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2樓2013-01-16 10:48:26
3樓2013-01-16 15:07:43
4樓2013-01-16 15:12:46
nwxjh: 回帖置頂 2013-01-23 15:06:40
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離心壓縮機的調(diào)節(jié) 離心式壓縮機的工況點都表現(xiàn)在其特性曲線上，而且壓力與流量是一一對應(yīng)的。但究竟將穩(wěn)定在哪一工況點工作，則要與壓縮機的管網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)合決定。壓縮機在一定的管網(wǎng)狀態(tài)下有一定的穩(wěn)定工況點，而當管網(wǎng)狀態(tài)改變，壓縮機的工況也將隨之改變。 一、管**性曲線/ y+ j% E. U1 D) Y 所謂管網(wǎng)，一般是指與壓縮機連接的進氣管路，排氣管路以及這些管路上的附件及設(shè)備的總稱。但對離心式壓縮機來說，管網(wǎng)只是指壓縮機后面的管路及全部裝置。因為這樣規(guī)定后，在研究壓縮機與其管網(wǎng)的關(guān)系時就可以避開壓縮機的進氣條件將隨工況變化的問題，使問題得到簡化。" c( v2 w; i- i/ t 圖5-6-8表示壓縮機與排氣系統(tǒng)中第一個設(shè)備相連的示意圖，排氣管上有調(diào)整閥門。為了把氣體送入內(nèi)壓力為Pr的設(shè)備去，管網(wǎng)始端的壓力（稱為壓縮機出口的背壓）Pe為：7 U" B3 }( g$ |- h Pe=Pr＋△P=Pr＋AQ2 （1）; g- L+ L$ E N) \7 B% d 式中△P包括管網(wǎng)中的摩擦損失和局部阻力損失，A為總阻力損失的計算系數(shù)。 }4 v8 s C% [6 u- f4 G" T7 _ * |( h4 `2 \2 ]- g" y8 P- w . R: v6 q&i! u( @: R * n+ q9 f6 `; {4 i' ^( M8 b / n# Z# z8 U7 ^- C Q* U* _5 N&\&Q1 l 圖6-9 管網(wǎng)性能曲線! R: _+ i5 u' b% C1 ^ 將式（1）表示在圖6-9上，即為一條二次曲線，它是管網(wǎng)端壓與進氣量的關(guān)系曲線，稱為管網(wǎng)性能曲線。管網(wǎng)性能曲線實際上相當于管網(wǎng)的阻力曲線，此曲線的形狀與容器的壓力及通過管路的阻力有關(guān)。當從壓縮機到容器的管網(wǎng)很短、閥門全開，因而阻力損失很小時，管**性曲線幾乎是一水平線如線1。當管路很長或閥門關(guān)小時，阻力損失增大，管網(wǎng)性能曲線的斜率增加，于是變成線2所示。閥門開度愈小，曲線變得愈陡，如線3。如果容器中壓力下降，則管網(wǎng)性能曲線將向下平移；當Pr為常壓時，管網(wǎng)性能曲線就是線4，可見管網(wǎng)的性能曲線是隨管網(wǎng)的壓力和阻力的變化而變化的， 二、離心壓縮機的工作點 s) O" Y6 @! J&M: u5 H 當離心壓縮機向管網(wǎng)中輸送氣體時，如果氣體流量和排出壓力都相當穩(wěn)定（即波動甚�。�，這就是表明壓縮機和管網(wǎng)的性能協(xié)調(diào)，處于穩(wěn)定操作狀態(tài)。這個穩(wěn)定工作點具有兩個條件：一是壓縮機的排氣量等于管網(wǎng)的進氣量；二是壓縮機提供的排壓等于管網(wǎng)需要的端壓。所以這個穩(wěn)定工作點一定是壓縮機性能曲線和管網(wǎng)性能曲線交點，因為這個交點符合上述兩個相關(guān)條件。為了便于說明，把容積流量折算為質(zhì)量流量G。圖6-10中線1為壓縮機性能曲線，線2為管網(wǎng)性能曲線，兩者的交點為A點。假設(shè)壓縮機不是在A點而是在某點A1工況下工作，由于在這種情況下，壓縮機的流量G1大于A點工況下的G0，在流量為G1的情況下管網(wǎng)要求端壓為PB1，比壓縮機能提供的壓力PA1還大△P，這時壓縮機只能自動減量（減小氣體的動能，以彌補壓能的不足）；隨著氣量的減小，其排氣壓力逐漸上升，直到回到A工況點。假設(shè)不是回到工況點A而是達到工況點A2，這時壓縮機提供的排氣壓力大于管網(wǎng)需要的壓力，壓縮機流量將會自動增加，同時排氣壓力則隨之降低，直到和管網(wǎng)壓力相等才穩(wěn)定，這就證明只有兩曲線的交點A才是壓縮機的穩(wěn)定工況點。% E' a9 [+ s7 r; I/ m! i; p 圖6-10 離心壓縮機的穩(wěn)定工況點 三、最大流量工況及喘振工況7 z* p: J4 ]6 s+ h 1、最大流量工況, R' \7 P; ?7 k6 ]% s 當壓縮機流量達到最大時的工況為最大流量工況。造成這種工況有兩種可能：一是級中流道中某喉部處氣流達到臨界狀態(tài)，這時氣體的容積流量已是最大值，任憑壓縮機背壓再降低，流量也不可能再增加，這種情況稱為“阻塞”工況。另一種情況是流道內(nèi)并未達到臨界狀態(tài)，即尚未出現(xiàn)“阻塞”工況，但壓縮機在偌大的流量下，機內(nèi)流動損失很大，所能提供的排氣壓力很小，幾乎接近零能頭，僅夠用來克服排氣管的流動阻力以維持這樣大的流量，這也是壓縮機的最大流量工況。 2、喘振工況, z5 {' P* l$ Z- O0 F0 X 離心壓縮機最小流量時的工況為喘振工況。如圖6-10所示，線1為帶駝峰形的離心壓縮機P-G特性曲線，A3點為峰值點，當離心式氣壓機的流量減少到使氣壓機工作于特性曲線A3點時，如果因某種原因壓縮機的流量進一步下降，就會使氣壓機的出口壓力下降，但是管路與系統(tǒng)的容積較大，而且氣體有可壓縮性，故管網(wǎng)中的壓力不能立即下降，仍大于壓縮機的排壓，就會出現(xiàn)氣體倒流入機器內(nèi)。氣壓機由于補充了流量，又使出口壓力升高，直到出口壓力高于管網(wǎng)壓力后，就又排出氣體到系統(tǒng)中。這樣氣壓機工作在A3點左側(cè)時造成氣體在機內(nèi)反復(fù)流動振蕩，造成流量和出口壓力強烈波動，即所謂的喘振現(xiàn)象。當壓縮機發(fā)生喘振時，排出壓力大幅度脈動，氣體忽進忽出，出現(xiàn)周期性的吼聲以及機器的強烈振動。如不及時采取措施加以解決，壓縮機的軸承及密封必將首先遭到破壞，嚴重時甚至發(fā)生轉(zhuǎn)子與固定元件相互碰擦，造成惡性事故。A3點所對應(yīng)的工況就是壓縮機的最小流量工況。 出現(xiàn)喘振的原因是壓縮機的流量過小，小于壓縮機的最小流量，管網(wǎng)的壓力高于壓縮機所提供的排壓，造成氣體倒流，產(chǎn)生大幅度的氣流脈動。防喘振的原理就是針對著引起喘振的原因，在喘振將要發(fā)生時，立即設(shè)法把壓縮機的流量加大。: q7 |( t8 I$ U% e 3、喘振實例分析4 k f( o, ~$ k! q4 { 當壓縮機的性能曲線與管網(wǎng)性能曲線兩者或兩者之一發(fā)生變化時，交點就要變動，也就是說壓縮機的工況將有變化，從而出現(xiàn)變工況操作。, p3 E1 N; {% I3 |3 b&K- J: [6 T 離心壓縮機的特性曲線（ε-Q）與壓縮機的轉(zhuǎn)速、介質(zhì)的性質(zhì)及進氣狀態(tài)有關(guān)。性能曲線的變化如圖5-6-11所示。. K G5 E3 {- r. m# i8 O" k 圖6-11 性能曲線的變化 離心壓縮機的變工況有時并不是在人們有意識的直接控制下（例如調(diào)節(jié)閥門等）發(fā)生的，而是間接地接受到生產(chǎn)系統(tǒng)乃至驅(qū)動機的意外干擾而發(fā)生�；S離心式壓縮機經(jīng)常發(fā)生意料之外的喘振。舉例如下。: P3 Y0 {! U, @5 B4 { 圖6-12 離心壓縮機性能變化造成喘振的情況* r/ v9 M2 C$ H1 Z- N( s a、某壓縮機原來進氣溫度為20℃，工作點在A點（見圖6-12a），因生產(chǎn)中冷卻器出了故障，使來氣溫度劇增到60℃，這時壓縮機突然出現(xiàn)了喘振。究其原因，就是因為進氣溫度升高，使壓縮機的性能曲線下移，由線1下降為1’，而管網(wǎng)性能曲線未變，壓縮機的工作點變到A’點，此點如果落在喘振限上，就會出現(xiàn)喘振。% W- X0 a- u0 `( g6 [4 Y4 _# q b、某壓縮機原在圖6-12b所示的A點正常運行，后來由于某種原因，進氣管被異物堵塞而出現(xiàn)了喘振。分析其原因就是因為進氣管被堵，壓縮機進氣壓力從Pj下降為Pj’使機器性能曲線下降到1’線，管網(wǎng)性能曲線無變化，于是工作點變到A’，落入喘振限所致。 c、某壓縮機原在轉(zhuǎn)速為n1下正常運行，工況點為A點（見圖6-12C）。后來因為生產(chǎn)中高壓蒸汽供應(yīng)不足，作為驅(qū)動機的蒸汽輪機的轉(zhuǎn)速下降到n2，這時壓縮機的工作點A’落到喘振區(qū)，因此產(chǎn)生喘振。: P5 g* w+ j' V/ r 此外，還有因為氣體分子量改變而導(dǎo)致喘振的事例。, L+ i D! P$ Z' H+ c H; g 以上幾種情況都是因壓縮機性能曲線下移而導(dǎo)致喘振的，管網(wǎng)性能并未改變。有時候則是因為管網(wǎng)性能曲線發(fā)生變化（例如曲線上移或變陡）而造成喘振。 圖6-13 管網(wǎng)性能變化造成喘振的情況 某壓縮機原在A’點工作(見圖6-13),后來因為生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定,管網(wǎng)中壓力大幅度上升，管網(wǎng)性能曲線由2上移到線2’（此時壓縮機的性能曲線未變），于是壓縮機出現(xiàn)了喘振。還有一種類似情況就是當把排氣管閥門關(guān)得太小時，管網(wǎng)性能曲線變陡，一旦使壓縮機的工作點落入喘振區(qū)，喘振就突然發(fā)生。) X a&L* a1 ], z% j- f* n 當某種原因使壓縮機和管網(wǎng)的性能都發(fā)生變化時，只要最終結(jié)果是兩曲線的交點落在喘振區(qū)內(nèi)，就會突然出現(xiàn)喘振。譬如說在離心壓縮機開車過程（升速和升壓）和停車過程（降速和降壓）中，兩種性能曲線都在逐漸變化，改變轉(zhuǎn)速就是改變壓縮機性能曲線，使系統(tǒng)中升壓或降壓就是改變管網(wǎng)性能曲線。在操作中必須隨時注意使兩者協(xié)調(diào)變化，才能保證壓縮機總在穩(wěn)定工況區(qū)內(nèi)工作。' J2 U0 J" k" f3 [( c/ c6 X 四、離心壓縮機的工況的調(diào)節(jié)# `5 L% |2 ?, r5 Q 壓縮機調(diào)節(jié)的實質(zhì)就是改變壓縮機的工況點，所用的方法從原理上講就是設(shè)法改變壓縮機的性能曲線或者改變管網(wǎng)性能曲線兩種。具體地說有以下幾種調(diào)節(jié)方式：7 `1 U' L! M% i7 O9 T: ^' T; \ a、 出口節(jié)流調(diào)節(jié)，即在壓縮機出口安裝調(diào)節(jié)閥，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的開度，來改變管路性能曲線，改變壓縮機的工作點，進行流量調(diào)節(jié)。出口節(jié)流的調(diào)節(jié)方法是人為的增加出口阻力來調(diào)節(jié)流量，是不經(jīng)濟的方法，尤其當壓縮機性能曲線較陡而且調(diào)節(jié)的流量（或者壓力）又較大時，這種調(diào)節(jié)方法的缺點更為突出，目前除了風機及小型鼓風機使用外，壓縮機很少采用這種調(diào)節(jié)方法。7 G' E. j ?8 s&}# ~6 h4 i b、 進口節(jié)流調(diào)節(jié)，既在壓縮機進口管上安裝調(diào)節(jié)閥，通過入口調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)進氣壓力。進氣壓力的降低直接影響到壓縮機排氣壓力，使壓縮機性能曲線下移，所以進口調(diào)節(jié)的結(jié)果實際上是改變了壓縮機的性能曲線，達到調(diào)節(jié)流量的目的。和出口節(jié)流法相比，進口節(jié)流調(diào)節(jié)的經(jīng)濟性較好，據(jù)有關(guān)資料介紹，對某壓縮機進行測試表明：在流量變化為60～80 %的范圍內(nèi)，進口節(jié)流比出口節(jié)流節(jié)省功率約為4～5%。所以這是一種比較簡單而常用的調(diào)節(jié)方法。但也還是存在一定的節(jié)流損失以及工況改變后對壓縮機本身效率有些影響。進口節(jié)流法還有個優(yōu)點就是：關(guān)小進口閥，會使壓縮機性能曲線向小流量區(qū)移動，因而可使壓縮機在更小的流量工況下工作，不易造成喘振。$ \2 c" a* n ^2 e c、 改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。當壓縮機轉(zhuǎn)速改變時，其性能曲線也有相應(yīng)的改變，所以可用這個方法來改變工況點，以滿足生產(chǎn)上的調(diào)節(jié)要求。離心壓縮機的能量頭近似正比于n2，所以用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法可以得到相當大的調(diào)節(jié)范圍。變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)并不引起其他附加損失，只是調(diào)節(jié)后的新工況點不一定是最高效率點導(dǎo)致效率有些降低而已。所以從節(jié)能角度考慮，這是一種經(jīng)濟的調(diào)節(jié)方法。改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法不需要改變壓縮機本身的結(jié)構(gòu)，只是要考慮到增加轉(zhuǎn)速后轉(zhuǎn)子的強度、臨界轉(zhuǎn)速以及軸承的壽命等問題。但是這種方法要求驅(qū)動機必須是可調(diào)速的。 |
5樓2013-01-23 09:08:15
scu2020
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6樓2013-01-23 10:39:51
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