泵压离心压缩机

泵压离心压缩机CUPC2021/3/61第1页，课件共35页，创作于2023年2月离心压缩机

2.1离心压缩机的主要构件及基本工作原理2.2气体在级中流动的概念及基本方程2.3级中能量损失2.4级的性能曲线

2.5多级离心压缩机的性能曲线2.6相似原理在离心压缩机中的应用

2.7离心压缩机和管路联合工作及工况调节2.8离心压缩机的主要零部件CUPC2021/3/62第2页，课件共35页，创作于2023年2月2.5多级离心压缩机的性能曲线多级：通过一级叶轮所获能头有限，为了满足工艺要求的压力比，多采用多级离心压缩机。

①材料强度；②叶轮进出口气量M（马赫数）；③n一定时D2

也不可太大实际应用中，常采用多级离心压缩机。CUPC2021/3/63第3页，课件共35页，创作于2023年2月2.5多级离心压缩机的性能曲线

多极性能曲线：形状与级性能曲线相似，一定n,一定进气状态，对一定气体R实验得来。

离心压缩机一般都是由若干级串联而成，一个气缸最多可达8~10级。多级压缩机的性能曲线与单级压缩机没有本质区别，所不同的只是多级压缩机的性能曲线显得更陡，稳定工况范围更窄。这是因为多级压缩机的性能曲线是由各单级的性能曲线“叠加”而成的。CUPC2021/3/64第4页，课件共35页，创作于2023年2月2.5.1级数对压缩机性能影响——以两级串联来分析

第I级进气量

第II级进气量

两级串联质量流量不变：

由于两级吸气状态不同，各级进气体积流量不同。CUPC2021/3/65第5页，课件共35页，创作于2023年2月由于两级吸气状态不同，各级进气体积流量不同。

2.5.1级数对压缩机性能影响——以两级串联来分析

CUPC2021/3/66第6页，课件共35页，创作于2023年2月工作范围的确定

⑴最小流量点向右，即喘振流量点变大所以当第Ⅰ级流量下降到某一定值时，尽管该级尚未达到该级的喘振流量QminⅠ，但此时第Ⅱ级的流量QsⅡ

可能已经达到其喘振流量QminⅡ。故：两级串联压缩机喘振流量（QⅠ+Ⅱ）min〈（QⅠ）min，性能曲线喘振点右移。CUPC2021/3/67第7页，课件共35页，创作于2023年2月工作范围的确定

⑵最大（堵塞）流量变小，堵塞点左移CUPC2021/3/68第8页，课件共35页，创作于2023年2月三级串联性能曲线变化综上所述，两级串联风机，其压比增加，但喘振流量增大、最大流量变小，因此性能曲线变陡。可见，高压比的多级离心压缩机更容易发生喘振和堵塞工况，这是离心式压缩机本身存在的缺点。CUPC2021/3/69第9页，课件共35页，创作于2023年2月如果设计时设法使后面各级的性能曲线稳定工况区范围比前面级的宽，那么各级性能曲线“叠加”的结果，可以令压缩机的稳定工况区不致因串联多级后而缩小很多。为此设计多级压缩机时，后面几级常采用叶片出口角β2A较小、流量系数φ2r也较小的叶轮，并配置无叶扩压器，因为这样组成的级具有较宽的稳定工况区。CUPC2021/3/610第10页，课件共35页，创作于2023年2月2.5.2转速变化对压缩机性能曲线的影响与离心泵一样，离心压缩机或级在不同转速n下可得到不同性能曲线。CUPC2021/3/611第11页，课件共35页，创作于2023年2月n↑、ε↑：曲线向右上方移动n↑、M↑：Qs偏离设计工况时，损失大大增加，曲线变陡，稳定工况区变窄。曲线向右上方移动喘振界限CUPC2021/3/612第12页，课件共35页，创作于2023年2月CUPC2021/3/613第13页，课件共35页，创作于2023年2月2.6相似原理在离心压缩机中的应用—相似条件1.几何相似

两机通流部分对应线性尺寸L之比相等、对应角度相等、叶片数相等。线性尺寸：

对应角度：

叶片数目：阻塞系数：

比例缩放系数CUPC2021/3/614第14页，课件共35页，创作于2023年2月同名速度：方向角：图1-32叶轮的几何相似和运动相似用图2.进口运动相似

两机叶道进口速度三角形相似。CUPC2021/3/615第15页，课件共35页，创作于2023年2月进口无预旋时

进口有预旋时

此外还要预旋角相等若进口速度三角形不相似，则：

冲角不等则会不相似，Δβ对流动影响很大。CUPC2021/3/616第16页，课件共35页，创作于2023年2月3.动力相似

⑴雷诺数相等：摩擦阻力问题

⑵马赫数相等：气体（可压缩性）弹性力问题4.热力相似

绝热指数相等：热力学性质（过程）

CUPC2021/3/617第17页，课件共35页，创作于2023年2月离心压缩机完全相似条件：①几何相似②进口速度三角形相似③马赫数相等④绝热指数相等CUPC2021/3/618第18页，课件共35页，创作于2023年2月2.7离心压缩机和管路联合工作及工况调节2.7.1离心压缩机装置特性2.7.2离心压缩机的串并联2.7.3离心压缩机的工况调节2.7.4天然气输送中压缩机与管道联合工作CUPC2021/3/619第19页，课件共35页，创作于2023年2月2.7.1离心压缩机装置特性图1-59装置特性和离心泵相同通过压缩机的气体流量=管道气体流量压缩机增压ΔP=管路阻力降工作点：压缩机性能与管路特性工作点变化：节流、旁路、切割叶轮、变转速等CUPC2021/3/620第20页，课件共35页，创作于2023年2月2.7.1离心压缩机装置特性⑴管网性能曲线管网特性曲线：随背压pr和阻力Δp的变化而变化。CUPC2021/3/621第21页，课件共35页，创作于2023年2月2.7.1离心压缩机装置特性⑵离心压缩机的工作点管路特性曲线与压缩机特性曲线的交点。条件：质量守恒、能量守恒驼峰型性能曲线，可能有两个交点，但稳定工作点只有一个，另外一点为喘振点。CUPC2021/3/622第22页，课件共35页，创作于2023年2月2.7.1离心压缩机装置特性维持操作稳定极为重要！CUPC2021/3/623第23页，课件共35页，创作于2023年2月2.7.2离心压缩机的串并联⑴离心压缩机的串联如前面分析：性能曲线变陡、稳定工况区变窄、应取第二级的稳定工况区宽于第一台。串联特性：①总压比：……乘积②质量流量>单机流量③管路阻力下降，2点工况……CUPC2021/3/624第24页，课件共35页，创作于2023年2月2.7.2离心压缩机的串并联⑵离心压缩机的并联应用场合：①增加供气量；②气量很大，一台困难③用气量变动，利用台数控制并联特性：①总流量增加，但单台流量……②若并联后管路阻力系数增大……CUPC2021/3/625第25页，课件共35页，创作于2023年2月2.7.3离心压缩机的工况调节合理选择压缩机，应该使压缩机能在设计工况附近操作，因为这时压缩机的效率最高。但由于生产上工艺参数不可避免的会有变化，所以经常需要对压缩机进行手动或自动调节，使压缩机能适应生产要求，改变工况点，以保持生产系统稳定。离心压缩机的调节一般有两种：⑴等压调节：背压不变的情况下，调节流量（此方法较普遍）⑵等流量调节：在保证流量不变前提下，调节压缩机排气压力CUPC2021/3/626第26页，课件共35页，创作于2023年2月2.7.3离心压缩机的工况调节改变工况点：压缩机调节的实质⑴改变压缩机性能⑵改变管路特性CUPC2021/3/627第27页，课件共35页，创作于2023年2月2.7.3离心压缩机的工况调节⑴出口节流调节原理：改变管路特性优点：操作方法简单方便缺点：浪费功率大、不经济当压缩机性能曲线较陡而流量调节范围较大时更不经济；目前仅限于风机及小型鼓风机。CUPC2021/3/628第28页，课件共35页，创作于2023年2月2.7.3离心压缩机的工况调节⑵进口节流调节原理：改变压缩机性能曲线优点：操作方法简单方便，经济性较好，减小极限喘振流量缺点：浪费功率大、不经济，还有一定的节流损失。CUPC2021/3/629第29页，课件共35页，创作于2023年2月⑵进口节流调节实现：一般在入口管道上安装调节阀（碟阀：气流沿圆周方向均匀流动）阀全开时：关小调节阀：进一步关小：进口就节流调节实际上是改变了压缩机的性能曲线。CUPC2021/3/630第30页，课件共35页，创作于2023年2月2.7.3离心压缩机的工况调节⑶改变转速调节原理：改变压缩机性能曲线优点：操作方法简单方便，最经济缺点：CUPC2021/3/631第31页，课件共35页，创作于2023年2月2.7.3离心压缩机工况调节⑷转动进口导叶（进气预旋调节）原理：改变进口三角形CUPC2021/3/632第32页，课件共35页，创作于2023年2月2.7.3离心压缩机的工况调节⑷转动进口导叶（进气预旋调节）原理：改变进口三角形⑸转动扩压器叶片CUPC2021/3/633第33页，课件共35页，创作于2023年2月2.7.4天然气输送中压缩机与管道联合工作前