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一章 壓縮機的基本知識第一節(jié) 壓縮機概述 一、定義：壓縮機是用來提高氣體壓力和輸送氣體的機械。二、次要用途：1、動力用壓縮機壓縮氣體驅(qū)動各種風(fēng)動機械，如：氣動扳手、風(fēng)鎬。 控(_kong)制儀表和自動化裝置。交通方面：汽車門的開啟。食品和醫(yī)藥工業(yè)中用高壓氣體攪拌漿液。紡織業(yè)中，如噴氣織機。2、氣體輸送用壓縮機奮道輸送-為了克服氣體在管(wei4 le0 ke4 fu2 qi4 ti3 zai4 guan3)道中流動過程中，管道對氣體產(chǎn)生的阻力。瓶裝輸送-縮小氣體的體積，使有限的容積輸送較多的氣體。3、制冷和氣體分離用壓縮機如氟里昂制冷、空氣分離。4、石油、化工用壓縮機用于氣體的合成和聚合，如：氨的合成。潤滑油的加氫精制。三、壓縮機的分類、按(_an)作用原理分：容積式和速度式（透平式）、按壓送的介質(zhì)分類：空氣壓縮機、氮氣壓縮機、氧氣壓縮機、氫氣壓縮機等、按排氣壓力分類：低壓（0.31.0MPa）中壓（1.010MPa）高壓（(gao ya _)10100MPa）超高壓（100MPa）按結(jié)構(gòu)型式分類： 壓縮機-容積式、速度式。容積式-回轉(zhuǎn)式（包括螺桿式、滑片式、羅茨式）、往復(fù)式（包括活塞式、隔膜式）。速度式-離心式、軸流式、噴射式、混流式。第二節(jié) 壓縮機的著(de zhu)名廠家一、國外著名的壓縮機企業(yè)有以下幾家：日本有七家：日立（Hitachi）、三井、三菱（Mitsubishi）、川崎、石川島(IHI)、 荏原（EBRARA，包括美國埃理奧特ELLIOTT）和神鋼（Kobelco）；美國有五家：德萊賽蘭（DRESSER-RAND）、英格索蘭（Ingersoll-rand）、庫柏（Cooper）、通用電氣動力部（GE原來的意大利新比隆Nuovo Pignone公司）和美國AC壓縮機公司；德國有二家：西門子工業(yè)（原來的德馬格德拉瓦）、蓋哈哈-波爾西克（GHH-BORSIG）；瑞士有一家：蘇爾壽（SULZER）；瑞典有一家：阿特拉斯（ATLAS COPCO）；韓國有一家：三星動力。國外壓縮機企業(yè)簡介：美國英格索蘭公司是一家在全球五百家，最大工業(yè)企業(yè)中名列前茅的跨國公司，成立于1871年，至今已有129年的歷史。瑞士蘇爾壽公司是世界著名跨國工業(yè)集團帆司，創(chuàng)建于1834年，已有一百多年歷史。2.在選型時應(yīng)注意：使用進口設(shè)備，注意電控、儀控、機械備件等方面的配置，同時注意國內(nèi)廠家可替代的備件，維修時費用可以降低。使用空氣作介質(zhì)時，應(yīng)同時考慮機前過濾器的選型；灰塵進入機組，易使振動升高，發(fā)生的故障率較高。使用潔凈介質(zhì)時，發(fā)生的故障率相對較少。從使用的角度來看，國外的壓縮機真正能夠“洋為中用”才是重要的。二、國內(nèi)著名的壓縮機企業(yè)沈陽氣體壓縮機股份有限公司：杭州杭氧股份有限公司： 壓縮機知識講座（二）第二章 離心壓縮機第一節(jié)(di yi jie) 離心壓縮機概述 離心壓縮機是產(chǎn)生壓力的機械，是(shi4 chan3 sheng1 ya1 li4 de0 ji1 xie4 _shi4)透平壓縮機的一種。透平是英譯音“TURBINE”，即旋轉(zhuǎn)的葉輪。在全低壓空分裝置中，離心壓縮機得到廣泛應(yīng)用，逐漸出現(xiàn)了離心壓縮機取代活塞壓縮機的趨勢。 一、定義：指(yi _ding yi _zhi)氣體在壓縮機中的運動是沿垂直于壓縮機軸的徑向進行的。二、工作原理： 具有葉片的工作輪在壓縮機的軸上旋轉(zhuǎn)，進入工作輪的氣體被葉片帶著旋轉(zhuǎn)增加了動能(速度)和靜壓頭(壓力)然后出工作輪進入擴壓器內(nèi)在擴壓器中氣體的速度轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫M一步提高壓力經(jīng)過壓縮的氣體再經(jīng)彎道和回流器進入下一級葉輪進一步壓縮至所需的壓力。打個比方說：一般是由一臺原動機（電機）帶動一根軸，軸上裝有4個葉輪，就好像一根軸帶了4個電扇，一個電扇的風(fēng)傳給了第二個電扇，又傳給了另一個電扇，最后你感覺到風(fēng)的力量很大一樣。離心壓縮機就是這樣通過葉輪把氣體的壓力提高的。氣體在葉輪中提高壓力的原因有兩個:一是氣體在葉輪葉片的作用下跟著葉輪作高速的旋轉(zhuǎn)而氣體由于受旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力的作用使氣體的壓力升高其次葉輪是從里到外逐漸擴大的氣體在葉輪里擴壓流動使氣體通過葉輪后壓力得到提高。三、特點：離心壓縮機是一種速度式壓縮機，與其它壓縮機相比較：優(yōu)點：排氣量大，排氣均勻，氣流無脈沖。轉(zhuǎn)速高。機目锘需要潤滑。 密封效果好，泄露現(xiàn)象少。有平坦的性能曲線，操作范圍較廣。易于實現(xiàn)自動化和大型化。 易損件少、維修量少、運轉(zhuǎn)周期長。缺點：操作的適應(yīng)性邦，氣體的性質(zhì)對百作性能有較大影響。在機組開車、停車、運行中，負(fù)荷變化大。氣流速度大，流道內(nèi)的零部件有較大的摩擦損失。有喘振現(xiàn)象，對機器的危害極大。四、適用范圍：大中流量、中低壓力的場合。五、分類：按軸的型式分：單軸多級式，一根軸上串聯(lián)幾個葉輪。雙軸四級式，四個葉輪分別懸臂地裝在兩個小齒輪的兩端，旋轉(zhuǎn)*電機通過大齒輪驅(qū)動小齒輪。按氣缸的型式分：水平剖分式和垂直剖分式。按級間冷卻形式分類：級外冷卻，每段壓縮后氣體輸出機外進入冷卻器。機內(nèi)冷卻，冷卻器和機殼鑄為一體。按壓縮介質(zhì)分類：空氣壓縮機、氮氣壓縮機、氧氣壓縮機等。第二節(jié) 操作機組介紹沈鼓空壓機 、杭氧氧氣透平壓縮機、瑞士蘇爾壽空壓機、(_rui4 shi4 su1 er2 shou4 kong1 ya1 ji1 _)美國英格索蘭壓縮機 下面將以下使用的壓縮機為例，結(jié)合相關(guān)書籍、說明書、規(guī)程以及相關(guān)論壇、網(wǎng)站的資料，匯集內(nèi)容，共同作好這份資料。 沈鼓空壓機 ： DH90-6型空氣透平壓縮機系單進氣、雙軸、齒輪式、四級等溫壓縮機。設(shè)計壓力0.52MPA流量 NM3/H.低速軸轉(zhuǎn)速7142轉(zhuǎn)/分高速軸9090轉(zhuǎn)/分，由一臺電壓伏(fen _you yi tai dian ya fu)功率7400KW的同步電動機拖動為空分提供原料氣源。杭氧氧氣透平壓縮機：3TYS89+2TYS60型氧氣透平壓縮機系雙缸，10級，水平剖分型式。設(shè)計壓力2.9MPA流量NM3/H，配置了一臺功率3400kw的異步感應(yīng)電動機。2TYS100+2TYS76型氧氣透平壓縮機系雙缸，8級，設(shè)計壓力2.9MPA流量NM3/H。瑞士蘇爾壽空壓機系單進氣、齒輪式、等溫壓縮，設(shè)計壓力0.52MPa，流量NM/M3；為空分提供原料氣源。(4)美國英格索蘭壓縮機 ：4C90M 4N2型氮氣透平壓縮機系單進氣，四軸離心式壓縮機，設(shè)計壓力在生產(chǎn)上次要向煉鋼壓送氮氣。另外為空分設(shè)備液體工況提供原料氣源，以及作各氧透機組的密封氣。2CLL35M3N2型氮(xing dan)氣透平壓縮機系單進氣，三軸離心式壓縮機，設(shè)計壓力2.3MPA流量5042Nm3/H，在生產(chǎn)上次要向煉鋼壓送氮氣。目前另兩種英格索蘭壓縮機型號不詳，只是流量有所增大變化。(5) Nm3/hNm3/h空分裝置配套空氣透平壓縮機情況簡介一、制造商Nm3/hNm3/h空分裝置配套空氣透平壓縮機制造商有：a、 瑞士MAN-turbo公司（蘇爾壽）b、 德國ATLAS COPCO公司c、 美國COOPER公司二、技術(shù)評價(1) 瑞士MAN-turbo公司（蘇爾壽）是世界上著名的壓縮機制造商，德國ATLAS COPCO公司、美國COOPER公司相對于前一家公司要遜色一些，但他們均具有設(shè)計、制造此類空壓機的實力。從技術(shù)上看，各制造商均有自己的特點，德國ATLAS COPCO公司、美國COOPER公司兩家均采用齒輪式多軸三段壓縮，而瑞士MAN-Turbo公司則采用單軸四級壓縮。(2) 齒輪式多軸壓縮機與單軸壓縮機兩種(liang zhong)方案的比較：a)、齒輪式多軸壓縮機由主電機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動大齒輪再由大齒輪帶動兩根小齒輪軸，每根小齒輪軸上分別有二個或一個葉輪，由于兩根小齒輪軸的轉(zhuǎn)速不同，可以實現(xiàn)葉輪與轉(zhuǎn)速的良好匹配且單級壓縮比可以比較高；單軸壓縮機由主電機經(jīng)齒輪箱驅(qū)動壓縮機主軸，在主軸上安裝了四只同方向的各級葉輪，每級葉輪的轉(zhuǎn)速相同；因此一個轉(zhuǎn)速不能良好的照顧到各個葉輪的匹配。這種結(jié)構(gòu)前面段葉輪掂速度高，后面段線速度低，因而導(dǎo)致每級壓縮比要小一些。這就是單軸壓縮機采用四級壓縮而齒輪式多軸壓縮機只需三級的原因。b)、齒輪式多軸壓縮機一根小軸上最多帶兩個葉輪，軸向長度短，有利于機器布置及轉(zhuǎn)子、臨界轉(zhuǎn)速的提高。另外小軸上的兩個葉輪屬背靠背形式，轉(zhuǎn)子的軸向力能部分抵消。單軸壓縮機各級葉輪均朝一個方向，各葉輪的軸向力互相疊加，軸向力很大，只能*加平衡盤來平衡軸向力，且對止推軸承要求很高。c)、MAN-Turbo單軸壓縮機采用內(nèi)置式氣體冷卻器，結(jié)構(gòu)緊湊，由于冷卻器布置在轉(zhuǎn)子的兩側(cè)，具有吸音的作用，同時單軸壓縮機葉輪線速度較小，因此整機噪也巰小。由于單級壓縮比小且級間有三個中冷，氣體出口溫度較低。但與齒輪式多軸壓縮機相比，單軸壓縮機耗水量要增加不少。d)、多軸齒輪式壓縮機葉輪與主軸的聯(lián)接，德國ATLAS COPCO公司采用端面齒（HIRTH）聯(lián)接，這種結(jié)構(gòu)的特點是緊固力大，葉輪可拆卸，重復(fù)拆卸對轉(zhuǎn)子的動平衡幾乎無影響；美國COOPER公司葉輪與主軸采用扇套型式，屬不可拆卸結(jié)構(gòu)。這一點對今后的轉(zhuǎn)子維修很不利。MAN-Turbo公司單軸壓縮機由于在一根主軸上布置四只葉輪，均采用扇套，也屬不可拆卸結(jié)構(gòu)。e)、從制造要求看，齒輪式多軸壓縮機對齒輪的加工精度要求高。如果葉輪與主軸采用HIRTH聯(lián)接，則HIRTH的加工精度也有很高的要求。(3)從德國ATLAS COPCO公司和美國COOPER兩家齒輪式壓縮機來看，特別是美國COOPER公司生產(chǎn)的壓縮機葉輪采用半開式葉輪，機組效率要低一些。而且此機型美國COOPER公司來說屬非常大的型號，業(yè)績不多。綜上所述，三家制造商從技術(shù)上來說，MAN-Turbo公司在空氣透平壓縮機方面是世界一流的，技術(shù)成熟、運行穩(wěn)定、質(zhì)量可靠，業(yè)績眾多，是此類機型的主導(dǎo)產(chǎn)品。特別是MAN-Turbo公司的單軸空氣透平壓縮機等溫效率高，軸功率低，噪聲低，深得用戶歡迎。德國ATLAS COPCO公司、美國COOPER齒輪式壓縮機結(jié)構(gòu)相對簡樸，效率要低一些，軸功率要高一些。但德國ATLAS COPCO公司和美國COOPER公司相比，德國ATLAS COPCO公司采用閉式葉輪和端面齒（HIRTH）聯(lián)接，技術(shù)和質(zhì)量均比美國COOPER公司要好。(6) 空氣透平壓縮機的技術(shù)比較及選擇空氣透平壓縮(ya1 suo1)機作為空分重要部機，其可*性及能否達到高效、穩(wěn)定的運行，直接關(guān)系到空分裝置正常生產(chǎn)。因此，空氣透平壓縮機選擇原則是在滿足長期穩(wěn)定運行的前提下，盡量使用效率高、調(diào)節(jié)性能好的設(shè)備。一、大型空壓機組的型式目前中大型空壓(mu qian zhong da xing kong ya)機次要型式有：1、多軸齒輪式多級離心壓縮機；2、單軸多級離心式壓縮機。多軸壓縮機特點：1、 效率高，(xiao4 lv4 gao1 _)每級葉輪與轉(zhuǎn)速匹配較好；2、 調(diào)節(jié)范圍大；3、 單級壓比大；4、 噪也巰高；5、 結(jié)構(gòu)緊湊。單軸壓縮機特點：1、 機組運行顛簸可*；2、 單級壓比較小，級數(shù)較多；3、 級數(shù)較多意味需更多次的中間冷卻；4、 更接近等汽壓縮；5、 噪音??；二、國內(nèi)大型壓縮機情況目前，國內(nèi)大型空壓機（Nm3/h以上）基本上采用進口，次要原因：1、 沈鼓配Nm3/h空分的齒輪式壓縮機在各個用戶現(xiàn)場由于振動在而引起事故，并且至今仍未有大的改進，杭氧的齒輪式壓縮機最大只能配到Nm3/h空分，再大就沒有做過，業(yè)績較?。?、 國內(nèi)壓縮機等汽效率較低，等汽效率約為6670%，而國外壓縮機效率為7881%，能亨差較大；3、 可靠性方面，進口設(shè)備要遠優(yōu)于(ke3 kao4 xing4 fang1 mian4 _jin4 kou3 she4 bei4 yao4 yuan3 you1 yu2)國產(chǎn)。三、國外大型壓縮機生產(chǎn)廠家目前(mu4 qian2)，空分配套的大型空壓機多選用進靠嵇品，次要生產(chǎn)廠家有：1、德國siemens公司；2、Manturbo公司；3、德國Atlas公司；4、美國Cooper公司，這四家公司均(gong1 si1 _zhe4 si4 jia1 gong1 si1 jun1)能生產(chǎn)齒輪式多軸壓縮機，Man-turbo公司還生產(chǎn)單軸壓縮機。Siemens和Man-turbo的生產(chǎn)大型壓縮機為主（次要配Nm3/h以上空分），Atlas和Cooper次要配Nm3/h空分。這幾家國外公司在技術(shù)實力和品牌上有一定的差別，但價格上也相關(guān)較大，因此，在最終選擇供應(yīng)商時，可根據(jù)技術(shù)、商務(wù)等方面進行多方比較，根據(jù)性能價格比后最終確定。氣體軸承空氣作潤滑劑氣體粘度是液體的四五千分之一，所有可在極高速下運轉(zhuǎn)：幾十萬百萬轉(zhuǎn)nmin，但承載能力較低?？煞譃闅怏w動壓軸承；氣體靜壓靜承。動壓氣體軸承形成的氣膜很薄，最大不超過20 故對氣體軸承的制造要求十分精確，氣體軸承不存在油類污染，密封簡樸，回運精度高，運行噪音低，次要缺點是承載量不大。氣體軸承與常規(guī)使用的油潤滑滑動軸承相比，其工作原理是基本相同的。氣體軸承所采用的方法就是利用氣體的粘性來提高軸承間隙中的壓力，從而使物體浮起，根據(jù)氣體軸承產(chǎn)生這種壓力的原理，氣體軸承大致分為三種形式：分別稱為擠壓膜式、靜壓式以及動壓式。動壓式有相對移動的兩個表面，還有稱為楔形的間隙，當(dāng)間隙的形狀沿著移動方向逐漸或總體趨勢變窄時，便構(gòu)成了這種形式，在動壓軸承工作時，由于摩擦面掂對移動，氣體因其本身的粘性作用而被帶動，并被壓縮到楔形間隙內(nèi)，由此產(chǎn)生了壓力場，與靜壓式氣體軸承相比，動壓氣體軸承不需要外部氣源，但要求構(gòu)成楔形間隙的兩表面間存在相對運動，而且其動壓效果將隨相對運動的速度的增加而愈加明顯!這種特性對于存在相對運動表面的結(jié)構(gòu)是十分有利的。在低溫透平膨脹機中，由(zai4 di1 wen1 tou4 ping2 peng2 zhang4 ji1 zhong1 _you2)于進口介質(zhì)溫度低，膨脹比大，尤其是在小流量時，工作輪直徑較小，膨脹機比焓降大。為了達到較高的絕熱效率，勢必造成膨脹機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較高，在這種情況下，傳統(tǒng)的滾珠軸承和油潤滑軸承由于本身的缺陷均難以滿足設(shè)備要求，而氣體軸承具有無污染，摩擦損失低，適應(yīng)溫度范圍廣，運轉(zhuǎn)顛簸，使用時間長等諸多優(yōu)點$能大大提高透平膨脹機的經(jīng)濟性，運轉(zhuǎn)可*性及結(jié)構(gòu)工藝性。因此它在低溫透平膨脹機上得到了越來越廣泛的應(yīng)用。為了保證透平膨脹機能夠達到較高的效率，就需要其轉(zhuǎn)子在高轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)。因此氣體軸承能否在高速下保證具有足夠的穩(wěn)定性$始終是研制中的關(guān)鍵。關(guān)于這一點，國內(nèi)外學(xué)者均有共識，氣體軸承是膨脹機能否穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，其穩(wěn)定性是核心問題，研制氣體軸承低溫透平膨脹機實質(zhì)上是研制在高速下不發(fā)生渦動的能保證轉(zhuǎn)子穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的氣體軸承。研究開發(fā)全動壓氣體軸承透平膨脹機的關(guān)鍵問題在于：1、從根本上減少膨脹機軸向力并加強對具有高承載力和穩(wěn)定性的動壓止推氣體軸承的研究；2、研制開發(fā)一種具有高穩(wěn)定性，良好啟停性能，且結(jié)構(gòu)簡樸，加工方便，適應(yīng)于我國現(xiàn)有工業(yè)水平的新型動壓徑向氣體軸承。壓縮機知識講座（三）第三章 離心壓縮機的基本原理第一節(jié) 離心壓縮機的工作原理分析一、常用名詞解釋：級：每一級葉輪和與之相應(yīng)配合的固定元件（如擴壓器等）構(gòu)成一個基本的單元，叫一個級。如：杭氧2TYS100+2TYS76氧氣透平壓縮機上下壓氣缸共有八個葉輪，就叫八級。段：以中間冷卻器隔開級的單元，叫段。這樣以冷卻器的多少可以將壓縮機分成很多段。一段可以包括很多級，也可僅有一個級。標(biāo)態(tài)：0，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。進氣狀態(tài)：一般指進口處氣體當(dāng)時的溫度、壓力。重量流量：一秒時間內(nèi)流過氣體的重量。容積流量：一秒時間內(nèi)流過氣體的體積。表壓（G）：以當(dāng)?shù)卮髿鉃榛鶞?zhǔn)所計量的壓強。絕壓（A）：以完全真空為基準(zhǔn)所計量的壓強。真空度：與當(dāng)?shù)卮髿庳?fù)差值。壓比：出口(_ya1 bi3 _chu1 kou3)壓力與進口壓力的比值。二、壓縮機級中的氣體流動葉輪被(ye4 lun2 bei4)驅(qū)動機拖動而旋轉(zhuǎn)，氣體進入葉輪后，對氣體作功。那么氣體既隨葉輪轉(zhuǎn)動，又在葉輪槽中流動。反映出氣體的壓力，溫度、比容。葉輪轉(zhuǎn)動（理解“轉(zhuǎn)動”）的速度即氣體的園周速度，鑰锘同的半徑上有不同的數(shù)值，葉輪出口處的園周速度最大。氣體在葉輪槽道內(nèi)相對葉輪的流動（理解“流動”）速度為相對速度。因葉片槽道截面積從進口到出口逐漸增大，因此相對速度逐漸減少。氣體的實際速度是園周速度與相對速度的合成，又稱之為絕對速度。三、級內(nèi)氣體流動的能量損失分析(一)、能的定義：度量物質(zhì)運動的一種物質(zhì)量，一般解釋為物質(zhì)作功的能力。能的基本類型有勢能、動能、熱能、電能、磁能、光能、化學(xué)能、原子能等。一種能可以轉(zhuǎn)化為另一種能。能的單位和功的單位相同。能也叫能量。(二)、級內(nèi)氣體流動的能量損失分析壓縮機組實際運行中，通過葉輪向氣體傳遞能量，即葉輪通過葉片對氣體作功消耗的功和功率外，還存在著葉輪的輪盤、輪蓋的外側(cè)面及輪緣與周圍氣體的摩擦產(chǎn)生的輪阻損失，還存在著筏作輪出口氣體通過輪蓋氣封漏回到工作輪進口低壓低壓端的漏氣損失。都要消耗功。這些損失在級內(nèi)都是不可避免的，只有在設(shè)計中精心選擇參數(shù)，再制造中按要求加工，鑰鑌作中精心操作使其盡量達到設(shè)計工況，來減少這些損失。另外，還存在流動損失以及動能損失以及在級內(nèi)在非工況時產(chǎn)生沖擊損失。沖擊損失增大將引起壓縮機效率很快降低。還有高壓軸端，如果密封不好，向外界漏氣，引起壓出的有用流量減少。故此，我們有必要研究這些損失的原因，以便在設(shè)計、安裝、操作中盡量減少損失，維持壓縮機在高效率區(qū)域運行，節(jié)省能耗。1、流動損失：定義：就是氣流在葉輪內(nèi)和級的固定元件中流動時的能量損失。產(chǎn)生的原因：次要由于氣體有粘性，在流動中引起摩擦損失，這些損失又變成熱量使氣體溫度升高，在流動中產(chǎn)生旋渦，加劇摩擦損耗和流動能量損失，因旋渦的產(chǎn)生就要消耗能量；在工作輪中還有軸向渦流等第二次流動產(chǎn)生，引起流量損失。在葉輪出口由于出口葉片厚度影響產(chǎn)生尾跡損失。彎道和回流器的摩擦阻力和局部阻力損失等。2、沖擊損失： 定義：是一種在非設(shè)計工況下產(chǎn)生的流動損失。葉輪進口葉片安裝角1A（實際）一般是按照設(shè)計氣流的進口角1（設(shè)計）來決定的。一般是1=1A，此時進氣為無沖擊進氣。但是當(dāng)工況發(fā)生偏離設(shè)計工況時，氣流進口角1大于或小于1A將發(fā)生氣流沖(jiang fa sheng qi liu chong)擊葉片掂象。習(xí)慣把葉輪進口葉片安裝角1A（實際）與設(shè)計氣流的進口角1（設(shè)計）之差叫做沖擊角，簡稱沖角(cha jiao zuo chong ji jiao _jian cheng chong jiao)。用i表示。1A1 ， i0，叫負(fù)沖角。1A1 ， i0，叫正沖角。在正負(fù)沖角的情況下，都將出現(xiàn)氣流與葉片表面的脫離，形成旋渦區(qū)，使能量損失。沖擊損失的增加與流量偏離設(shè)計流量的絕對值的平方成正比。3、輪阻損失葉輪的不工作面與機殼之間的空間，是充滿氣體的，葉輪旋轉(zhuǎn)時，由于氣體有粘性，也會產(chǎn)生摩擦損失。又由于旋轉(zhuǎn)的葉輪產(chǎn)生離心力，*輪的一邊氣體向上流，*殼的一邊氣體向下流，形成渦流，引起損失。輪阻損失的計算，有實驗公式，有興趣可查書籍。4、漏氣損失：包括內(nèi)漏和外漏。內(nèi)漏氣是指泄露的氣體又漏回到壓縮氣體中。包括兩種情況：一種是從葉輪出口的氣體從葉輪與機殼的空間漏回到進口。另一種是單軸的離心壓縮機，由于軸與機殼之(_you yu zhou yu ji ke zhi)間也有間隙，氣體從高壓的一邊經(jīng)過間隙流入低壓一邊。外漏是指壓縮氣體通過軸與機殼密封處間隙或機體的間隙直接漏到大氣中。漏氣損失是一個不可忽視的問題，我們在維修、操作中應(yīng)特別注意，有些空壓機出現(xiàn)氣量打不到設(shè)計值就是內(nèi)漏和外漏引起的。壓縮機知識講座（四）第四章 離心壓縮機的基本結(jié)構(gòu)第一節(jié) 離心壓縮機系統(tǒng)組成眾說周知，整套離心壓縮機組是由電氣、機械、潤滑、冷卻、控制等部分組成的一個系統(tǒng)。 雖然由于輸送的介質(zhì)、壓力和輸氣量的不同，而有許多種規(guī)格、型式和結(jié)構(gòu)，但組成的基本元件大致是相同的，次要由轉(zhuǎn)子、定子、和輔助設(shè)備等部件組成。第二節(jié) 主機部件一、離心壓縮機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是離心壓縮機的關(guān)鍵部件，它高速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子是由葉輪、主軸、平衡盤、推力盤等部件組成。葉 輪葉輪也叫工作輪，是離心式壓縮機的一個重要部件，氣體在工作路輪中流動，其壓力、流速都增加，同時氣體的溫度也升高。葉輪是離心式壓縮機對氣體作功的唯一元件。1.在結(jié)構(gòu)上葉輪典型的有三種型式：閉式葉輪：由輪盤、輪蓋、葉片三部分組成。半開式式葉輪：無輪蓋、只有輪盤、葉片。雙面進氣式葉輪：兩套輪蓋、兩套葉片，共用一個輪盤。葉輪的結(jié)構(gòu)以葉片的彎曲形式來分：前彎葉片式葉輪：葉片彎曲方向與葉輪的旋轉(zhuǎn)方向相同。葉片出口角90。后彎葉片式葉輪：葉片彎曲方向與葉輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，葉片出口角90。徑向葉片式葉輪：葉片出口方向與葉輪的半徑方向一致，葉片出口角90。 我們使用的英格索蘭壓縮機的葉輪就是半開式后彎型結(jié)構(gòu)。 主 軸主軸的作用就是支撐安裝其上的旋轉(zhuǎn)零部件（葉輪、平衡盤等）及傳遞扭矩。在設(shè)計軸確定尺寸時，不僅考慮軸的強度問題，而且要仔細計算軸的臨界轉(zhuǎn)速。所謂臨界轉(zhuǎn)速就是軸的轉(zhuǎn)速等于軸的固有頻率時的轉(zhuǎn)速。平衡盤 推力盤在多級離心壓縮機中，由于每級葉輪兩側(cè)的氣體作用力不一致，就會使轉(zhuǎn)子受到一個指向低壓端的合力，這個合力，我們稱為軸向力。軸向力對于壓縮機的正常運轉(zhuǎn)是不利的(de zheng chang yun zhuan shi bu li de)，它使轉(zhuǎn)子向一端竄動，甚至使轉(zhuǎn)子與機殼相碰，發(fā)生事故。因此應(yīng)設(shè)法平衡它，平衡盤就是利用它的兩側(cè)氣體的壓力差來平衡軸向力的零件。熱套在主軸上，通常平衡盤只平衡一部分軸向力，剩余的軸向力由止推軸承來承受。推力盤是固定在主軸上的止推軸承中的一部分，它的作用就是將轉(zhuǎn)子剩余的軸向力通過油膜作用在止推軸承上，同時還確定了轉(zhuǎn)子與固定元件的位置。二、離心壓縮機的定子定子是壓縮機的固定元件，由擴壓器、彎道、回流器、蝸殼及機殼組成。擴壓器 擴壓器的功能次要是使從葉(kuo ya qi de gong neng ci yao shi shi cong ye)輪出來的具有較大動能的氣流減速，把氣體的動能有效地轉(zhuǎn)化為壓力能。 擴壓器一般分為：無葉擴壓器 、葉片擴壓器、 直壁式擴壓器。 彎 道其作用使氣流轉(zhuǎn)彎進入回流器，氣流在轉(zhuǎn)彎時略有加速。回流器其作用使氣流按所須方向均勻的進入下一級。蝸 殼其次要作用是把擴壓器后面或葉輪后面的氣體匯集起來，并把它們引出壓縮機，流向輸送管道或氣體冷卻器，此外，在會聚氣體過程中，大多數(shù)情況下，由于蝸殼外徑逐漸增大和流通面積的逐漸增大，也起到了一定的降速擴壓作用。 軸 承支撐軸承：用于支撐轉(zhuǎn)子使其高速旋轉(zhuǎn)。止推軸承：作用是承受剩余的軸向力。第三節(jié) 輔助設(shè)備 離心壓縮機傳動系統(tǒng)空分裝置中采用的離心壓縮機(ya1 suo1 ji1)由于轉(zhuǎn)速高，一般采用電動機通過齒輪增速箱來拖動。對于齒輪的材質(zhì)要求相當(dāng)高，一般采用優(yōu)質(zhì)合金鋼，并經(jīng)滲碳處理，以提高硬度，同時要求提高加工精度。在出廠前，并經(jīng)嚴(yán)格的靜、動平衡實驗。平衡：包括靜(ping2 heng2 _bao1 kuo4 jing4)平衡、動平衡兩種。靜平衡是檢查轉(zhuǎn)子重心是否通過旋轉(zhuǎn)軸中心。如果二者重合，它能在任意位置保持平衡；不重合，它會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，只有在某一位置時才能靜止不動。通過靜平衡實驗，找出不平衡質(zhì)量，可以在其對稱部位刮掉相應(yīng)的質(zhì)量，以保持靜平衡。動平衡：經(jīng)過靜平衡試驗的轉(zhuǎn)(dong ping heng _jing guo jing ping heng shi yan de zhuan)子，在旋轉(zhuǎn)時仍可能產(chǎn)生不平衡。因為每個零件的不平衡質(zhì)量不是在一個平面內(nèi)。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，他們會產(chǎn)生一個力矩，使軸線發(fā)生撓曲，從而產(chǎn)生振動，因此，轉(zhuǎn)子還需要做動平衡試驗。動平衡試驗就是在動平衡機上使轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，檢查其不平衡情況，并設(shè)法消除其不平衡力矩的影響。離心壓縮機的冷卻系統(tǒng)一、冷卻的方式次要有風(fēng)冷、水冷。二、冷卻的次要方面主電機、壓縮后的氣體、潤滑油。1、冷卻主電機:次要為了防(ci yao wei le fang)止電機過度溫升、燒損。通常采用的冷卻方式有風(fēng)冷、水冷。有的大型電機兼而有之。2、冷卻壓縮后的氣體:次要為了降低各級壓縮后氣體的溫度，減少功率消耗。通常設(shè)置水冷卻器。在一臺機組上設(shè)有多個冷卻器，有的一級一個。有的兩級一個，這樣根據(jù)冷卻器的多少，又可以把壓縮機分成幾個段。冷卻器內(nèi)介質(zhì)流動情況：冷卻器管程走氣，殼程走水；如：英格索氮壓機、杭氧氧透就是這樣，同時可以減少噪音。冷卻器管程走水，殼程走氣。3、冷卻潤滑油：壓縮機的油站設(shè)有油冷卻(de0 you2 zhan4 she4 you3 you2 leng3 que4)器。降低油溫和在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)油溫。離心式壓縮機組潤滑系統(tǒng) （目錕論壇已發(fā)過） 第四節(jié) 安全保護系統(tǒng)為了保證壓縮機的安全穩(wěn)定運行，必須設(shè)置一個完整的安全保護系統(tǒng)。溫度保護系統(tǒng)觀察、控制壓縮機各缸、各段間的氣體溫度、冷卻系統(tǒng)溫度、潤滑系統(tǒng)油溫、主電機定子溫度以及各軸承溫度，當(dāng)達到一定的規(guī)定值就發(fā)出聲光訊號報警和聯(lián)鎖停機。壓力保護系統(tǒng)觀察、控制壓縮機各缸、各段間的氣體壓力、冷卻系統(tǒng)壓力、潤滑系統(tǒng)油壓、當(dāng)達到一定的規(guī)定值就發(fā)出聲光訊號報警和聯(lián)鎖停機。流量保護系統(tǒng)觀察、控制壓縮機冷卻系統(tǒng)水流量，當(dāng)達到一定的規(guī)定值就發(fā)出聲光訊號報警。機械保護系統(tǒng)軸向位移保護離心式壓縮機產(chǎn)生軸向位移，首先是由于有軸向力的存在。而軸向力的產(chǎn)生過程如下：在氣體通過工作輪后，提高了壓力，使工作輪前后承受著不同的氣體壓力。由于輪子兩側(cè)從外徑D2到輪蓋密封圈直徑Df的軸向受力是互相抵消的，因此，它的軸向力由以下三部分組成： F1-在輪盤背部從直徑Df到軸頸密封圈直徑df這塊面積上所承受的氣體的力。F2-在工作輪進靠錕分，(zai gong zuo lun jin kao kun fen _)從直徑Df到d這塊面積上所承受的氣體壓力。 F3-進口氣流以一定的速度對輪盤所產(chǎn)生的沖擊力。 在一定的情況下，F(xiàn)1（F2+F3），所以每個葉輪的軸向推力都是有葉輪的輪盤側(cè)指向進靠鏇（輪盤側(cè)）。如果所有葉輪同向安裝，則總軸向力相當(dāng)可觀。 從機組設(shè)計、制造、安裝方面為了平衡壓縮機的軸向力，通常采取了：設(shè)置平衡盤設(shè)置止推軸承采用雙進氣葉輪葉輪背*背安裝。但是在運行中由于平衡盤等密封件的磨損、間隙的增大、軸向力的增加、推力軸承的負(fù)荷加大，或潤滑油量的不足，油溫的變化等原因，使推力瓦塊很快磨損，轉(zhuǎn)子發(fā)生竄動，靜動件發(fā)生摩擦、碰撞、損壞機器。為此壓縮機必須設(shè)置軸向位移保護系統(tǒng)，監(jiān)視轉(zhuǎn)子的軸向位置的變化，當(dāng)轉(zhuǎn)子的軸向位移達到一定規(guī)定值時就能發(fā)出聲光訊號報警和聯(lián)鎖停機。常見的軸向位移保護器的類(chang2 jian4 de0 zhou2 xiang4 wei4 yi2 bao3 hu4 qi4 de0 lei4)型及工作原理如下：電磁式：當(dāng)(_dian ci shi _dang)轉(zhuǎn)子發(fā)生軸向竄動時，間隙變動而引起磁組變化，時兩側(cè)鐵芯磁極繞組產(chǎn)生不同電勢，經(jīng)繼電器傳給指示儀表。電觸式：轉(zhuǎn)子竄動時，觸動電觸點 ，即發(fā)出報警或停車信號。電渦流式：由傳感器、交換器和指示器三部分組成。傳感器是一個電感應(yīng)線圈，由于高頻信號的激勵，產(chǎn)生一高頻交變磁場，軸表面相應(yīng)產(chǎn)生交變磁場相交鏈的電渦流磁場。由于間隙的變化，引起阻抗的變化，導(dǎo)致輸出電壓的變化。由變換器完成軸向位移與電壓間的轉(zhuǎn)換，通過指示器發(fā)出訊號。液壓式：噴嘴與轉(zhuǎn)子凸緣的間隙S變化時，輸出的油壓發(fā)生變化，由曲線P=F（S），得知相應(yīng)的軸向位移。曲(_de2 zhi1 xiang1 ying1 de0 zhou2 xiang4 wei4 yi2 _qu1)線P=F（(_)S）由實驗測的。機械振動保護離心壓縮機是高速運轉(zhuǎn)的設(shè)備，運行中產(chǎn)生振動是不可避免的。但是振動值超出規(guī)定范圍時的危害很大。對設(shè)備