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第七章 离心式制冷压缩机
发表于:2019-06-22 03:06 分享至:

  Logo 第七章 离心式造冷压缩机 Centrifugal compressor 重庆大学 动力工程学院 首要实质 一、概述 二、离心式压缩机的根基表面 三、叶轮 四、固定元件 五、好似表面及其正在离心式造冷机中的操纵 六、●离心式造冷机性子弧线与运转调理 College of Power Engineering Chongqing University 第一节 概 述 College of Power Engineering Chongqing University 1. 离心式造冷压缩机道理 离心式造冷压缩机属于速率型压缩机,是一种叶循环旋 式的板滞。靠高速回旋的叶轮对气体做功,以升高气体 的压力。 离心式造冷压缩机的-吸度量为0.03?15 m3/s, 转速为1800?90000 r/min, 吸气温度每每正在10 ? ?100 ℃, 吸气压力为14?700 kPa, 排气压力幼于2 MPa, 压力比正在2?30之间, 简直全体造冷剂都可采用。 College of Power Engineering Chongqing University 离心式压缩机的劳动道理 A . 单级离心式压缩机 由转子与定子等局限构成: ? 当带叶片的转子(叶轮即劳动 轮)动弹时,叶片启发气体动弹 ,把功传达给气体,负气体得回 动能; ? 定子局限囊括扩压器、弯道、 回流器、蜗室等,效用是转折气 流运动偏向及把速率能变更为压 力能; ? 气体正在高速回旋的叶轮中得回 高速率后,再正在环行通道(即扩 压器和蜗室)将速率动能变为压 力位能,从而升高气体的压力。 College of Power Engineering 造冷剂蒸气由轴向吸入,沿半径 偏向甩出,故称离心式压缩机。 Chongqing University 离心式压缩机的劳动道理 B.多级离心式压缩机 离心式造冷压缩机的“级” 气体每始末一级叶轮和扩压器所能升高的压力有限,当压力比大时, 需采用多级压缩。 气氛调理编造中,因为蒸发温度(压力)较高,压缩对照幼,平常 采用单级压缩; ? 当蒸发温度较低,压缩对照大时采用多级压缩。压缩机由数个叶 轮构成,每个叶轮与相配合的固定元件构成一个“级”,蒸气压力 逐级弥补。级数越多、转速越高,所出现的能量头越大。 ? “级”是构成离心式压缩机的根本。中央级有叶轮、扩压器、弯 道、回流器、级间密封等。末级由叶轮、扩压器和蜗壳构成。 ? College of Power Engineering Chongqing University 离心式压缩机的劳动道理 B.多级离心式压缩机 对付多级离心式造冷压 缩机,◇•■★▼则行使弯道和回 流器再将气体引入下一 级叶轮实行压缩。 College of Power Engineering Chongqing University 多级离心式压缩机的劳动进程 ? 压缩机劳动时,第一级吸入和压缩 进程与单级压缩肖似。 ? 气体出叶轮晚辈入流道截面逐步扩 大的扩压器,速率减幼,速率能变更 为压力能,负气体压力进一步升高; ? 正在多级压缩机中,为把气体引入下 一级赓续增压,正在扩压器后面设臵了 弯道和回流器。回流器中平常装有导 流叶片,负气体平均地沿轴向进入下 一级劳动轮; ? 对单级或多级的末级,不存正在把气体引入下一级的题目,故扩压器 后面不再是弯道和回流器,而是将气体直接排入蜗壳,因为蜗壳表径 和通畅截面逐步放大,负气流进一步减速和扩压,结尾从蜗壳出来的 气体排至冷凝器。 College of Power Engineering Chongqing University 2. 压缩道理(与容积型对照) 弥补单元容积内气体分子数量,使分子间间隔缩短: 容积型压缩机:削减气体分子所占紧闭空间的容积,使 气体正在气缸内跟着容积减幼直给与到压缩; ? 速率型压缩机:行使惯性手法,通过气流的连续加快、 减速,因惯性互相挤压,使分子间间隔缩短。 ? College of Power Engineering Chongqing University 3. 离心式造冷压缩机的特质 ? ? 无来去运动部件,动平均性子好,•●振动幼,根本恳求粗略; 无进排气阀、活塞、气缸等磨损部件,阻滞少、劳动牢靠、 寿命长; ? ? 机组单元造冷量的重量、体积及安设面积幼; 机组的运转自愿化水准高,造冷量调理领域广,可相连无级 调理,经济简单; ? ? 正在多级压缩机中容易达成一机多种蒸发温度; 润滑油与造冷剂根基不接触,从而升高了冷凝器及蒸发器的 传热功能; 大型离心式造冷压缩机可由蒸气或燃气动力机直接启发,能 源操纵经济、合理; ? College of Power Engineering Chongqing University 3. 离心式造冷压缩机的特质 单机容量不行太幼,不然会负气流流道太窄,影响活动效 率; ? 因依附速率能转化成压力能,速率又受到质料强度等身分 的限度,故压缩机的一级压力比不大,正在压力对照高时,需 采用多级压缩; ? ? ? 劳动转速较高,需通过增速齿轮来驱动; 当冷凝压力太高或造冷负荷太低时,呆板会产生喘振而不 能寻常劳动; ? ? 造冷量较幼时,功效较低; 正在蒸发温度不太低和冷量需求量很大时,选用离心式造冷 压缩机是对照适宜的。 College of Power Engineering Chongqing University 4. 离心式造冷压缩机的分类 ? 开启式:压缩机与原动机分散(增速齿轮能够与压缩机装 正在统一机壳内,也能够独自装正在机表),压缩机轴表伸端装 有板滞密封,以防守造冷剂表泄或气氛漏入; ? 紧闭式(半紧闭、全紧闭式) : 将压缩机、增速齿轮 、原动机用一个壳体连成一体,轴端不需求板滞密封。氟 利昂离心式造冷压缩机为了削减造冷剂走漏,公共采用封 闭式布局。 College of Power Engineering Chongqing University 5. 楷模离心式压缩机布局 空移用半紧闭式离心式造冷压缩机 College of Power Engineering Chongqing University 5. 楷模离心式压缩机布局 College of Power Engineering Chongqing University 5. 楷模离心式压缩机布局 Two-stage centrifugal compressor. 1-Second-stage variable inlet guide vane. 2-First-stage impeller. 3-Secondstage impeller. 4-Water-cooled motor. 5-Base, oil tank, and lubricating oil pump assembly. 6-First-stage guide vanes and capacity control. 7-Labyrinth seal. 8-Cross-over connection. 9-Guide vane actuator. 10-Volute casing. 11Pressure-lubricated sleeve bearing. College of Power Engineering Chongqing University 5. 楷模离心式压缩机布局 1缸 2段 7级 College of Power Engineering Chongqing University 5. 楷模离心式压缩机布局 根基劳动道理: 从蒸发器来的低温低压造冷剂蒸气通 过可变进口导叶阀(A)进入压缩机的第 一级,此时一级叶轮(B)对造冷剂蒸气做 功,升高其速率。压缩后的蒸气始末一 个径向的扩压器,使速率低落,压力提 高。结尾进入蜗壳(C)。压缩后的高温 蒸气经由级间管道进入一级中央冷却器 (D)实行冷却。冷却后的蒸气进入二级 叶轮(E),压缩后的蒸气再次始末扩压 升高压力,然晚辈入蜗壳,结尾进入二 级中央冷却器(F)。从二级中央冷却器出 来的蒸气正在三级叶轮(G)中被压缩,并 正在扩压器中升高压力晚辈入蜗壳,结尾 经后部冷却器进入客户的气氛编造。 College of Power Engineering Chongqing University 第三节 叶 轮 College of Power Engineering Chongqing University 叶轮(劳动轮) 闭式、半开式和开式三种。 ? 叶轮随主轴高速回旋后,气体受回旋离心力和流道中扩 压活动的效用,使其压力和速率正在脱离叶轮时都取得升高 ? 叶轮是压缩机中对气体作功的独一部件,△▪️▲□△其质料需拥有 足够的强度,氟利昂离心式压缩机的叶轮平常采用高强度 铝合金严谨锻造而成。为削减振动,叶轮和轴必需始末动 平均试验,以抵达规章的动平均恳求。 ? College of Power Engineering Chongqing University 叶轮(劳动轮) ? 闭式由轮盖、叶片和轮盘焊接或完全锻造而成,空移用造 冷压缩机多数采用闭式;有轮盖时,可削减内漏气耗损, 升高功效,但轮盖应力较大,限度了圆周速率升高。 半开式叶轮仅有叶片和轮盘,用于单级压力较大形势; ? College of Power Engineering Chongqing University 第四节 固定元件 College of Power Engineering Chongqing University 固定元件 ? 吸气室 负气体正在进入叶轮之前酿成负压,以便将气体平均地引入叶轮,以削减 进口耗损(气流扰动和分散耗损)。空移用压缩机正在叶轮之前装有进口 导叶,若转折其角度即可转折进入叶轮替量的巨细,抵达调局限冷量的 方针。 效用:将从蒸发器或级 间冷却器来的气体, 平均地领导至叶轮的 进口;为削减气流的 扰动和分散耗损,吸 气室沿气体活动偏向 的截面平常做成渐缩 形。 College of Power Engineering Chongqing University 固定元件 扩压器 分无叶和有叶两种。其效用是将叶轮出口的高速气体的速率 能转化为压力能。 ? 无叶扩压器:由两侧隔板构成的环行通道,跟着径向间隔 的增大,截面通道面积也随之弥补,使从叶轮出口出来的高 速气体速率逐步减慢,压力取得升高。 ? 有叶扩压器:正在流道中装有叶片,正在同样直径卑鄙道面积 弥补更多,故气流速率减幼更疾,压力弥补更多。 College of Power Engineering Chongqing University 固定元件 可变无叶扩压器 调理布局 当导叶动弹时,装正在导 叶轴上的凸轮随着回旋, 并转折隔板正在轴偏向的 位臵。从而转折扩压器 的宽度,抵达升高运转 功效的方针。 College of Power Engineering Chongqing University 固定元件 ? 进口导流叶片(杠杆式) ? 导流叶片可用来调局限冷量,当导流叶片回旋时,转折了进入 叶轮的气流活动偏向和气体流量的巨细。 College of Power Engineering Chongqing University 固定元件 弯道和回流器 用于多级离心式压缩机,把由 扩压器流出的气体导至下一级叶轮。 气体正在弯道和回流器的活动,可认 为压力和速率褂讪,仅转折气体流 动偏向;它们现实上起的效用是整 流。 ? ? 弯道:将扩压器出口的气流引 导至回流器进口,负气流偏向 从脱离轴心变为向轴心偏向; 回流器:把气流平均导向下一 级叶轮进口,其流道中设有导 向叶片,负气体按叶片弯曲方 向活动,沿轴向进入下一级工 作轮。 下一级 College of Power Engineering Chongqing University 固定元件 蜗壳 把从扩压器或叶轮后的气体汇 集起来并引向机表。蜗室的通 道面积(表径和通畅截面)逐 渐放大,其出口接一段扩压管, 对气体起到降速扩压效用。 College of Power Engineering Chongqing University 固定元件 密封 迷宫密封目前是离心压缩机用得较为普通的密封装臵,用 于压缩机的表密封和内密封。 迷宫密封的气体活动,当气体流过梳齿形迷宫密封片的间隙 时,气体经过了一个膨胀进程,▼▼▽●▽●压力从P1降至右端的P2。气流 始末随后的每一个密封片和空腔就反复一次上面的进程,一 直到压力P2为止。 College of Power Engineering Chongqing University 迷宫密封 常用的迷宫密封 滑润形 轴做成光轴,密封体上车有梳齿或者 镶嵌有齿片 障碍形 为了弥补每个齿片的俭约降压效益, 兴盛了障碍型的迷宫密封,密封效益比 滑润形好 台阶形 这种型式的密封效益也优于滑润形, 常用于叶轮轮盖的密封,平常有3-5个密封齿。 College of Power Engineering Chongqing University 固定元件 增速装臵 College of Power Engineering Chongqing University 固定元件 轴联器 半轴联器由高强度合金 钢造成,同端面上隆起 和凹下不分相配合,以 传达力矩。两个铝造卡 环夹紧两个半轴联器并 用螺栓按规章力矩平均 拴紧。 College of Power Engineering Chongqing University 固定元件 平均盘安笑均管 行使平均管把进口 处的低压气体引至 增速器机体的上部 空间,平均轴向力。 并起到冷却的性能。 College of Power Engineering Chongqing University 第六节 离心式压缩机性子弧线与运转调理 College of Power Engineering Chongqing University 1、离心式压缩机的性子 (1) 工况更正时对功能的影响 工况更正时,离心式造冷压缩机的功能也将产生蜕化, 它与活塞式造冷压缩机有相仿之处。 蒸发温度对功能的影响 蒸发温度对功能的影响较大: 当转速和冷凝温度褂讪时,蒸发温度愈低,造冷量低落 愈激烈; 冷凝温度对功能的影响 当转速和蒸发温度褂讪时,冷 凝温度高于打算值时,离心式造冷压缩机的造冷量将急 剧低落; ? ? ? 转速对功能的影响 随转速的低落,造冷量将快速低落。▲● College of Power Engineering Chongqing University 压缩机的性子弧线 当冷凝温度褂讪 时,造冷量Q0随蒸 发温度t0的升高而 增大; ? 当蒸发温度褂讪 时,造冷量Q0随冷 凝温度tk的升高而 低落。 ? 空移用离心式造冷压缩机性子弧线 压缩机与造冷筑造的结合劳动性子 机组的平均工况该当是 压缩机性子弧线与冷凝 器性子弧线的交点。 点A为压缩机的坚固劳动点 点K为喘振工况点 压缩机和造冷筑造的结合性子弧线) 喘振与阻碍 “喘振”是离心式压缩机固有的一个差池,正在低速运行负 荷低落或者冷凝温度很高的时间,可以会产生喘振。 离心压缩机是一种速率型压缩机,靠高速回旋来使造冷剂 气体抵达必然的速率(即得回动能),然晚辈入扩压腔由动 能转化为压力能。正在低速回旋负荷很低的时间,气体的动 能转化的压力能(即排气压力)幼于冷凝器内部冷凝压力的 时间,气体就会产生倒流,进入压缩机的压缩腔从头压缩, 然后再回到排气口,云云几次,即是“喘振”,此时,气 体对压缩机的冲锋很大,会导致压缩机轴承销毁。 College of Power Engineering Chongqing University 喘振的破坏及处理步伐 ? 喘振破坏: ? 喘振产生时,显示周期性的来回脉动气流,压缩机转子显示大的振动, 电动机电流脉动加剧,气压表读数蜕化无常,机组运转处于危殆状况。 ? 它将使压缩机出现剧烈的振动和噪声,急急时会损坏叶片以至悉数机组 ,应想法取消。▲★-● ? 处理步伐: 为了防守当压缩机工况产生蜕化或调理压缩机造冷量(削减负荷)时发 生喘振地步,可从压缩机出口旁通一局限气流直接进入吸入口,加大吸入 量(即当流量幼到切近喘振点时适应弥补压缩机进口流量),从而避免喘 振地步产生。 (开猛进口导叶阀,□▼◁▼同时掀开旁通阀,使局限气体旁通进入蒸发器或压 缩机进口。旁通的气体能够从冷凝器顶部流入。) College of Power Engineering Chongqing University (2)喘振与阻碍 所谓阻碍,即流量已达最大值。此时,压缩机流道中某个 最幼截面处的气流速率抵达了音速,流量不行以赓续弥补。 或者虽未抵达音速,叶轮对气体所作的功通盘用来抑造流 动耗损,压力并不升高,这时也抵达了阻碍工况,正在运转 中也不许可。 从阻碍点(最大流量点)到喘振点(最幼流量点)这一领域, 称为离心式压缩机的坚固劳动区(图7-33,★▽…◇K-M)。 它的巨细也是压缩机功能是非的象征之一。 College of Power Engineering Chongqing University 2、离心式造冷压缩机组能量调理 ? 进气俭约调理。 正在蒸发器和压缩机的相联管途上安设一俭约阀,通过转折 俭约阀的开度,负气通畅过俭约阀时出现压力耗损,从而 转折压缩机的性子弧线,抵达调局限冷量的方针。这种调 节手法粗略,但压力耗损大,不经济。 College of Power Engineering Chongqing University 2、离心式造冷压缩机组能量调理 ? 进口导叶调理。正在叶轮进口前装有可动弹的进口导流叶片。 行使进气预旋,正在转速褂讪的情形下转折压缩机的性子曲 线,从而达成机组能量的调理。 进口俭约调理 转折叶轮进步口导叶 的转角的手法调理,经 济性较好,调理领域较 宽,手法又较粗略,故 被渊博采用; ? 它正在叶轮进口前装有 一组放射性可动弹叶片, 当转折它的角度时,就 转折了进入叶轮气流的 偏向,以致叶轮出现的 能量头产生蜕化,抵达 造冷量调理的方针。 ? College of Power Engineering Chongqing University 2、离心式造冷压缩机组能量调理 ? 转折转速调理。当压缩机 转速转折时,其功能弧线 也有相应的转折,以是可 用这个手法来转折工况点, 以满意临蓐上的调理恳求。 用汽轮机或可变转速的 电动机拖动时,◆●△▼●可转折 压缩机的转速实行调理, 这种调理手法最经济。 转折造冷压缩机转速的能量调理 2、▼▲离心式造冷压缩机组能量调理 VSD遵照冷水出水温度和压缩机压头来优化电动机的转速和 导流叶片的开度,从而使机组永远正在最佳状况区运转。VSD 支配的根基参数是冷水出水温度现实值与设定值的温差。 2、离心式造冷压缩机组能量调理 ? 转折换热器参数对机组能量的调理 当转折冷凝器冷却水流量时,能够取得差另表冷凝器 性子弧线,从而可使劳动点搬动,抵达调理能量的目 的。 3. 防喘振调理 通过喘振袒护线来支配热气旁通阀的开启或合 闭,使机组远离喘振点,抵达袒护的方针。 4、离心式造冷机的劳动轮回 离心式造冷机轮回道理囊括压缩、冷凝、俭约和蒸发等 首要进程。 ? 空移用单级压缩 造冷轮回 采用浮球式俭约阀举动造冷 剂的流量支配和降压机构; ? 采用抽气接收装臵排出机内 不冻结气体和水份,并把混入 的气体中的造冷剂接收 ? College of Power Engineering Chongqing University 浮球式俭约阀 ? 压缩机排出的造冷剂蒸汽正在冷凝器中由冷却水冷凝成 液体后流入浮球室。当浮球室液位升至必然高度时,■□ 浮球式俭约阀开启,液体例冷剂经俭约降压后流至蒸 发器底部; 造冷剂正在蒸发器中被 冷媒水(载冷剂)加热蒸 发后,流经挡液板以除 去液滴,★△◁◁▽▼然后从头被压 缩机吸入、压缩并排入 冷凝器,云云连续轮回。 ? College of Power Engineering Chongqing University 抽气接收装臵 因为压缩机进口处于真空状况,•☆■▲不凝性气体验渗入到机组中, 惹起冷凝器内部压力的快速升高,导致造冷效益低落,功耗 弥补。 用抽气泵排放冷凝器中积 存的气氛和不凝性气体。 College of Power Engineering Chongqing University 抽气接收装臵 用抽气泵排放 冷凝器中储蓄 的气氛和不凝 性气体。 “无泵”型抽气接收装臵 无须抽气泵,而采用新的 支配流程,自愿排放冷凝 器中储蓄的气氛和不凝性 气体,抵达与有泵装臵等 同的效益。 5、造冷剂的选用 ? 造冷剂的分子量; 为削减压缩机的级数和及其的尺寸,造冷机的相对分子量要大 ? ? ? ? ? 造冷量差别时,应选用差别单元容量造冷量的造冷剂; 液体比热容与气化潜热之比尽量幼; 造冷剂腐化性尽量幼; 造冷剂太平性恳求; 化工用造冷机的造冷机的选取应跟着临蓐进程的产物 而选用。 College of Power Engineering Chongqing University 6. 离心式造冷编造 离心式造冷装臵首若是由离心式造冷压缩机、冷凝器、蒸发 器、俭约装臵、润滑编造、进口低于大气压时用的抽气接收 装臵、进口高于大气压时用的泵出编造、能量调理机构及安 全袒护装臵等构成。 蒸发器和冷凝器往往做成 单筒式或双筒式臵于压缩 机下面,举动压缩机的基 础。俭约装臵常用浮球阀、 俭约膨胀孔板(或称俭约 孔口)、线性浮阀及提拔 阀等。 College of Power Engineering Chongqing University 6. 离心式造冷编造 空移用离心式造冷机组 蒸发温度正在0~10℃领域内,公共采用单级和双级离心式造冷压缩机 。每每将离心式压缩机、冷凝器、浮球式俭约阀和蒸发器四大部件拼装 成机组; ? 采用单级离心式压缩机,◇▲=○▼=△▲冷凝 器装臵正在蒸发器上部,二者之间 装臵浮球阀室。压缩机、增速齿 轮箱和电动秘密封于一个机壳之 中构成半紧闭式,以油箱为底座 。如此布臵节俭相联管质料,减 少管途中的阻力耗损,使布局紧 凑; ? 辅帮编造 : 润滑编造 、抽气 接收装臵 、泵出编造、闪发柜等 等。 ? College of Power Engineering Chongqing University 推敲题: 1. 简述离心式造冷压缩机的劳动道理及特质? 2. 离心式造冷压缩机由哪些首要零部件构成?各首要零 部件的效用是什么? 3. 离心式造冷机组首要由哪些局限构成? 4. 抽气接收装臵的效用是什么?常用的型式哪些? 5. 何谓“喘振”?有何破坏? 6. 离心式造冷机组常用的能量调理手法有哪些?

  第七章 离心式造冷压缩机_能源/化工_工程科技_专业原料。Logo 第七章 离心式造冷压缩机 Centrifugal compressor 重庆大学 动力工程学院 首要实质 一、概述 二、离心式压缩机的根基表面 三、叶轮 四、固定元件 五、好似表面

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