壓縮機基本原理及控制-高生軍1

1、 壓縮機基本原理及控制 康吉森技術部 高生軍1壓縮機主要類型 離心壓縮機 軸流壓縮機 往復壓縮機螺桿式壓縮機利用高速回轉的葉輪（葉片組）對氣體作功，將機械能加給氣體，使氣體壓力升高,速度增大，在葉輪后部設有流通逐漸擴大的擴壓器，高速氣體從葉片流出后再經(jīng)過擴壓元件，使氣體流速降低，壓力繼續(xù)提高，即把一部分動能轉變?yōu)閴毫δ?。離心壓縮機之所以能提高氣體的壓力，使因為氣體流經(jīng)回轉的葉輪葉片對氣體做功使氣體分子壓力接近，以一定轉速回轉的葉輪葉片給氣體以離心力的作用，使氣體獲得壓力能和速度能。離心壓縮機基本工作原理 軸流壓縮機是通過轉子回轉時，動葉片對氣體作功，使氣體壓力增加，并推動氣體流動，氣體的速度由

2、動葉片和導流葉片（靜葉片）通道的擴大兒而降低，使其一部分速度能轉變?yōu)閴毫δ?由于上述擴壓作用而產(chǎn)生的單級壓升是有一定限度的，故軸流壓縮機的組數(shù)比離心壓縮機的組數(shù)多。軸流壓縮機基本工作原理 Compressor Internals壓縮機的級,段,缸性能曲線不僅反映了壓縮機的壓力，效率與流量的關系，而且還反映了壓縮機的穩(wěn)定工況范圍，壓縮機能否高效率工況運行，主要取決于與壓縮機聯(lián)合工作的管網(wǎng)特性。從離心壓縮機和軸流壓縮機的基本工作原理可知，兩者都是回轉的葉輪對氣體作功，而使氣體壓力增加，所以兩者的性能曲線也基本上相近似 壓縮機性能曲線壓縮機性能曲線Head Term(Rc)Flow Term(ACF

3、M)100% N90% N80% N軸流壓縮機的性能曲線比離心壓縮機的性能曲線陡，因此，相對于流量微小的變化，壓力將發(fā)生急劇變化，因此，當軸流壓縮機的流量變化時，必須采用自動調(diào)節(jié)靜葉片角度的方法，使軸流壓縮機在較寬的工況范圍內(nèi)高效運行。離心壓縮機的功率N是隨流量增加而增大，而軸流壓縮機則隨著流量的增加而急劇減少。在一定轉速下，靜葉片角度不變時，軸流壓縮機的性能曲線可以比設計工況點的壓力高很多。而離心壓縮機可能的壓力上升則非常小。離心壓縮機和軸流機性能曲線管網(wǎng)特性曲線是表示通過管網(wǎng)的氣體流量與保證這個流量通過管網(wǎng)所需的壓力之間的關系曲線，也稱管網(wǎng)阻力曲線。有三種曲線：管網(wǎng)阻力與流量無關管網(wǎng)阻力與

4、流量成正比綜合形式管網(wǎng)特性曲線壓縮機與管網(wǎng)聯(lián)合工作N1N2N3RSurgeLimitPressure LimitSpeed LimitPower LimitStonewall% Flow5060708090100Pressure壓縮機與管網(wǎng)聯(lián)合工作區(qū)壓縮機與管網(wǎng)聯(lián)合工作點 工況點喘振點 阻塞點 壓縮機與管網(wǎng)聯(lián)合運行時的工作點，為管網(wǎng)特性曲線與壓縮機性能曲線的交點。工況點壓縮機與管網(wǎng)聯(lián)合工作出口管道中閘閥關小到一定程度，管網(wǎng)阻力增大，管網(wǎng)曲線向左移。發(fā)生喘振時，流入壓縮機部分的氣體出現(xiàn)強烈的顫動，引起機組劇烈振動。喘振點Surge Cycle1. Operating point moves up

5、 the curve2. Operating point nears the Surge Limit3. Operating point goes into the Surge Region4. Flow reverses as discharge pressure drops5. Drop in discharge pressure re-establishes forward flow3. Compressor resumes full flow3-4-5-3 Cycle repeats, unless stoppedFlow4Pressure1235導致喘振可能的原因開停車事故斷電,跳車

6、低負荷操作 上下游工藝擾動氣體分子量變動冷凝器故障源動機故障其它喘振的危害壓縮機與管網(wǎng)聯(lián)合工作，出口管道中閘閥開度開大到一定程度時，由于壓縮機流量不斷增大，氣體在某一級的氣流沖角不斷減小，于是在葉片的工作面上發(fā)生氣體分離現(xiàn)象，使流動的摩擦損失和沖擊損失也不斷增大，當流量達到某一最大值時，葉輪對氣體所作的功全部用來克服這些能量損失，使壓縮機的壓力得不到提高。或者，當流量增大到某一值后，葉道最窄截面上的流速度可能達到音速，這是壓縮機的流量就不可能增加了。阻塞點離心壓縮機的調(diào)節(jié) 壓縮機的出口節(jié)流調(diào)節(jié) 壓縮機進口節(jié)流調(diào)節(jié) 離心壓縮機的變轉速調(diào)節(jié) 離心壓縮機的聯(lián)合調(diào)節(jié) 軸流壓縮機的調(diào)節(jié) 壓縮機的出口節(jié)流調(diào)節(jié) 壓縮機進口節(jié)流調(diào)節(jié) 改變靜葉片角度 變轉速調(diào)節(jié) 典型的壓縮機防喘控制原理FTUICPTPTFY