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nwxjh: 回帖置頂 2013-01-23 15:06:40
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離心壓縮機的調節(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)中第一個設備相連的示意圖，排氣管上有調整閥門。為了把氣體送入內壓力為Pr的設備去，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。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，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條件。為了便于說明，把容積流量折算為質量流量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。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點左側時造成氣體在機內反復流動振蕩，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)生轉子與固定元件相互碰擦，造成惡性事故。A3點所對應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）與壓縮機的轉速、介質的性質及進氣狀態(tài)有關。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（例如調節(jié)閥門等）發(fā)生的，而是間接地接受到生產系統(tǒng)乃至驅動機的意外干擾而發(fā)生�；S離心式壓縮機經常發(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、某壓縮機原在轉速為n1下正常運行，工況點為A點（見圖6-12C）。后來因為生產中高壓蒸汽供應不足，作為驅動機的蒸汽輪機的轉速下降到n2，這時壓縮機的工作點A’落到喘振區(qū)，因此產生喘振。: P5 g* w+ j' V/ r 此外，還有因為氣體分子量改變而導致喘振的事例。, 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，只要最終結果是兩曲線的交點落在喘振區(qū)內，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)調變化，才能保證壓縮機總在穩(wěn)定工況區(qū)內工作。' J2 U0 J" k" f3 [( c/ c6 X 四、離心壓縮機的工況的調節(jié)# `5 L% |2 ?, r5 Q 壓縮機調節(jié)的實質就是改變壓縮機的工況點，所用的方法從原理上講就是設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節(jié)方式：7 `1 U' L! M% i7 O9 T: ^' T; \ a、 出口節(jié)流調節(jié)，即在壓縮機出口安裝調節(jié)閥，通過調節(jié)調節(jié)閥的開度，來改變管路性能曲線，改變壓縮機的工作點，進行流量調節(jié)。出口節(jié)流的調節(jié)方法是人為的增加出口阻力來調節(jié)流量，是不經濟的方法，尤其當壓縮機性能曲線較陡而且調節(jié)的流量（或者壓力）又較大時，這種調節(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節(jié)方法。7 G' E. j ?8 s&}# ~6 h4 i b、 進口節(jié)流調節(jié)，既在壓縮機進口管上安裝調節(jié)閥，通過入口調節(jié)閥來調節(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，所以進口調節(jié)的結果實際上是改變了壓縮機的性能曲線，達到調節(jié)流量的目的。和出口節(jié)流法相比，進口節(jié)流調節(jié)的經濟性較好，據(jù)有關資料介紹，對某壓縮機進行測試表明：在流量變化為60～80 %的范圍內，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、 改變轉速調節(jié)。當壓縮機轉速改變時，其性能曲線也有相應的改變，所以可用這個方法來改變工況點，以滿足生產上的調節(jié)要求。離心壓縮機的能量頭近似正比于n2，所以用轉速調節(jié)方法可以得到相當大的調節(jié)范圍。變轉速調節(jié)并不引起其他附加損失，只是調節(jié)后的新工況點不一定是最高效率點導致效率有些降低而已。所以從節(jié)能角度考慮，這是一種經濟的調節(jié)方法。改變轉速調節(jié)法不需要改變壓縮機本身的結構，只是要考慮到增加轉速后轉子的強度、臨界轉速以及軸承的壽命等問題。但是這種方法要求驅動機必須是可調速的。 |
5樓2013-01-23 09:08:15
，我們在這學習了 2樓2013-01-16 10:48:26
3樓2013-01-16 15:07:43
4樓2013-01-16 15:12:46
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