離心壓縮機(jī)-離心壓縮機(jī)的性能調(diào)節(jié)

目錄離心壓縮機(jī)的平衡工況點(diǎn)1離心壓縮機(jī)的穩(wěn)定和不穩(wěn)定工作點(diǎn)23離心壓縮機(jī)的工作點(diǎn)離心壓縮機(jī)工作點(diǎn)偏移分析離心壓縮機(jī)同管路聯(lián)合工作時，應(yīng)盡量使壓縮機(jī)的工作點(diǎn)就是其設(shè)計工況點(diǎn)，但在實(shí)際運(yùn)行過程中，為滿足用戶對輸送氣體流量或壓力的需求，需要對流量和壓力進(jìn)行調(diào)整，這就要設(shè)法改變壓縮機(jī)工況點(diǎn)。離心壓縮機(jī)的工作點(diǎn)一、離心壓縮機(jī)的工況點(diǎn)離心壓縮機(jī)正常工作時，究竟在哪一工況點(diǎn)工作，不僅取決于壓縮機(jī)本身，而且與壓縮機(jī)相連的管網(wǎng)系統(tǒng)有關(guān)。二、平衡工況點(diǎn)串聯(lián)在管路中的壓縮機(jī)正常工作時，流過壓縮機(jī)的氣體流量等于通過該管路的氣體流量，而且壓縮機(jī)的增壓等于該管路的壓力降。如果將壓縮機(jī)的性能曲線pk-

Qj與管路特性曲線pe-

Qj畫在同一坐標(biāo)軸上，兩曲線的交點(diǎn)M即為壓縮機(jī)的平衡工況點(diǎn)，見圖5-26所示，該工作點(diǎn)和離心泵的工作點(diǎn)具有相同的特性。圖5-26壓縮機(jī)與管網(wǎng)聯(lián)合工作三、

穩(wěn)定工作點(diǎn)和不穩(wěn)定工作點(diǎn)離心壓縮機(jī)在管路中工作時，如果壓縮機(jī)的工作點(diǎn)M處于壓縮機(jī)性能曲線最高點(diǎn)S的左側(cè)，這個工作點(diǎn)就是不穩(wěn)定工作點(diǎn)。如果工作點(diǎn)M在壓縮機(jī)性能曲線最高點(diǎn)S的右側(cè)，這個工作點(diǎn)是穩(wěn)定工作點(diǎn)，見圖5-27所示。圖5-27不穩(wěn)定工況四、

工作點(diǎn)移動分析1.工作點(diǎn)偏移在圖5-27中，如果兩曲線交于點(diǎn)M′時，M′為不穩(wěn)定工作點(diǎn)，如果管路出口閥門關(guān)小，壓縮機(jī)的工作點(diǎn)向小流量方向移動，閥門繼續(xù)關(guān)小到一定程度后，管路特性曲線移到曲線II的位置。見圖5-27所示。圖5-27不穩(wěn)定工況2.實(shí)例分析在圖5-27中，如果工作點(diǎn)移動到A點(diǎn)，這時壓縮機(jī)出口壓力小于管路所需壓力，導(dǎo)致工作點(diǎn)繼續(xù)向左移動直至流量為零，氣流發(fā)生倒流，直到管中壓力低于壓縮機(jī)出口壓力為止，這時流量又逐漸增加，工作點(diǎn)又開始向A點(diǎn)移動，管路壓力又恢復(fù)到點(diǎn)A，但還是不能穩(wěn)定下來，流量又開始下降，氣體又開始向倒流，如此反復(fù)周期性的工作點(diǎn)跳動，即壓縮機(jī)產(chǎn)生了“喘振”現(xiàn)象。圖5-27不穩(wěn)定工況如果管路的容量越大，則喘振的振幅也就越大，頻率越低，反之，管路的容量越小，喘振的振幅也越小，頻率越高。目錄離心壓縮機(jī)的串聯(lián)并聯(lián)1離心壓縮機(jī)的串聯(lián)特性2離心壓縮機(jī)的并聯(lián)特性3離心壓縮機(jī)的串聯(lián)與并聯(lián)離心壓縮機(jī)的串聯(lián)與并聯(lián)一、離心壓縮機(jī)的串聯(lián)并聯(lián)如果一臺壓縮機(jī)的工作時，壓力達(dá)不到用戶的要求，可將兩臺壓縮機(jī)串聯(lián)，見圖5-28（a）所示。如果供氣量不能達(dá)到用戶的要求，可將兩臺壓縮機(jī)并聯(lián)。見圖5-28（b）所示。圖5-28（a）壓縮機(jī)串聯(lián)工作圖5-28（b）壓縮機(jī)并聯(lián)工作圖5-29兩臺壓縮機(jī)串聯(lián)工作時的特性曲線二、串聯(lián)特性1.曲線說明如圖5-29所示，曲線I和Ⅱ分別為第I臺和第Ⅱ臺壓縮機(jī)單獨(dú)工作時的性能曲線。曲線I+Ⅱ?yàn)閮膳_壓縮機(jī)串聯(lián)時總的性能曲線。曲線1為管路特性曲線。圖5-29兩臺壓縮機(jī)串聯(lián)工作時的特性曲線2.串聯(lián)特性在圖5-29中，兩臺壓縮機(jī)單獨(dú)工作時，性能曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)分別為S′、S″，壓力比分別為εI、εII；兩臺機(jī)器串聯(lián)后，壓縮機(jī)的性能曲線Ⅰ+Ⅱ與管路特性曲線交點(diǎn)S，這說明兩機(jī)串聯(lián)工作時，管路中有氣量Qs

，總的壓力比為ε=εIεII

，能滿足生產(chǎn)需要。因此，當(dāng)單級壓力比不能滿足生產(chǎn)需要時，可以采用串聯(lián)這種方法。圖5-30兩臺壓縮機(jī)并聯(lián)工作時的特性曲線三、

并聯(lián)特性1.曲線說明在圖5-30中，曲線I和Ⅱ分別為第I臺和第Ⅱ臺壓縮機(jī)單獨(dú)工作時的性能曲線。曲線I+Ⅱ?yàn)閮膳_壓縮機(jī)并聯(lián)時總的性能曲線。曲線1為管路特性曲線。圖5-30兩臺壓縮機(jī)并聯(lián)工作時的特性曲線2.曲線說明在圖5-30中，并聯(lián)時工作時，每臺機(jī)器的流量小于單獨(dú)工作時的流量，并聯(lián)工作時的總流量小于每臺機(jī)器單獨(dú)工作時各自流量之和。并聯(lián)工作時，如管路阻力系數(shù)增大，管路特性曲線變陡，機(jī)器Ⅱ有可能達(dá)到最小流量，開始喘振，這時最好使機(jī)器Ⅱ停機(jī)，只使用機(jī)器Ⅰ單獨(dú)工作。3.并聯(lián)的應(yīng)用（1）必須增加輸氣量，又不需要對現(xiàn)有的壓縮機(jī)做重新改造。（2）氣體用量很大，用一臺壓縮機(jī)可能尺寸過大或制造上有困難，應(yīng)考慮兩臺小的壓縮機(jī)并聯(lián)供氣。（3）用氣量經(jīng)常變動，當(dāng)所需的輸氣量大時，兩臺壓縮機(jī)同時運(yùn)行，當(dāng)輸氣量少時只開一臺壓縮機(jī)。目錄1離心壓縮機(jī)的性能調(diào)節(jié)

2改變離心壓縮機(jī)性能曲線的位置3改變管路特性曲線的位置離心式壓縮機(jī)的性能調(diào)節(jié)離心壓縮機(jī)同管路聯(lián)合工作時，應(yīng)盡量使壓縮機(jī)的工作點(diǎn)就是其設(shè)計工況點(diǎn)，但在實(shí)際運(yùn)行過程中，為滿足用戶對流量和壓力的需求，需要對流量和壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，這就要設(shè)法改變壓縮機(jī)工況點(diǎn)的位置。離心壓縮機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)，就是壓縮機(jī)的性能曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)，所以壓縮機(jī)性能調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)就是設(shè)法改變壓縮機(jī)的性能曲線和管路特性曲線的位置。離心式壓縮機(jī)的性能調(diào)節(jié)一、改變離心壓縮機(jī)的性能曲線1.

進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)改變壓縮機(jī)的性能曲線

所謂進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)，就是把調(diào)節(jié)閥門安裝在壓縮機(jī)的進(jìn)氣管道上，通過調(diào)節(jié)閥門的開度，改變壓縮機(jī)的進(jìn)氣狀態(tài)，進(jìn)而改變性能曲線，達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。：閥門前的固定壓力

:容器壓力

（1）進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)分析可見，改變調(diào)節(jié)閥門開度大小，可改變壓縮機(jī)性能曲線，進(jìn)而改變工作點(diǎn)的位置。當(dāng)閥門全開時，壓縮機(jī)性能曲線為I，這時：當(dāng)閥門開度關(guān)小時，進(jìn)口壓力pj逐漸降低，見圖5-31曲線Ⅱ，壓縮機(jī)的性能曲線由Ⅰ移動到Ⅲ的位置。當(dāng)閥門關(guān)得更小，進(jìn)口壓力曲線變?yōu)棰簦瑝嚎s機(jī)的性能曲線就移到Ⅴ的位置了，見圖5-31所示。:容器壓力

（2）容器壓力不變，調(diào)節(jié)流量

如果要求容器壓力pr保持不變，調(diào)節(jié)流量。

可關(guān)小閥門，使壓縮機(jī)性能曲線由I移動到Ⅱ的位置，工作點(diǎn)由M移動到M’,流量由GM減小到GM’，流量得到了調(diào)節(jié)。見圖5-32所示。:容器壓力

（3）流量不變，調(diào)節(jié)容器壓力

如果要求容器壓力pr減小，流量不變.

可關(guān)小閥門，壓縮機(jī)性能曲線由I移動到Ⅱ，工作點(diǎn)由M移動到M’，容器壓力由pr降低為pr’，壓力得到了調(diào)節(jié)，流量不變，見圖5-33所示。（4）進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省功率，性能曲線越陡，節(jié)省的功率越多；進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)可以使壓縮機(jī)的性能曲線向小流量方向移動，因而能在更小流量下穩(wěn)定地工作，不致發(fā)生喘振現(xiàn)象。

缺點(diǎn)：由于進(jìn)口節(jié)流阻力帶來一定的壓力損失，使排氣壓力降低。為了使壓縮機(jī)閥門后的氣流保持均勻流動，要求閥門與壓縮機(jī)進(jìn)口之間，要設(shè)置足夠長的平直管道。2.改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的性能曲線

當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速改變時，壓縮機(jī)的性能曲線也隨之改變。見圖5-34所示（1）變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)

當(dāng)容器壓力不變、調(diào)節(jié)流量，或容器壓力減小、流量不變量時，可以通過改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，使壓縮機(jī)的性能曲線發(fā)生改變來達(dá)到。見圖5-34所示。（2）容器壓力不變，變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量

當(dāng)如果要求容器壓力不變、流量增大或減小，只要將壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速由n增大到n’或減小到n’’，壓縮機(jī)的性能曲線就會向上或向下移動，流量得到調(diào)節(jié)。見圖5-34（a）所示（a）壓力不變，變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量（3）流量不變，變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)容器壓力

如果流量不變，容器壓力由pr降低到pr’，只要把轉(zhuǎn)速由n降低ns’’，性能曲線就會向下移動，壓力得到了調(diào)節(jié)。見圖5-34（b）所示（b）流量不變，變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)壓力（4）變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)范圍大；不產(chǎn)生其他調(diào)節(jié)方法所帶來的附加損失，是一種最經(jīng)濟(jì)的調(diào)節(jié)方法。

缺點(diǎn)：采用變速調(diào)節(jié)時，必須改變驅(qū)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，這樣會使設(shè)備復(fù)雜化，價格也昂貴。3.采用可轉(zhuǎn)動的擴(kuò)壓器葉片具有葉片擴(kuò)壓器的離心壓縮機(jī)，當(dāng)進(jìn)口葉片的幾何角改變時，可改變離心壓縮機(jī)的性能曲線。圖5-35中表明減小擴(kuò)壓器進(jìn)口處葉片的幾何角，可使性能曲線向小流量區(qū)域大幅度的平移，使喘振流量大為減小，這種調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，因而較少采用。

二、三種調(diào)節(jié)方法經(jīng)濟(jì)性能比較

圖5-36所示是改變離心壓縮機(jī)性能曲線三種方法經(jīng)濟(jì)性能比較示意圖，其中：ΔN是以進(jìn)口節(jié)流為比較基礎(chǔ)所節(jié)省的功率，曲線1表示轉(zhuǎn)動進(jìn)口導(dǎo)葉比進(jìn)口節(jié)流所節(jié)省的功率曲線，曲線2表示改變轉(zhuǎn)速比進(jìn)口節(jié)流所節(jié)省的功率曲線。

顯然改變轉(zhuǎn)速經(jīng)濟(jì)性能最佳。三、改變管路特性曲線

在壓縮機(jī)出口安裝調(diào)節(jié)閥，見圖5-37所示。改變閥門開度的大小，就能改變管路特性曲線的斜率，進(jìn)