在放風(fēng)損失；采用進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)，存在壓力損失，噪音大，但技術(shù)簡單，造價(jià)低。我國在5080年代由于軸流壓縮機(jī)技術(shù)落后，在流量1000m3/min到3000m3/min或4000m3/min以下多采用離心式壓縮機(jī)，如K3250、K4250、02700、AK1300等。現(xiàn)今由于軸流壓縮機(jī)技術(shù)日益成熟，流量在1000m3/min以上，已廣

48、泛采用效率高、節(jié)能效果較好的軸流壓縮機(jī)。全靜葉可調(diào)軸流壓縮機(jī)流量調(diào)節(jié)范圍（非等力工況調(diào)節(jié)）可達(dá)約50%115%以上，進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)離心式壓縮機(jī)的流量調(diào)節(jié)范圍（非等力工況調(diào)節(jié)）約為85%105%，而若為排氣管網(wǎng)自調(diào)的離心壓縮機(jī)只能沿其一條性能曲線調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍更小。離心式與全靜葉可調(diào)軸流式壓縮機(jī)工況調(diào)節(jié)范圍的比較見圖31。以一臺450m3高爐鼓風(fēng)機(jī)為例，軸流壓縮機(jī)與相應(yīng)的離心式壓縮機(jī)相比，由于效率高和沒有放風(fēng)損失等每年節(jié)能約275.6萬元。功率對照見表31。流量越大，節(jié)能越明顯。表31 軸流、離心式壓縮機(jī)在各工況點(diǎn)效率、耗功對比表壓縮機(jī)形式單位ABCDE進(jìn)口壓力Bar(A)0.9410.9410.

49、9610.9610.952進(jìn)口溫度23.223.2-7.3-7.39.0相對濕度%6060787870流 量Nm3/min21461717160918781985排氣壓力Bar(A)3.22.72.73.23.2軸流效率%87.588.28789.589.8耗功Kw70184679386752165928離心效率%84*81耗功Kw7490*6640說明：*點(diǎn)為離心風(fēng)機(jī)需放風(fēng)運(yùn)行。每度電按0.4元計(jì)，離心按15%時(shí)間放風(fēng)15%計(jì)，每年運(yùn)行8000小時(shí)，則軸流較離心節(jié)能：6640-5928×8000×0.4+6640×8000×15%×0.4=2

50、27.8+47.8=275.6萬元表32 同等裝置中軸流與離心式壓縮機(jī)的對比項(xiàng) 目軸 流 壓 縮 機(jī)離 心 壓 縮 機(jī)風(fēng)機(jī)體積小大風(fēng)機(jī)重量輕重機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性高，因風(fēng)機(jī)效率高，調(diào)節(jié)范圍寬低，因風(fēng)機(jī)效率低，調(diào)節(jié)范圍窄機(jī)組控制自動化控制手動操作風(fēng)機(jī)噪音低高基礎(chǔ)尺寸小大表33 軸流壓縮機(jī)與離心壓縮機(jī)的對比序 號項(xiàng) 目軸 流 式離 心 式1適用流量950m3/min以上950m3/min以下2適用壓比2.78中低壓比高中壓力3效率（8992）%一元流小于80%，三元流82%左右4調(diào)節(jié)方式靜葉角度調(diào)節(jié)或轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)或轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)5調(diào)節(jié)范圍AV型為（50125）%A型為（60120）%調(diào)節(jié)范圍很有限，難

51、以滿足不同工況6需否放風(fēng)不需要放風(fēng)常需放風(fēng)7調(diào)節(jié)穩(wěn)定性風(fēng)量風(fēng)壓波動小風(fēng)量風(fēng)壓波動大8起動速度快（1小時(shí)內(nèi)）慢（3小時(shí)）9噪音較低較高10經(jīng)濟(jì)性高、能耗小低，能耗大11技術(shù)密集程度高低12結(jié)構(gòu)復(fù)雜較簡單13制造成本高較低因此，建議流量在1000m3/min以上的鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)選用軸流式壓縮機(jī)有利于降低能耗和運(yùn)行成本。第二節(jié) 幾種不同形式的軸流壓縮機(jī)的比較一、靜葉可調(diào)式與變轉(zhuǎn)速（靜葉固定式）軸流壓縮機(jī)比較靜葉可調(diào)軸流壓縮機(jī)：喘振線比較平坦，調(diào)節(jié)范圍寬。一般工作轉(zhuǎn)速固定，原動機(jī)電動機(jī)或汽輪機(jī)，葉片振動頻率容易避開，安全性高。有調(diào)節(jié)缸，利于降低噪音。但采用電動機(jī)拖動時(shí)，機(jī)組布置時(shí)多一變速器。因有調(diào)節(jié)機(jī)

52、構(gòu)，靜葉可調(diào)軸流壓縮機(jī)成本較高。靜葉固定軸流壓縮機(jī)：一般須采用變轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)或可調(diào)速電機(jī)拖動。變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，避開葉片共振頻率和臨界轉(zhuǎn)速難度較大，故安全性差。噪音稍大，但無需調(diào)節(jié)缸和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，成本稍低。靜葉可調(diào)式與變轉(zhuǎn)速（靜葉固定式）軸流壓縮機(jī)工況調(diào)節(jié)范圍比較，前者比后者一般大1030%左右，見圖32。若用戶要求工況調(diào)節(jié)范圍較大時(shí)，建議選用靜葉可調(diào)式軸流壓縮機(jī)。二、全靜葉可調(diào)與部分靜葉可調(diào)軸流壓縮機(jī)的比較全靜葉可調(diào)軸流壓縮機(jī)：在變工況運(yùn)行時(shí)，由于其每級靜葉角度均可作相應(yīng)的改變，因而避免了壓縮機(jī)過早發(fā)生喘振或阻塞，減少氣流在流動中是沖擊損失，有利于增大調(diào)節(jié)范圍和提高效率，但設(shè)計(jì)制造成本稍高。部分靜葉可

53、調(diào)軸流壓縮機(jī)：前幾級靜葉角度可根據(jù)工況變化而進(jìn)行調(diào)節(jié)，但其余后面靜葉固定，容易導(dǎo)致壓縮機(jī)在部分變工況區(qū)域運(yùn)行時(shí)提前喘振或阻塞，同時(shí)增大后面級的沖擊損失，因而調(diào)節(jié)范圍窄、效率較低。部分靜葉可調(diào)與全靜葉可調(diào)軸流壓縮機(jī)工況調(diào)節(jié)范圍比較，后者一般比前者大約520%，見圖33。建議盡量選用全部靜葉可調(diào)型式，有利于降低能耗，增大調(diào)節(jié)范圍。三、等內(nèi)徑與等外徑軸流壓縮機(jī)的比較等內(nèi)徑軸流壓縮機(jī)：指每級動葉根部的流道直徑都相等，見圖21。等外徑軸流壓縮機(jī)：指每級動葉頂部的流道直徑都相等，見圖34。等內(nèi)徑式軸流壓縮機(jī)，各級內(nèi)徑相等，均徑與外徑逐級下降，Um逐級減少，因而加工量減少，級數(shù)要增多，軸向尺寸長。通流部分葉高逐級下降的速度較等外徑慢，其末級葉片較后者較高，故流動損失較小，效率較高。另外，轉(zhuǎn)子加工較容易。相應(yīng)的等外徑式軸流壓縮機(jī)，級數(shù)較少，效率較低，末級容易出現(xiàn)阻塞，因而調(diào)節(jié)范圍較窄，轉(zhuǎn)子加工較難。對于固定式軸流壓縮機(jī)建議選用等內(nèi)徑，有利于降低能耗，增大調(diào)節(jié)范圍。四、空心轉(zhuǎn)子軸流壓縮機(jī)與實(shí)心轉(zhuǎn)子軸流壓縮機(jī)的比較空心轉(zhuǎn)子指主軸中間段加工為空心，轉(zhuǎn)子較輕，容易啟動，但轉(zhuǎn)子剛性較差，檢修維護(hù)難度較大，實(shí)心轉(zhuǎn)子則加工容易，剛性大，幾乎不需要檢修和維