压缩机介绍幻灯片汇总.pptx
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1、压压 缩缩 机机内容内容什么是压缩机压缩机的分类各种压缩机的特点及应用工作原理结构关键性的概念压缩机与透平常见的密封型式压缩机压缩机什么是压缩机?用来压缩气体气体借以提高气体气体压力的机械称为压缩机。也有把压缩机称为“压气机”和“气泵”的。提升的压力小于0.2MPa时,称为鼓风机。提升压力小于0.02MPa时称为通风机。压缩机的分类压缩机的分类按工作原理分类按工作原理分类1容积式压缩机 直接对一可变容积中的气体进行压缩,使该部分气体容积缩小、压力提高。其特点是压缩机具有容积可周期变化的工作腔。2动力式压缩机 它首先使气体流动速度提高,即增加气体分子的动能;然后使气流速度有序降低,使动能转化为压
2、力能,与此同时气体容积也相应减小。其特点是压缩机具有驱使气体获得流动速度的叶轮。动力式压缩机也称为速度式压缩机。按排气压力分类分分 类类名名 称称排气压力排气压力(表压表压)风风 机机通风机通风机15kPa100Mpa100Mpa按压缩级数分类按压缩级数分类 单级压缩机单级压缩机 气体仅通过一次工作腔 或叶轮压缩 两级压缩机两级压缩机 气体顺次通过两次工作 腔或叶轮压缩 多级压缩机多级压缩机 气体顺次通过多次工作 腔或叶轮压缩,相应通 过几次便是几 级压缩机容积流量分类容积流量分类 名 称 容积流量(m3min)微型压缩机 1 小型压缩机 110 中型压缩机 10100 大型压缩机 100压缩
3、机按结构或工作特征的分类 按工作按工作原理原理容积式容积式动力式动力式按运动按运动件工作件工作特性特性往复式往复式 回回 转转 式式离离心心式式轴轴流流式式旋旋涡涡式式喷喷射射式式按运动按运动件结构件结构特征特征活活塞塞式式隔隔膜膜式式柱柱塞塞式式转转子子式式滑滑片片式式液液环环式式三角三角转子转子涡涡旋旋式式罗罗茨茨双双螺螺杆杆单单螺螺杆杆 叶轮叶轮(透平透平)式式喷喷射射泵泵活塞式转子式滑片式涡旋式单螺杆几种特殊的压缩机 位号位号型号型号型式型式11-C-200011-C-20009H-4M/9H-4B/7H-7B9H-4M/9H-4B/7H-7B5 5段段3 3级离心式级离心式11-C-
4、310111-C-31014V-8B4V-8B2 2段离心式段离心式11-C-350111-C-350111H-5S11H-5S2 2段悬臂式离心式段悬臂式离心式11-C-380111-C-38017H-8S7H-8S2 2段离心式段离心式11-C-1801X11-C-1801XHL-9-065-3HL-9-065-3离心式离心式11-C-550111-C-550111H-5S/3V-311H-5S/3V-3离心式离心式11-C-11-C-2501AX/BX2501AX/BXD604 D604 4 4缸往复式缸往复式 12-C-123112-C-1231KS40LMZ KS40LMZ 单缸单缸
5、1 1段双螺杆式段双螺杆式 11-C-11-C-0101010901010109Y4-73No16.5FY4-73No16.5F单吸入离心式单吸入离心式根据根据seccosecco烯烃包的具体情况,这里只对离心式烯烃包的具体情况,这里只对离心式压缩机、往复式压缩机、螺杆式压缩机展开交压缩机、往复式压缩机、螺杆式压缩机展开交流。流。离心式压缩机离心式压缩机裂解气压缩机高压段裂解气压缩机高压段 11-C-2000/HP 11-C-2000/HP 型号:型号:7H-7B7H-7B工作原理工作原理离心式压缩机依靠动能的变化来离心式压缩机依靠动能的变化来提高气体的压力。当带叶片的转提高气体的压力。当带叶
6、片的转子子(即工作轮即工作轮)转动时,叶片带动转动时,叶片带动气体转动,把功传递给气体,使气体转动,把功传递给气体,使气体获得动能。进入定子部分后,气体获得动能。进入定子部分后,因定子的扩亚作用速度能量压头因定子的扩亚作用速度能量压头转换成所需的压力,速度降低,转换成所需的压力,速度降低,压力升高,同时利用定子部分的压力升高,同时利用定子部分的导向作用进入下一级叶轮继续升导向作用进入下一级叶轮继续升压,最后由蜗壳排出。对于每一压,最后由蜗壳排出。对于每一台压缩机,为了达到设计需要压台压缩机,为了达到设计需要压力,每台压缩机都设有不同数量力,每台压缩机都设有不同数量的级数和段数,甚至有几个缸体的
7、级数和段数,甚至有几个缸体组成。组成。由物理学可知,回转体的动量矩的变化等于外力矩,则T=m(C2UR2-C1UR1)两边都乘以角速度,得T=m(C2UR2-C1UR1)也就是说主轴上的外加功率N为:N=m(U2C2U-U1C1U)上式两边同除以m则得叶轮给予单位质量介质的功即叶轮的理论能量头。U2C22C2UR1R21C1U1C2R特点与应用特点与应用优点优点1.由于是连续旋转式机械,可以大大地提高进入其中的工质量,提高功率。所以,离心式压缩机的第一个特点是:功率大。2.由于工质量可以提高,必然导致叶片转速的提高,所以第二个特点是高速性。3.无往复运动部件,动平衡特性好,振动小,基础要求简单
8、;4.易损部件少,故障少、工作可靠、寿命长;5.机组单位功的重量、体积及安装面积小;6.机组的运行自动化程度高,调节范围广,且可连续无级调节;7.在多级压缩机中容易实现一机多种蒸发温度;8.润滑油与介质基本上不接触,从而提高了冷凝器及蒸发器的传热性能;9.对大型压缩机,可由蒸气动力机或燃气动力机直接带动,能源使用经济合理;缺点缺点1.单机容量不能太小,否则会使气流流道太窄,影响流动效率;2.因依靠速度能转化成压力能,速度又受到材料强度等因素的限制,故压缩机每级的压力比不大,在压力比较高时,需采用多级压缩;3.特别情况下,机器会发生喘振而不能正常工作;由于以上特点,离心式压缩机与其他型式压缩机相
9、比有显著的优越性,被广泛地应用于下列工况:大流量需长周期平稳运行压比不高 在我们石化行业,离心式压缩机傲视群雄地担负着装置或系统的动力循环任务,昵称“循环机”,是装置名符其实的心脏。结构结构离心式压缩机主要由以下几部分组成转子 主要由轴、叶轮、隔套,平衡鼓 (盘),半联轴器组成。定子 包括机壳,端盖,导流隔板,支 撑轴承和级间密封(梳齿密封)轴封止推轴承油路及保护装置 级是压缩机作功的级是压缩机作功的最基本的单元,在级中最基本的单元,在级中叶片带动气体转动,把叶片带动气体转动,把功传递给介质,使介质功传递给介质,使介质获得动能获得动能。通过由隔板。通过由隔板构成的扩压流道和扩压构成的扩压流道和
10、扩压槽槽,介质的一部分动能转介质的一部分动能转化为压力势能,并被导化为压力势能,并被导入下一级继续压缩。中入下一级继续压缩。中间级有叶轮、隔板、级间级有叶轮、隔板、级间密封等,末级是由叶间密封等,末级是由叶轮、隔板和蜗壳组成轮、隔板和蜗壳组成 吸入室吸入室 作用是将介质均匀地引导至叶轮的进口,以减少气流的扰动和分离损失。它的结构比较简单,有轴向进气和径向进气两种。径向进气结构多采用于多级双支承压缩机中。叶轮叶轮(工作轮工作轮)叶轮是一个最重要的部件,通过叶轮将叶轮是一个最重要的部件,通过叶轮将能量传递给气体,使气体的速度及压力都得到提高。能量传递给气体,使气体的速度及压力都得到提高。影响叶轮性
11、能的主要影响叶轮性能的主要因素是叶片的弯曲形状。因素是叶片的弯曲形状。按叶片出口端弯曲方向的按叶片出口端弯曲方向的不同,可分为后弯、前弯不同,可分为后弯、前弯及径向叶轮三种类型。由及径向叶轮三种类型。由于后弯式叶片的级效率较于后弯式叶片的级效率较高,因此被广泛采用。叶高,因此被广泛采用。叶轮是高速旋转的部件,要轮是高速旋转的部件,要求材料具有足够的强度。求材料具有足够的强度。为了减少振动,叶轮和轴为了减少振动,叶轮和轴必须经过动平衡试验,以必须经过动平衡试验,以达到规定的动平衡要求。达到规定的动平衡要求。隔板与级间密封隔板与级间密封隔板将压缩机的各级分隔开,并由相邻的面构成叶轮出口的扩压器、弯
12、道和回流室。来自叶轮的气体在扩压器通道内将一部分动能转化为压力能并通过弯道和回流室到达下一级叶轮入口,气体在弯道和回流器的流动,可以认为压力和速度不变,仅改变气体的流动方向。隔板分为上、下两半,沿水平中心面分开。在隔板外圆圆周方向装有齿形密封圈,与安装在叶轮轮颈上的耐磨环构成梳齿密封,从而防止气体在级间串通。作用是把扩压器流出的气体汇集起来排出去。由于外径和流通截面逐渐扩大,也起到使气流减速和扩压的作用。蜗壳支撑轴承(又称径向轴承)支撑轴承(又称径向轴承)径向轴承为多油楔、压力润滑的可倾瓦块式轴承。压力油径向进入,通过小孔润滑瓦块和支撑块,然后向侧向排出。轴承由等距离分布在轴径圆周上的几个瓦块
13、组成。瓦块是钢制的,内表面衬有巴氏合金,背面有凹进去的支撑座,相应地在瓦座上有支撑块。瓦面与轴径及瓦座均为同心圆,而瓦块支撑座的圆弧曲率大于瓦座支撑块的圆弧曲率这样瓦背与瓦座在轴向上为线接触,以利于瓦块摇摆灵活更好地与转轴间形成油楔,但瓦块在轴向上并不能摆动。这种轴承有如下优点:1.进一步改善轴瓦中流体的动力学性能。2.轴径圆周上受力均匀,因而运转平稳,以最大限度的吸收转子的径向振动。3.轴承抗油膜振荡性能好。止推轴承止推轴承 离心压缩机在正常工作时,由于出入口存在的压差形成一指向低压侧(入口侧)的轴向推力。压缩机的平衡装置能平衡大部分的轴向力,残余轴向力则由止推轴承承担,其止推块称为主止推块
14、。另外在启动时由于气流的冲击作用,往往产生一个反方向的轴向推力,使转子向高压侧窜动;为此在主推块的对面增设副止推块。这种型式的止推承称作双端面止推轴承。止推轴承一般安装压机吸入侧。常用的型式为:金斯伯利型(KINGSBURY)。11-CST-2101机壳机壳压缩机机壳是将介质与大气隔绝,使介质在其压缩机机壳是将介质与大气隔绝,使介质在其间完成能量转换的重要部件。它还具有支承其间完成能量转换的重要部件。它还具有支承其他静止部件,如隔板、密封等的功能。机壳重他静止部件,如隔板、密封等的功能。机壳重量大,形状复杂,在其外部连接有进气、排气量大,形状复杂,在其外部连接有进气、排气、润滑油、密封介质等管
15、道,两侧的端盖上带、润滑油、密封介质等管道,两侧的端盖上带有轴承箱和轴向密封室。对于高压压缩机,机有轴承箱和轴向密封室。对于高压压缩机,机壳一般采用筒型结壳一般采用筒型结构,低压压缩机则构,低压压缩机则采取水平剖分结构,采取水平剖分结构,烯烃工厂的机组均烯烃工厂的机组均采用水平剖分。采用水平剖分。平衡盘(鼓)平衡盘(鼓)由于叶轮两侧的压力不相等,在转子上受到一个指向叶轮进口方向的轴向椎力。为了减少止推轴承的载荷,往往在末级之后设置一个平衡盘。因平衡盘左侧为高压,右侧与进气压力相通,因而形成一个相反的轴向推力,承担了大部分的轴向推力,减轻了止推轴承的负荷。平衡盘的工作原理平衡环平衡环平衡盘平衡盘
16、衬套衬套轴套轴套平衡室平衡室P3P3平衡管平衡管至入口至入口平衡腔平衡腔P4P4轴向力轴向力PA平衡力平衡力PB出口压力出口压力P2P2入口压力入口压力P1P1轴向力的形成:叶片前后的压力差产生了一个由出口指向入口的轴向力。PA=P2-P1平衡力的形成:压缩机出口介质经过轴套间隙到达平衡腔,形成平衡腔压力P4。再经过平衡盘间隙来到平衡室,形成平衡室压力P3,并通过平衡管回到入口。由于平衡盘间隙和入口压力的双重影响,使得P3P4,二者压力差在平衡盘上产生了一个与轴向力反向的平衡力。PB=P4-P3注:P1P3P4P2 同时也可以看出作用在叶轮上的压力差与作用在平衡盘上的压力差之间的关系:PA P
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