离心压缩机原理及结构陕西鼓风机集团PPT课件

1、第一章：概述 一、 按压缩气体的方式不同，压缩机通常分为两类： 容积式和透平式。 一般容积式压缩机宜用于中小流量的场合； 透平式压缩机宜用于大流量的场合。从能量观点来看：压缩机是把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械。容积式压缩机气体压力的提高是利用气体容积的缩小来达到的。透平式压缩机气体压力的提高是利用叶轮和气体的相互作用来达到。 第1节 压缩机械的分类第1页/共63页第2页/共63页气体压缩机气体压缩机容积式透平式往复式回转式活塞式柱塞式隔膜式罗茨式叶氏式螺杆式滑片式离心式轴流式斜流式复合式按压缩气体的方式按压缩气体的方式第3页/共63页 二、 按气流运动方向分类 1. 离心式气体在压缩

2、机中的流动方向大致与旋转轴相垂直。 2. 轴流式气体在压缩机中的流动方向大致与旋转轴相平行。 3. 斜流式气体在压缩机中的流动方向介于离心式和轴流式之间，流动方向与旋转轴成某一夹角。 4. 复合式在同一台压缩机内，同时具有轴流式与离心式（斜流式）工作叶轮，一般轴流在前，离心在后。 第1节 压缩机械的分类第4页/共63页第5页/共63页三. 按压力分类 透平式压缩机械按出口压力高低可分为通风机、鼓风机、压缩机。 1. 通风机：指大气压在101325 Pa，温度为20,出口全压值小于15 Kpa（表压）的风机。 2. 鼓风机：指升压在15 Kpa200Kpa（表压）之间或压比大于1.15小于3的风

3、机。 3. 压缩机：指升压大于200 Kpa（表压）或压比大于3的风机。 第1节 压缩机械的分类第6页/共63页 四、 其它分类 （1） 按用途分类 根据风机用于某种装置的名称或者在装置中的作用来命名分类：如高炉鼓风机、催化裂化主风机、转炉煤气鼓风机、锅炉引风机、烧结鼓风机。 （2） 按输送介质分类 如：氨气压缩机、氧气压缩机、氢气压缩机、天然气压缩机等。 名词解释 透平机械：透平是英语Turbine的音译，其意思可以译为涡轮机械，它泛指具有叶片或叶轮的旋转机械，如汽轮机、燃气轮机、水轮机等。 第1节 压缩机械的分类第7页/共63页一、主要术语 1、标准状态： 指压力为760 mmHg,温度为

4、0的干空气. 2、湿度： 表示大气干湿程度的物理量，分为：绝对湿度：指单位体积空气中所含水蒸汽质量。相对湿度：指空气中实际所含水蒸汽密度和同温度下饱含水蒸汽密度的百分比值，用 表示. 3、气体常数R：R=8314/J/kg.k(是分子量)，对每一种气体它是一个常数，单一气体可查表，混合气体可以计算 4、绝热指数：气体的定压比热与定容比热之比第2节：离心式压缩机的主要术语和技术参数第8页/共63页二、主要的技术参数 、 介质：压缩机输送的气体及成份。 2、流量：又称风量，指单位时间内流经压缩机的气体量，通常用容积流量和质量流量来表示。 容积流量指单位时间内流经压缩机的气体容积量。用表示，常用单位

5、m3/min。（应注明是进口还是出口，不注明，一般按进口法兰处容积流量考虑。） 质量流量指单位时间内流经压缩机的气体质量。用表示，常用单位kg/sec,如果忽略外泄量，压缩机进口与出口处质量流量是相等的。 标准状态容积流量又称标态流量，指标准状态下（压力为101325 Pa,温度为0）的容积流量,用QN表示,常用单位Nm3/min。 第9页/共63页 3、 温度：一般用摄氏温度t ()表示,在工程计算中多利用绝对温度T(K)来表示,两者之间的关系为T= t +273.15 4、 压力：气体在单位面积的容器壁上所作用的力叫做气体压力。其单位有mmH2O、mmHg、kgf/cm2、Pa、Mpa、b

6、ar等。 5、 功率：单位时间所做的功叫功率，常用单位是KW。 内功率用于提高气体压力和克服内损失（流动和泄漏）所消耗的功率，用Ni表示。 轴功率用于提高气体压力和克服内、外损失（机械）所消耗的功率，也就是驱动压缩机所需要的功率，用NS表示。 6、 转速：指压缩机转子在单位时间内的转动速度，用n表示，其单位为r/min。 每台压缩机必须标出其流量、压力、转速、功率等主要性能参数，并注明其进气条件和介质种类。 第10页/共63页第2章 离心压缩机的工作原理。 气体由吸气室吸入，通过叶轮对气体做功，使气体压力、速度、温度提高。然后流入扩压器，使速度降低，压力提高。弯道和回流器主要起导向作用，使气体

7、流入下一级继续压缩。最后，由末级出来的高压气体经涡室和出气管输出。 由于气体在压缩过程中温度升高，而气体在高温下压缩，消耗功将会增大，为了减少压缩耗功，故对压力较高的离心式压缩机在压缩过程中采用中间冷却器，即由某中间级出口的气体，不直接进入下一级，而是通过蜗室和出气管，引到外面的中间冷却器进行冷却，冷却后的低温气体，再经吸气室进入下级压缩。 离心式压缩机零件很多，这些零件又根据它们的作用组成各种部件。我们把离心式压缩机中可以转动的零部件统称为转子，不能转动的零、部件称为静子。第11页/共63页第12页/共63页第1节 转子 转子是离心压缩机的主要部件，它是由主轴、叶轮、平衡盘等组成的。一、 叶

8、轮 叶轮也称为工作轮，它是压缩机中最重要的一个部件。气体在叶轮叶片的作用下，跟着叶轮做高速的旋转。而气体由于受旋转离心力的作用以及在叶轮里的扩压流动，使气体通过叶轮后的压力得到了提高。此外，气体的速度能也同样在叶轮里得到了提高。因此可以认为叶轮是使气体提高能量的唯一途径。 叶轮是由轮盘、轮盖和叶片组成，这种叶轮称为闭式叶轮。 按照工艺方法的不同，叶轮又可以分为铆接叶轮，焊接叶轮，铣制焊接叶轮和整体铸造叶轮。 第13页/共63页第14页/共63页 二、主轴 主轴上安装所有的旋转零件，它的作用就是支持旋转零件及传递转矩。主轴的轴线也就确定了各旋转零件的几何轴线。 主轴通常为阶梯轴，以便于零件的安装

9、。各阶梯的突肩起轴向定位作用。也可采用光轴，因为它具有形状简单，加工方便的特点。 第15页/共63页三、 平衡盘 在多级离心压缩机中,由于每级叶轮两侧的气体作用力的大小不等,使转子受到一个指向低压端的合力，这个合力称为轴向力。轴向力对于压缩机的正常运转是不利的，它使转子向一端窜动。甚至使转子与机壳相碰，造成事故。因此要设法平衡（消除）它。 平衡盘就是利用它的两边气体压力差来平衡轴向力的零件。它位于高压端，它的一侧压力可以认为是末级叶轮轮盘侧 的间隙中的气体压力(高压)。另一侧通向大气或进气管，它的压力是大气压或进气压力（低压）。 由于平衡盘也是用热套法套在主轴上。上述两侧压力差就使转子受到一个

10、与轴向力反向的力。其大小决定于平衡盘的受力面积。通常，平衡盘只平衡一部分轴向力。剩余的轴向力由止推盘（止推轴承）承受。 平衡盘的外缘安装气封，可以减少气体泄漏。 第16页/共63页第17页/共63页第2节 静子 静子中所有零件均不能转动，它是由机壳、扩压器、弯道、回流器、蜗室和密封等组成。一、 机壳 机壳也称为气缸、机壳是静子中最大的零件。它通常是用铸铁或铸钢浇铸出来的。对于高压离心压缩机，采用圆桶形锻钢机壳，以承受高压。机壳一般有水平中分面，以便于装配、检修。上下机壳用定位销定位，用螺栓联接，下机壳装有导向柱，便于拆装定位。 吸气室、蜗壳也是机壳的一部分，它的作用是把气体均匀地引入叶轮，然后

11、顺畅地导出机壳。吸气室内通常浇铸有分流肋，使气流更加均匀，也起到增加机壳刚性的作用。第18页/共63页第19页/共63页 二、 扩压器 气体从叶轮流出时，它具有较高的流动速度，为了充分利用这部分速度能，常常在叶轮后面设置了流通面积逐渐扩大的扩压器，用以把速度能转化为压力能，以提高气体的压力。扩压器一般有无叶型、叶片型、直壁型扩压器等多种形式。 三、 弯道 在多级离心式压缩机中，气体欲进入下一级就必须拐弯，为此要采用弯道。弯道是由机壳和隔板构成的弯环形通道空间。 第20页/共63页左 机 壳右 机 壳隔 板第21页/共63页 四、 回流器 回流器的作用是使气流按所需要的方向均匀地进入下一级。它由

12、隔板和导流叶片组成。通常，隔板和导流叶片整体铸造在一起。隔板借销钉或外缘凸肩与机壳定位。 五、 蜗室 蜗室的主要目的是把扩压器后面或叶轮后面的气体汇集起来，把气体引导到压缩机外面去，使它流到气体输送管线或流到冷却器去进行冷却。此外，在汇集气体的过程中，在大多数情况下，由于蜗室外径的逐渐增大和通流截面的渐渐扩大，也对气流起到一定的降速扩压作用。 第22页/共63页第23页/共63页 六、密封 密封有隔板密封、轮盖密封和轴端密封。密封的作用是防止气体在级间倒流及向外泄漏。为了防止通流部分中的气体在级向倒流，在轮盖处设有轮盖密封。在隔板和转子之间设有隔板密封。这两种密封统称为内密封。 为了减少和杜绝

13、机器内部的气体向外泄漏，或外界空气向机器内部窜入，在机器端安置端密封。这种密封称为外密封。 最常用的是迷宫密封，密封片为软金属制成，将它嵌入密封体内。由于密封片较软，当转子发生振动与密封片相碰时，密封片易磨损，而不致使转子损坏。密封的作用原理，是利用气流经过密封时的阻力来减少泄漏量。 第24页/共63页第25页/共63页 第三节 段和级 正如前述，为了节省压缩机的耗功，压缩机常常有中间冷却器，中间冷却器把全部级分隔成几个段。在每段里，有一个或几个级，每个级是由一个叶轮及与其相配合的固定零件所构成。对于离心式压缩机级来说，从其基本结构上来看，它可以分为中间级和末级两种。 一、中间级 中间级由叶轮

14、、扩压器、弯道和回流器等组成。气体经过中间级后将直接流到下一级去继续进行增压。 在离心压缩机的每一段里，除了段中的最后一级外，都属于这种中间级。 第26页/共63页 二、末级 末级由叶轮、扩压器、蜗室等组成。 气体经过这一级增压后将排出机外。流到冷却器进行冷却，或送往排气管道输出。 对于这两种级的结构型式来说，叶轮是这两种级所共同具有的，只是在固定元件上有所不同。对于末级来说，它是以蜗室取代中间级的弯道和回流器，有时还取代了级中的扩压器。 第27页/共63页第3章 陕鼓离心风机系列及结构特点和造型第一节 离心风机型号命名及含义型号由以下几部分组成 第28页/共63页 第二节 系列分类及结构特点

15、 A单级、低速、悬臂结构 A单级、低速、双支承结构。 钢板焊接机壳 铸铁机壳 B单级、高速、悬臂结构，一般为铸铁机壳。 B单级、高速、双支承结构，一般为铸铁机壳。 C多级、低速、铸铁机壳、压力强制润滑 D、DL多级、高速、铸铁机壳（带有垂直剖分面），压力强制润滑。 E多级、高速、铸铁机壳、水平剖分机壳，压力强制润滑。 E多级、高速、铸铁机壳、带有垂直剖分、带中间冷却器、压力强制润滑。 EZ、EP多级、高速、铸铁机壳、不带有垂直剖分、带中间冷却器、压力强制润滑。 SJ单级、双支承、钢板焊接机壳，主轴转速在1500r/min以下。 W单级、双支承、钢板焊接机壳，输送介质入口温度大于350 第29页

16、/共63页AI系列系列第30页/共63页AI系列系列A系列离心鼓风机剖面图单吸单级双支承悬臂结构，电机通过联轴器直联驱动机壳为铸铁铸而成，水平剖分转子由叶轮，密封套，传动轴等组成，经静、动平衡校验密封：口圈密封为梳齿型； 轴端密封视介质不同分别采用梳齿形，碳环或充气密封进气方向：轴向排气方向：根据需要第31页/共63页AII系列系列单吸入（或双吸入）单级双支承结构第32页/共63页AII系列系列进气流量：500 3500m3/min升 压：3 40KP温 度：200 转 速： 3000Rpm第33页/共63页B系列系列进口流量 ：40400m3/min进口介质温度 ：20 250压比 ：1.2

17、 1.85 电机功率 ：132 1000kW工作转速 ：6000 15000rpm电动机通过联轴器与增速器低速轴相联，叶轮安装在高速轴轴端。底座为整体钢板焊接结构，兼作油箱。第34页/共63页B系列系列第35页/共63页C系列系列第36页/共63页D系列系列第37页/共63页D7002.4/0.98离心鼓风机外形图D系列系列第38页/共63页D1400D系列系列第39页/共63页双轴4级3次冷却DL系列系列广泛应用于空分、仪表空气等领域第40页/共63页E系列系列系列离心压缩机为多级双支承水平剖分结构应用于冶金、石化、制药发酵、空分、动力、环保等领域。第41页/共63页5E14603.4/0.

18、718催化裂化主风机，三元流设计催化主风机组E系列系列第42页/共63页EI系列系列EI系列多级有冷却机壳水平+垂直剖分 应用于钢铁、石油、化工、化肥、空分、煤气、天然气输送、制药和制冷等工业装置中。第43页/共63页型号：EI800EI8003.4/0.983.4/0.98结构: : 二段三级流量: 800 m: 800 m3 3/min/min压力: 3.4/0.98 kgf/cm: 3.4/0.98 kgf/cm2 219971997年投用EI系列系列第44页/共63页EI系列系列第45页/共63页Ep 、Ez系列系列EP系列多级有冷却机壳水平剖分第46页/共63页Ep 、Ez系列系列第

19、47页/共63页Ep 、Ez系列系列装置规模：装置规模： 川维川维1010万吨万吨/ /年甲醇年甲醇 投运日期：投运日期： 96 96 年年风机风机:IEP35:IEP3528.5/6 28.5/6 结构结构: :两缸三段两缸三段流量流量:35m:35m3 3/min/min压力压力:28.5:28.56 6功率功率: 1100kW: 1100kW汽机汽机: NG25/20 : NG25/20 压力压力: 37/7.5 bar : 37/7.5 bar 功率功率: 1210kW: 1210kW第48页/共63页SJ、A、W系列系列其性能范围为：介质空气、煤气和各种化工气体流量可达23000m3

20、/min或更大压力25000Pa左右介质最高可达450使用环境室内、露天、高原和寒热地区进排气方向可根据用户需要设计第49页/共63页第三节 陕鼓与MAN合作生产的离心风机型号命名及结构型式 RZ离心式、中间带冷却器 RIK离心式、等温型、冷却器内置式 RB离心式、筒型结构，一般为煅钢机壳 RBZ离心式、筒型结构、中间带冷却器 第50页/共63页RZ系列系列炼 油安庆富气压缩机安庆富气压缩机RZ45-6介质：富气Qj=84m3 3/minPc=13.8kgf/cm2 2n=14767r/min第51页/共63页RZ系列系列石家庄炼油厂富气压缩机石家庄炼油厂富气压缩机第52页/共63页柳化 RIK100RIK100渭化 RIK100RIK100唐钢 RIK90RIK90RIK系列系列第53页/共63页RB系列系列(金陵石化金陵石化RB28-4)第54页/共63页RBZ系列系列(渭化渭化RBZ45-2+2+3)第55页/共63页 例如： （1）RBZ 3 + 4 第二段共四级