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离心空压机的性能及调节

时间:2017-09-14 11:27来源:www.linkbuilderload.com 作者:德耐尔空压机
离心式空压机 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污染等特点。随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效率不断提高,又由于高压密封,小流量窄叶轮的加工,多油楔轴承等技术关键的研制成功,解决了离

 离心式空压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污染等特点。随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效率不断提高,又由于高压密封,小流量窄叶轮的加工,多油楔轴承等技术关键的研制成功,解决了离心压缩机向高压力,宽流量范围发展的一系列问题,使离心压缩机的应用范围大为扩展,以致在很多场合可取代往复活塞式压缩机。

离心空压机

离心空压机的性能及调节

反映离心式空压机性能的主要参数有容积进气量Qj、压力比ε(或排气压力ㄗ,压力差△ㄗ,及能量头h)、功率N和效率η。随着进气量变化,其它各性能参数也将发生相应的变化,故常以曲线形式来表现压缩机的性能变化关系,例如压力比曲级ε—Qj(或ㄗ—Qj、△ㄗ—Qj及h—Qj曲线),功率曲线N—Qj及效率曲线η—Qj等。也有采用无因次参数表示的通用性能曲线例如:ψ— 曲线(即能量头系数—流量系数)等。离心式压缩机的性能曲线图,它是压缩机运行工况的图象表示,是压缩机选择型式规格、操作运行以及进行性能调节的依据,所以弄清这些性能曲线的特点,了解影响压缩机性能的各种因素,从而灵活地掌握与运用它是十分重要的事情。

性能曲线中的Qj表示压缩机进气状态下的容积流量,η则常以多变效率ηpol¬¬¬表示,N一般是指轴功率。

1、离心式空压机级的性能曲线一般具有以下特点:

● 随着流量的减小,压缩机能提供的压力比将增大。在最小流量时,压力比达到更大。反过来说,如果压缩机的背压有所降低的话,其流量也将自动增加。离心压缩机流量和压力比的关系是一一对应的,流量与其它参数的关系也是对应的关系,表现在各条性能曲线上。

离心式空压机有更大流量和最小流量两个极限流量;当然,排出压力也有更大值和最小值。

● 效率曲线有最高效率点,离开该点的工况效率下降较快;

● 功率N与Ghrh大致成正比,所以功率曲线一般是随Qj增加而向上倾斜,但当ε—Qj曲线向下倾斜很快时,功率曲线也可能先向上倾斜而后逐渐向下倾斜。

2、更大流量工况及喘振工况

● 更大流量工况

如前所述流量达到更大时的工况即为更大流量工况。造成这种工况有两种可能:一是级中流道中某喉部处气流达到临界状态,这时气体的容积流量已是更大值,任凭压缩机背压再降低,流量也不可能再增加,这种情况特称为“阻塞”工况。另一种情况是流道内并未达到临界状态,即尚未出现“阻塞”工况,但压缩机在偌大的流量下,机内流动损失很大,所能提供的排气压力已很小,几乎接近零能头(ε≈1),仅够用来克服排气管的流动阻力以维持这样大的流量,这也是压缩机的更大流量工况。

● 喘振工况

离心式压缩机最小流量时的工况称为喘振工况。产生喘振的原因首行从级内的流动来考察。

出现喘振的根本原因是压缩机的流量过小,小于压缩机的最小流量(或者说由于压缩机的背压高于其最高排压)导致机内出现严重的气体旋转分离,外因则是管网的压力高于压缩机所能提供的排压,造成气体倒流,并产生大幅度的气流脉动。脉动的频率和脉动的振幅与管网的容量有关,管网的的容量愈大,脉动的频率就会愈低,脉动的振幅就愈大,反之,管网容量小,则脉动频率高而振幅小。

喘振的危害性极大,但至今还不能从机器的设计上予以消除,只能在运转中设法避免其发生。防喘振的原量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加大,防喘振的具体方法有两种:

①部分气流放空法

当压缩机进气量降低到接近喘振工况时,流量传感器1传出讯号给伺服马达2号,使之产生动作操纵执行机构,即打开防喘振放空阀3。于是部分气流放空,压缩机背压立即降低,流量就自动增加,工况也就远离喘振工况了,采用这种方法将会浪费部分压缩功,而且白白损失了部分气体。

②部分气流回流法

作用原理与上述放空法相同,其区另只是在于通过防喘振阀的气体流回到机器进气管加以回收,这种方法适宜于处理有毒、易燃、易爆炸或经济价值较高而不宜放空的气体情况,这种方法也要浪费部分压缩功。

此外,防喘振还有其他方法,例如改变压缩机的转速等。

上述防喘振的措施虽然可以避免喘振的出现,以保护机器,但不应让压缩机长期处于开启防喘振阀的状态下操作,这将造成很大浪费。应该检查生产操作系统,找出影响压缩机喘振的外在原因并加以解决,这才是防喘振的治本方法。

以上论述了离心式空压机的最小流量工况和更大流量工况,可知这两种极限工况之间才是稳定工况区域。衡量压缩机级的性能好坏除了要求具有较高的压力和较高的效率以外,还要求有较宽的稳定工况区。

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作者:德耐尔@德耐尔空压机  空压机修订日期:2017-09-14
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