轴流风机基本知识

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要防止压缩机喘振的发生,可以从 以下几个方面人手:
防止进气压力低、进气温度高和气体分子量减小 等;防止管网堵塞使管网特性改变;在开、停车 过程中,升、降速度不可太快,并且先升速后升 压和先降压后降速;开、关防喘振阀时要平稳缓 慢。关防喘振阀时要先低压后高压,开防喘振阀 时要先高压后低压。如万一出现旋转失速和喘振, 首先应立即全部打开防喘振阀,增加压缩机流量, 然后根据情况进行处理。若是因进气压力低、进 气温度高和气体分子量减小等原因造成的,要采 取相应措施使进气气体参数符合设计要求;如是 管网堵塞等原因,就要疏通管网,使管网特性优 化;如是操作不当引起的,就要严格规范操作
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二、压缩机械的分类
轴流压缩机是气体压缩机械的一种型式。按照 压缩气体的方式不同,压缩机通常分为两类: 容积式压缩机和透平式压缩机。
容积式压缩机气体压力的提高是利用气体容积 的缩小来达到的。
透平式压缩机是一种叶片旋转式机械,气体压 力的提高是利用叶片和气体的相互作用来实现 的。
透平是压缩机的分类:按气体运动方向分类, 可分为离心式、轴流式、斜流式和复合式。按 出口压力分有通风机、鼓风机、压缩机。
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轴承上半
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9、平衡管道:在压缩机上设有一个高压 平衡管道和排空官道,高压平衡管道的 作用是将排气侧的高压气体引向进气侧 的平衡活塞,用来平衡一部分由于气动 引起的指向进气侧的轴向推力,以减轻 止推轴承的负载,增加止推轴承的寿命。 排空管道是将排气侧密封后的泄漏气体 及机壳与叶片承缸之间的泄漏气体排向 大气
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三、透平压缩机的主要术语
1、介质 压缩机设计时必须明确介质的种类及成分。 2、流量 流量,又称风量,指单位时间内流经压缩机的气
体量。通常用容积流量和介质流量表示。用Q表示, 常用单位m3/min。 质量流量:指单位时间内流经压缩机的气体质量。 用G表示。常用单位kg/s。如果忽略外泄量,则压 缩机进口与出口质量流量是相等的。 3、压力 气体在单位面积的容器壁上所作用的力叫气体压 力,常用单位kpa、Mpa表示。
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压缩机喘振
当压缩机流量小到足够时,会在整个扩压器流 道中产生严重的旋转失速,压缩机出口压力突 然下降,使管网的压力比压缩机出口压力高, 迫使气流倒回压缩机,一直到管网压力下降到 低于压缩机出口压力时,压缩机又开始向管网 供气,压缩机又恢复正常工作。当管网压力又 恢复到原来压力时,流量仍小于喘振流量,压 缩机又产生严重的旋转失速,出口压力下降, 管网中的气流又会倒流回压缩机。如此周而复 始,一会儿气流送向管网,一会儿又倒灌口压 缩机,使压缩机的流量和出口压力周期性的大 幅波动,引起压缩机强烈的气流波动,这种现 象就称压缩机的喘振。一般管网容量大,喘振 振幅就大,频率就低,反之,管网容量小,喘振 振幅就小,频率就高。
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压缩机一旦出现喘振,则机组和管网的运行 状态具有以下特征:
压缩机工况极不稳定;压缩气体的出口压力 和人口流量周期性地大幅度波动,频率较低, 同时平均排气压力值下降;喘振有强烈的周 期性气流噪声,出现气流吼叫声;机器强烈 振动,机体、轴承、管道的振幅急剧增加。 由于振动剧烈,轴承液体润滑条件会遭到破 坏,损坏轴瓦。转子与定于会产生摩擦、碰 撞,密封元件将严重损坏。
风机的基本知识
朱自才 2011年10月7日
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一、概述
轴流压缩机:指气体在压缩机中的运动是沿 压缩机轴的轴向进行的。 轴流压缩机主要是由机壳、叶片承缸、 调节缸、转子、进口圈扩压器、轴承箱、 油封、密封、轴承、平衡管道、伺服马达、 底座等组成。
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轴流压缩机分为A和AV系列,均引进原瑞士苏尔 寿公司设计制造技术。A系列为静叶不可调, AV系列为全静叶可调。
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轴承 箱1
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6、油封:轴流缩机的轴承箱内安装有油封, 用于防止轴承箱内润滑油的外漏,油封上设 计有一个挡风板,防止密封处泄漏的高温气 体(特别是排气侧)进入轴承箱内,造成轴 承温度升高,润滑油老化。 7、密封:在压缩机的进气侧和排气侧分 别设有轴端密封,型式为拉别密封,密封处 镶在轴上,密封片的数量是根据计算确定的, 密封间隙的大小可通过调整密封套圆周上的 调整块来实现。
5、效率 效率是评价透平压缩机质量的重要指标之一,用η
表示,
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轴流压缩机零部件
1、机壳:机壳分上机壳和下机壳两部分,为水平剖 分型,上、下机壳在中分面处用预应力螺栓联接, 机壳是由HT250铸造而成,进、出气法兰均垂直向 下,机壳加工完后要进行水压试验,检验机壳的 密封性并测量其变形,机壳分四点支承在底座上, 四个支撑点设计在接近下机壳中分面处,分布在 下机的两侧,而不是分布在机壳的两端,因此机 组运行时具有一定的稳定性,减少了由于热胀而 引起的机组热变形,四个支撑点其中一端(排气 端)两点为固定点,另外两点为滑动点。
调节缸的四个支撑是由无油润滑的“DU”金属 制成的。调节缸的内部对应于各级装有各自的导 向环,导向环是用35号钢加工而成,分为上下两 半,分别安装在上下缸体上。
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调节缸的作用在于调节轴流压缩机的各级静 叶角度,以满足变工况的要求,安装在机 壳两侧的伺服马达在控制系统作用下,通 过连接板带动调节缸做轴向往复运动,缸 体则又带动各级导向环和嵌在环内的滑块 一起运动,滑快通过曲柄带动静叶产生转 动,从而达到调节静叶角度的目的,而各 级静叶调节的大小,是通过变化各级曲柄 的长度来实现的,这些都是在气动计算过 程中确定的。
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三、轴流压缩机的润滑系统
润滑油站的组要组成部分:
1、油泵:采用三螺杆泵,具有泵运转平 稳,低噪音、无脉动、无搅动的特点,并 且具有很强的自吸能力。
三螺杆泵的内部结构主要是由一根
主动螺杆,两根从动螺杆和包容三根螺杆
衬套组成的。螺杆在泵体内装衬套内一相
当小的间隙齿合旋转。泵配备随机安全阀,
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转子及动叶
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5、轴承箱:轴压缩机的轴承箱由轴承 箱体和轴承箱盖组成,轴承箱体与下 机壳铸为一体,轴承箱内安装有径向 轴承和止推轴承,润滑轴承的润滑油 由轴承箱集油回到油箱,轴承箱体底 部装有导向装置,和底座配合,使机 组对中和沿轴向热胀,轴承箱盖油使 封处设有一个充气孔,必要时可供油 封充气防止润滑油外泄。
12——轴流压缩机级数为12级
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一、轴流压缩机的发展
在十九世纪轴流式鼓风机已用于矿山通风和冶金 工业的鼓风,效率仅达15——25%。现代轴流式 压缩机的效率可达89——91%,甚至更高。
瑞士苏尔寿(SULZER)公司是世界上轴流压缩机 设计制造技术的先进代表。1932年苏尔寿公司制 造了世界上第一台增压锅炉使用的工业轴流压缩 机,1945年苏尔寿公司制造了第一台轴流式高炉 鼓风机,其流量1200_1800m3/min,压力78775— 142179Pa(G),转数为5200r/min,功率3900kw,、 由电动机驱动。1960年制造出第一台静叶可调式 轴流式高炉鼓风机,其优点是在压力不变的情况 下 流量范围较宽而且变工况时效率降低不多, 在大型高炉鼓风机得到广泛应用。
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2、叶片承缸:叶片承缸为水平剖分型,中分面用预 应力螺栓联接形成一个内也为很小锥度的筒体, 与转子组成轴流压缩机的通道。
叶片承缸的缸体由球墨铸铁QT400铸造而成, 通过两端支撑在机壳上,靠进气侧的一端为固定 支撑,靠排气侧的一端设计成滑动支撑以满足缸 体热胀的要求,承缸的进气侧相配的是进口圈, 排气侧相配的是扩压器,分别与机壳、密封套组 成一个收缩通道和扩压通道,从而组成了一个完 整的轴流压缩机通道,气流从机壳进气室进入, 沿流道经过转子叶片逐级压缩做功和动、静叶栅 的不断扩压,压力提高,最后经扩压器进一步扩 压进入机壳排气室由密道引向工艺流程。
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平衡管道源自文库
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10、伺服马达(静叶调节油缸):在 轴流压缩机下机壳的两侧各安装有一 个伺服马达,它和调节缸相连接,当 120bar的高压油投入运行后,伺服马 达活塞作轴向往复移动,同时调节缸 也做同步的轴向往复移动。伺服马达 也是设计成为系列的,伺服马达的选 用,是由驱动调节缸所需的轴向力来 确定的。
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4、功率:单位时间所作的功叫功率,常用的那位 是kw。
有效功率:用来提高气体压力所消耗的功率。用N 有表示。
内功率:用于提高气体压力和克服内损失(流动和 泄露)所消耗的功率。常用Ni表示。
轴功率:用于提高气体压力和克服内、外损失(机 械损失)所消耗的功率,也就是驱动压缩机所需要 的功率。常用Ns表示。
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叶片承缸
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叶片承缸上装有支撑静叶轴承,静叶及其附件全部 支撑在静叶轴承上,静叶轴承是石墨轴承,它是 无油润滑轴承,有很好的自润滑作用和密封作用, 为了防止气体从静叶轴承间隙中向外部泄漏,每 个叶片的柄部安装有一个“0”型密封环。
3、调节缸:调节缸由Q235A钢板焊接而成,水 平剖分型,中分面用螺栓联接,具有较高的刚性, 调节缸分四点支撑在机壳上,安装在机壳与叶片 承缸之间,因此有时称为中缸,而机壳为外缸, 叶片承缸为内缸。
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油封
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8、轴承:轴流压缩机的径向轴承为椭圆瓦轴承,止 推轴承是金斯泊雷轴承,主付推力面均可100%承受 轴向推力。 每个径向轴承附近安装有两个互成90度的轴振 动探头,用于检测轴流压缩机运转过程中转子的振 动,止推轴承一侧安装一个轴位移探头,用于检测 轴压缩机过程中转子的轴向位移。 轴流压缩机的径向和止推轴承已成为一个完整 的系列,各种不同大小型号轴承的选用,都是根据 转子转速、重量等因素确定轴承的润滑油量、轴承 消耗功率、轴承油温等,并通过计算确定的。 径向轴承和止推轴承结构如下所示
安全阀装在泵体上。三根螺杆在齿合旋转
时在齿型间形成了沿轴向匀速移动的密封
腔,将液体由进口平稳的输送到出口
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2、双联冷油器 列管式冷油器 生产厂家:风凯换热器制造(常州)有
限公司 壳体材为碳钢或不锈钢 管束材质为海军铜或不锈钢 工作压力 1.6Mpa 冷却面积 1——400M2 油、水走向:油走管壁,水走管束
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静叶:2Cr13,叶片用坯料精加工而成, 原材料同样要进行化学成份分析及力 学性能、裂纹检验等,叶片表面也要 进行湿式喷砂处理。 轴流压缩机转子设计中进行了横向 振动及扭曲振动分析计算,转子装配 后做高速动平衡和超速试验,确保机 组运行时安全可靠。
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AV型轴流压缩机完整的系列为:AV40、AV50、 AV56、AV63、AV71、AV80、AV90、AV100、 AV112、AV125、AV140、AV56型轴流压缩机是 该系列中的一种。
型号标记示例如下:
AV56-12
AV——全静叶可调式的轴流压缩机
56——轴流压缩机转子轮毂直径为56*10mm
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调节缸
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调节缸放大图及驱动环(导向环)
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4、转子及动静叶片:轴流压缩机转子是一个主轴、各级 动叶、隔叶块、代叶块及叶片锁紧装置组成 。 主轴:高合金锻钢锻造而成,材料为25Cr2Ni4MoV, 主轴材料的化学成分需经严格的化验分析,性能指标 通过试块进行检验,粗加工后进行热运转试验和探伤 检验,所有指标合格后,才能投入精加工。 动叶:2Cr13,叶片用坯料精加工而成,原材料进 行化学成份、力学性能、裂纹检验,成型叶片要进行 湿式喷砂处理,以增加叶片表面的抗疲劳强度;还要 进行测频、确保运行时叶片的安全性。
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四、轴流压缩机的基本结构 一、典型结构 一台全静叶可调试的轴流压缩机主要有机壳、转子、叶
片承缸、调节缸、进口圈、扩压器、轴承等组成。 1、机壳:又称外缸,即为支撑内部件(如叶片承缸、
调节缸)之用,有辅助作为进气、排气蜗壳。 2、调节缸:又称中缸,通常轴向移动改变静叶角度,
从而改变压缩机的工作工况。若为静叶固定型轴流压 缩及,则无调节缸。 3、叶片承缸:又称内缸,支撑静叶,又作为气体在压缩 过程中气流通道
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