关于离心式压缩机47问，你能不能答上来？
2022/10/08 8:32:20
离心式压缩机是透平式压缩机的一种，具有处理气量大、体积小、结构简单，运转平稳，维修方便以及气体不受油污染，可采用的驱动形式较多等特点。一般来说，提高气体压力的主要目标就是增加单位容积内气体分子的数量，也就是缩短气体分子与分子之间的距离，为了达到这一目标，采用气体动力学的方法，即利用机械的作功元件（高速回转的叶轮），对气体作功，使气体在离心式的作用下压力得到提高，同时动能也大为增加，随后在扩压流道内这部分动能又转变为静压能，而使气体压力进一步提高，这就是离心式压缩机的工作原理。离心式压缩机常见的原动机有：电动机、汽轮机、燃汽轮机等。离心式压缩机主机的运行是以辅机设备的正常运行为前提的，辅机包括以下几个方面：离心式压缩机按结构特点可分为：水平剖分式、垂直剖分式、等温压缩式、组合式等类型。转子包括主轴、叶轮、轴套、轴螺母、隔套、平衡盘和推力盘。级是离心式压缩机的基本单元，它是由一个叶轮和一组与其相配合的固定元件所构成。每一进气口到排气口之间的级组成一个段，段由一个或几个级组成。离心式压缩机的缸由一个或几个段组成，一个缸可容纳的级数最少一级，最多达到十级。高压离心式压缩机有时需要由两个或两个以上的缸组成，由一个缸或几个缸排列在一条轴线上成为离心式压缩机的列，不同的列，其转速不一样，高压列的转速高于低压列，同一转速（同轴）的列，高压列的叶轮直径大于低压列。叶轮是离心式压缩机对气体介质作功的唯一元件，气体介质在高速旋转的叶轮的离心推力下，随叶轮一起作旋转运行，从而获得动能，并由扩压器部分地转化为压力能，在离心力的作用下，由叶轮口甩出，沿扩压器、弯道、回流器进入下一级叶轮进一步增压，直至由压缩机出口排出。叶轮按结构特点可分为：开式、半开式、闭式3种类型。当流量达到最大时的工况即为最大流量工况，造成这种工况有两种可能：1、级中某流道喉部处的气流达到临界状态，这时气体的容积流量已是最大值，任凭压缩机的背压再降低，流量也不可能增加，这种工况也成为“阻塞”工况。2、流道内并没有达到临界状态，即未出现“阻塞”工况，但压缩机在较大的流量下，机内流动损失很大，所能提供的排气压力已很小，几乎接近零能量，仅能够用来克服排气管道中的阻力以维持这样大的流量，这就是离心式压缩机的最大流量工况。离心式压缩机在生产运行过程中，有时会突然产生强烈的振动，气体介质的流量和压力也出现大幅度脉动，并伴有周期性沉闷的“呼叫”声，以及气流波动在管网中引起“呼哧”“呼哧”的强噪声，这种现象称为离心式压缩机的喘振工况。压缩机不能在喘振工况下长时间运行，一旦压缩机进入喘振工况，操作人员应立即采取调节措施，降低出口压力，或增加进口，或出口流量，使压缩机快速脱离喘振区，实现压缩机的稳定运行。离心式压缩机运行一旦出现喘振现象，则机组和管网的运行具有以下特征：气体介质的出口压力和入口流量大幅度变化，有时还可能产生气体倒流现象。气体介质由压缩机排出转为流向入口，这是危险的工况。管网有周期性振动，振幅大，频率低，并伴有周期性的“吼叫”声。压缩机机体振动强烈，机壳，轴承均有强烈的振动，并发出强烈的周期性的气流声，由于振动强烈，轴承润滑条件会遭到破坏，轴瓦会烧坏，甚至轴被扭断，转子与定子会产生摩擦，碰撞，密封元件将遭到严重破坏。喘振的危害极大，但至今无法从设计上予以消除，只能在运转中设法避免机组运行进入喘振工况，防喘振的原理就是针对引起喘振的原因，在喘振将要发生时，立即设法把压缩机的流量增大，使机组运行脱离喘振区。由于生产上工艺参数不可避免地会有变化，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在变工况下操作，以保持生产系统的稳定。 离心式压缩机的调节一般有两种：一是等压调节，即在背压不变的前提下调节流量；另一种是等流量调节，即在保证流量不变的情况下调节压缩机的排气压力，具体说有以下五种调节方式：压缩机的转速具有改变压缩机性能曲线的功能，但效率是不变的，因此，它是压缩机调节方法的最好形式。19、等压力调节、等流量调节和比例调节的含义是什么？等压力调节是指保持压缩机的排气压力不变，只改变气体流量的调节。等流量调节是指保持压缩机输送气体介质的流量不变，只是改变排出压力的调节。比例调节是指保持压力比不变（如防喘振调节），或保持两种气体介质的容积流量百分比不变的调节。管网是离心式压缩机实现气体介质输送任务的管道系统，位于压缩机入口之前的称为吸入管道，位于压缩机出口之后的称为排出管道，吸入和排出管道之和为一完整的管道系统通常称为管网。高速运行的转子。始终作用着由高压端指向低压端的轴向力。转子在轴向力的作用下，将沿轴向力的方向产生轴向位移，转子的轴向位移，将使轴颈与轴瓦间产生相对的滑动。因此，有可能将轴颈或轴瓦拉伤，更严重的是，由于转子位移，将导致转子元件与定子元件产生摩擦、碰撞乃至机械损坏，由于转子的轴向力，有导致机件摩擦、磨损、碰撞乃至破坏机器的危害，所以，应采取有效的措施予以平衡，以提高机组的运行可靠性。轴向力的平衡是多级离心式压缩机设计时需要重点考虑的奇数问题，目前，一般多采用以下两种方法：单级叶轮产生的轴向力，其方向指向叶轮入口，即由高压侧指向低压侧，如果多级叶轮按顺序方法排列，则转子总的轴向力为各级叶轮轴向力之和，显然这样排列会使转子轴向力很大。如果多级叶轮采用对置排列，则入口相反的叶轮，产生一个方向相反的轴向力，可以相互得到平衡，因此对置排列是多级离心式压缩机最常用的轴向力平衡方法。平衡盘是多级离心式压缩机常用的轴向力平衡装置，平衡盘一般多装于高压侧，外缘与汽缸间设有迷宫密封，从而使高压侧与压缩机入口连接的低压侧保持一定的压差，该压差产生的轴向力，其方向与叶轮产生的轴向力相反，因此平衡因叶轮产生的轴向力。转子平衡的目的， 主要是减少轴向推力， 减轻止推轴承的负荷， 一般情况下轴向力的70℅是通过平衡盘消除，剩余的30℅是由止推轴承负担，生产实践证明，保留一定的轴向力，是提高转子平稳运行的有效措施。结构设计不合理，推力瓦承载面积小，单位面积承受负荷超标。级间密封失效，使后一级叶轮出口气体泄漏至前一级，增加叶轮两侧的压差，形成了较大的推力。平衡管堵，平衡盘副压腔压力无法卸掉，平衡盘作用不能正常发挥。 平衡盘密封失效，工作腔压力不能保持正常，平衡能力下降，并下降部分载荷传至推力瓦造成推力瓦超负荷运行。推力轴承进油节流孔径小，冷却油流量不足，摩擦产生的热量无法全部带出。润滑油中带水或含其他杂质，推力瓦不能形成完整的液体润滑。 校核推力瓦受压压强，适当扩大推力瓦承载面积，使推力承受载荷在标准范围内。检查平衡管，消除堵塞物，使平衡盘副压腔的压力能及时卸掉，保证平衡盘平衡能力的发挥。更换平衡盘密封条，提高平衡盘的密封性能，保持平衡盘工作腔的压力，使轴向推力得到合理的平衡。扩大轴承进油节孔的孔径，增加润滑油量，使摩擦产生的热量能及时带出。开大有冷却器进回水阀，增大冷却水量，降低供油温度。一般情况下，控制新鲜气量只能也只有通过防喘振冷却器后新鲜段防喘振阀来实现，通过关闭一段防喘振阀来减少回流气量，达到增加新鲜气量的目的。前系统输送的工艺气体温度高，气体未完全被冷凝，气体输送管道过长，经过管道冷凝后气体中含有液体。工艺系统温度高，气体介质中沸点较低的组分被冷凝成液体。 压缩机级间密封严重损坏，密封性能降低，气体介质内部回流增加。 叶轮磨损严重，转子功能下降，气体介质得不到足够的动能。汽轮机蒸汽过滤网堵塞，蒸汽流通受阻，流量小，压差大，影响汽轮机的输出功率，降低了机组性能。离心式压缩机的主要性能参数有：流量、出口压力或压缩比、功率、效率、转速、能量等。设备的主要性能参数是表征设备结构特点、工作容量、工作环境等方面的基本数据，是用户选购设备、制定规划的重要指导性材料。效率是表征离心式压缩机传给气体能量的利用程度，利用程度越高，压缩机的效率就越高。由于气体压缩有多变压缩、绝热压缩和等温压缩3种过程，因此，压缩机的效率也分为多变效率、绝热效率和等温效率。我们所说的压缩比就是指压缩机排出气体压力与进气压力之比，所以有时也称压力比或压比。润滑油系统由润滑油站、高位油箱、中间连接管线以及控制阀门和检测仪表所组成。润滑油站由油箱、油泵、油冷却器、滤油器、压力调节阀、各种检测仪表以及油管路和阀门组成。高位油箱是机组安全保护措施之一，机组正常运行时，润滑油从底部进入，而从顶部排出直接回油箱，一旦发生停电停机事故，辅助油泵油不能及时启动供油，则高位油箱的润滑油将沿进油管线流经各个润滑点后回油箱，确保机组的惰走过程对润滑油的需要。通过把位能（压力）转换成动能（流动速度）再把动能以涡流的形式消散。推力轴承的作用有两个：承受转子的推力，并给转子轴向定位。推力轴承承受平衡活塞还没有平衡的部分转子推力以及齿式联轴器传过来的推力，这些推力的大小主要决定于汽轮机负荷。另外，推力轴承也起到固定转子相对于汽缸轴向位置的作用。因为压缩机长时间带压停机，如果一级密封气进气压力不能高过压缩机进口压力，机内未经过滤的工艺气体窜进密封后将密封造成破坏。离心式压缩机要想获得良好的运行效果，必须在转子与定子之间保留一定的间隙，以避免其间的摩擦、磨损以及碰撞、损坏等事故的发生。同时由于间隙的存在，自然会引起级间和轴端的泄漏现象，泄漏不仅降低了压缩机的工作效率，而且导致了环境污染，甚至发生爆炸事故。因此泄漏现象是不能允许产生的。密封就是保留转子和定子之间有适当的间隙的情况下，避免压缩机级间泄漏和轴端泄漏的有效措施。41、密封装置按结构特点分为哪几种？选用原则是什么？根据压缩机的工作温度、压力和气体介质有无危害等条件，则密封采用不同的结构形式，并通称它为密封装置。密封装置按结构特点分为：抽气式、迷宫式、浮环式、机械式和螺旋式等5种形式。一般有毒有害、易燃易爆气体，应选用浮环式、机械式、螺旋式以及抽气式等密封装置；如果气体无毒无害，升压较低，则可选用迷宫式密封装置。 气体密封是一种以气体介质作润滑剂的非接触式密封，通过密封元件结构的巧妙设计及其性能的发挥，可使泄漏减少至最低程度。在密封座与一次环相对的端面上（一级密封面）设计出密封块和密封坝。密封块的尺寸大小不同形状各异。当转子高速旋转时，使其注入期间的气体产生一种压力，从而将一次环推开，形成气体润滑，减轻一次密封面的磨损，并可阻止气体介质漏至最低限度，密封坝用于停车时组织气体外露。❷ 这种密封需要一种稳定的密封气源，它可以是介质气体，也可以是惰性气体，不论使用哪种气体，都必须是经过过滤、称为干净的气体。对于要求既不允许工艺气体泄漏到大气中，又不允许阻封气体进入机内的情况，采用中间进气的串联式干气密封。普通串联式干气密封适用于少量工艺气体泄漏到大气中的工况，大气侧的一级密封作为保险密封。一级密封气的主要作用是为了防止联合压缩机内不洁净气体污染一级密封端面。同时随着压缩机的高速旋转，通过一级密封端面螺旋槽泵送到一级密封放空火炬腔体，并在密封端面间形成刚性气膜，对端面起到润滑、冷却等作用。该气体绝大部分通过轴端迷宫进入机内，只有少部分气体通过一级密封端面进入放空火炬腔体。二级密封气的主要作用是阻止从一级密封端面泄漏的少量气体介质进入二级密封端面，并保证二级密封安全可靠运行，其大部分气体与一级密封端面泄漏的少量气体介质经一级密封放空火炬腔体进入放空火炬管线，只有少部分气体通过二级密封端面进入二级密封放空腔后高点放空。后置隔离气的主要是保证二级密封端面不受联合压缩机轴承润滑油的污染。其中一部分气体通过后置密封内侧梳齿迷宫与从二级密封端面泄漏的少部分气体高点放空；另一部分气体通过后置密封外侧梳齿迷宫经轴承润滑油放空口放空。润滑油系统开车前10分钟投入后置隔离气。同样油停运10分钟后方可切断后置隔离气。油运开始后，后置隔离气就不能停止，否则会对密封造成损坏。 投用过滤器时应缓慢打开过滤器上下球阀，防止因打开过快对过滤器滤芯造成瞬间压力冲击而损坏。检查一级密封气源，二级密封和后置隔离气的气源压力是否稳定，过滤器是否堵塞。由于电源、油泵、爆炸、着火、停水、停仪表气、压缩机喘振无法消除等故障发生时，该压缩机紧急停机。如遇系统着火应迅速切断丙烯气源并用氮气置换保压。现场或控制室打闸紧急停止压缩机运行，如果可能，测量并记录滑行时间。如果油循环继续运行（非停电情况下，且有低压氮气气源），转子停止转动后立即进行盘车；如果全厂停电，应及时将射水泵、凝结水泵、油泵操作按扭旋致断开位置，防止供电恢复后泵自启。
