mvr蒸汽压缩机 离心式压缩机安装及原理

1.1离心压缩机的典型结构与特点

1.2 离心压缩机的基本工作原理

1.3 级内的各种能量损失

1.4 多级压缩机

1.5 功率与效率

1.6 实际气体

1.7 三元叶轮的应用

1.1 MVR蒸发器离心压缩机的典型结构与特点；阐述其基本工作原理，揭示流动规律如能量转换、各种能量损失、气动热力参数的变化和功率及效率等，介绍实际混合气体的处理方法，简述三元流叶轮的应用。

离心压缩机的典型结构与特点

1.1 离心压缩机的典型结构mvr蒸汽压缩机 

   通过能量转换，使气体压力提高的机器称为压缩机，而用旋转叶轮实现能量转换，使气体主要沿径向离心方向流动从而提高压力的机器成为离心压缩机。离心压缩机出口的气体压力在200KPa以上，以区别出口压力低的离心通风机和鼓风机。

离心压缩机的典型结构之一。它是由沈阳鼓风机厂生产的中低压水平剖分式MCL系列离心压缩机典型结构的实物部分剖视图。该系列压缩机可输送空气及无腐蚀性的各种工业气体，可用于化肥、乙烯、炼油等化工装置及冶金、制氧、制药、长距离气体增压输送等装置。图中表示气体由吸入室1进入，经过轴2带动叶轮3旋转对气体做功，使气体压力、速度、温度提高，然后经固定部件4使气体速度降低压力提高，并经导向使气流流入下一级叶轮继续压缩。

典型结构

    MVR蒸发器级是离心压缩机使气体增压的基本单元，如图3—2所示．级分三种型式即首级、中间级和末级。图中(a)为中间级，它由叶轮(1)、扩压器(2)、弯道(3)、回流器(4)组成。(b)为首级，它由吸气管和中间级组成。(c)为末级，它由叶轮(1)、扩压器(2)、排气蜗室(5)组成。其中除叶轮随轴旋转外，扩压器、弯道、回流器及排气蜗室等均属固定部件。

为简化研究，通常只着重分析与计算几个特征截面上的气流参数。这些特征截面在固3—2中分别表示为in——吸气管进口截面，也即首级进口截面或整个压缩机的进口截面；0——叶轮进口截面，也也即回流器进口截面；6——凹流器出口截面；0’——本级出口截面，也即下一级的进口截面；7——排气蜗室进口截面；out——排气蜗室出口截面，也即末级出口截面或段出口截面，或整个压缩机出口截面。

速度，由牵连速度   、相对速度  的矢量之和绝对速度  构成了速度三角形，其中       。 是叶轮旋转的角速度， 是叶轮出口至轴心的半径， 是站在旋转叶轮上所观察到的叶轮出口处的气流速度， 是站在地面所观察到的叶轮出口处的气流速度。在后面讨论离心压缩机的工作原理时，常常会用到叶轮进、出口处的速度三角形。

 1.2 mvr离心式蒸汽压缩机 离心压缩机的基本工作原理

离心压缩机的特点

    如果将离心压缩机和往复活塞压缩机相比较，则可显示出离心压缩机具有以下特点。

    (1)优点

    ① 流量大。由于活塞压缩机仅能间断地间断地进气、排气，气缸容积小，活塞往复运动的速度不能太快，因而排气量受到很大限制。而气体流经离心压缩机是连续的，其流通截面积较大，且因叶轮转速很高，故气流速度很大，因而流量很大(有的离心压缩机进气量可达6000 m3／min以上)。这样可使与输气量有关的产品产量大大提高。

②转速高。活塞压缩机的活塞、连杆和曲轴等运动部件，必须实现旋转与往复运动的变换，惯性力较大、活塞和进、排气阀时动时停，有的运动件与静止件直接接触产生摩擦 ，因而高转速受到很多限制；而离心压缩机转子[轴和由轴带动一起旋转的所有零部件(如叶轮、推力盘、平衡盘等)的总称为转子]只作旋转运动，几乎无不平衡质量，转功惯量较小，运动件与静止件保持一定的间隙，因而转速可以提高。一般离心压缩机的转速为5000≤n≤20000 r／min，由于转速高，适用工业汽轮机直接驱动，既可简化设备，又能利用化工厂的热量，可大大减少外供能源，还便于实现压缩机的变转速调节。

③结构紧凑。机组重量与占地面积比用同一流量的活塞压缩机小得多。

    ④运转可靠、维修费用低。活塞压缩机由于活塞环，进、排气阀易磨损等原因，常需停机检修；而离心压缩机运转平稳，一般可连续1-3年不需停机检修，亦可不用备机，故运转可靠，维修简单，操作费用低。

   (2)缺点

    ①单级压力比不高，高压力比所需的级数比活塞式的多。所以目前排气压力在70 MPa以上的，只能使用活塞压缩机。

    ②由于转速高，流通截面积较大，故不能适用于太小的流量。
 

由于离心压缩机的优点显著，特别适合于大流量。臣多级、多缸串联后最大工作压力可达到70MPa，故现代的大型化肥、乙烯、炼油、冶金、制氧、制药等生产装置中大都采用了离心压缩机。

综上所述，表明了离心压缩机作为一种高速旋转机器，对材料、制造与装配均有较高的要求，因而这种机器的造价是较高的，有的离心压缩机一台造价达数百万甚至上千万元之多。当然应用离心压缩机参与生产过程将会生产出大量的工业产品，它所创造的价值也是十分可观的。

1.2mvr蒸汽压缩机 离心压缩机的基本工作原理

    这里应用流体力学和热力学的基本知识，通过介绍连续方程、欧拉方程、能量方程、伯努利方程、热力过程方程和压缩功等基本方程来揭示气流在机器内部结构参数之之间的相互关系，以计算气流在机器中流过多少流量，获得多少能量，提高多少压力。

多级压缩机

    这里着重说明采用多级的必要性和采用中间冷却的必要性。为使及其结构紧凑减少制造成本，提出尽可能减少级数的思路和方法。

3.1.4.1采用多级串联和多缸串连的必要性

    离心压缩机的压力比一般在3以上，有的高达150，甚至更高。前面曾指出离心压缩机的单级压力比，较活塞式的低，如常用的闭式后弯叶轮的单级压缩空气的级压比仅为1.2-1.5，所以一般离心压缩机多为多级串联式的结构，如图3—l所示。考虑到结构的紧凑性与机器的安全可靠性，一般主轴不能过长，故通常转子上最多装9个叶轮，即一台机器最多为9级压缩机。对于要求高增压比或输送轻气体的机器需要两缸或多缸离心压缩机串联起来形成机组。

实际气体

    许多过程生产尤其石油化工生产，所使用的气体介质种类很多，且多为实际气体。如仍旧用理想气体处理，即使在选型的方案估算中，也有可能产生较大的偏差，使选用的压缩机达不到应有的排气压力或者与原动机不匹配等。故有必要对实际气体的应用作一专门的介绍。该段简要介绍实际气体压缩性系数的计算方法，多组分气体的混合法则，实际气体的过程指数与压缩功。

三元叶轮的应用

    现代工业对扩大产量、节省能耗的要求越来越高，希望离心压缩机能进一步增大流量、提高效率，并尽可能的提高单级压力比，具有较宽的变工况范围。由于流量增大，叶轮出口的相对宽度   将超过0.065达到0.1

甚至更大，致使叶轮中的气流参数原来的不均匀性更加显著。这样，再按前述的通流截面上气动参数均相同，仅主流方向上有气流参数变化的一元流动假设进行叶片只弯不扭的常规叶轮设计已经不适用，而必须按三元流动理论设计出叶片既弯又扭的三元叶轮，才能适应气流参数(如速度、压力等)在叶道各个空间点上的不同，并使其既能满足大流量、高的级压力比，又具有高的效率

和较宽的变工况范围。因此应用三元流动理论设计三元叶轮是十分必要的。由于三元流动理论内容较深，公式较多，无法用很少篇幅加以阐述，如有兴趣，可阅读参考文献[2]中的第七章和参考文献[6]。

    显然按三元流动理论所设计制造出的三元叶轮比常规叶轮更加符合叶道中的实际流动情况，其级的多变效率   则可达80％一86％，其变工况的工作范围也较宽，因而在离心压缩机产品中已被推广应用。其至在流量不太大，叶轮不太宽(例如                 )的情况下也被采用了。

和较宽的变工况范围。因此应用三元流动理论设计三元叶轮是十分必要的。由于三元流动理论内容较深，公式较多，。    显然按三元流动理论所设计制造出的三元叶轮比常规叶轮更加符合叶道中的实际流动情况，其级的多变效率   则可达80％一86％，其变工况的工作范围也较宽，因而在离心压缩机产品中已被推广应用。其至在流量不太大，叶轮不太宽的情况下也被采用了。

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