离心压缩机设计
大型氨制冷系统(离心压缩机)设计技术条件-2023最新
大型氨制冷系统（离心压缩机）设计技术条件1、范围本文件规定了大型氨制冷系统压缩机、氨制冷系统及其配套设备的设计条件及技术要求。
本文件适用于蒸发温度-40℃及以上，水冷冷凝或空冷冷凝的大型离心式氨制冷系统。
2、规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 9237《制冷系统及热泵安全与环境运行》GB/T 17213《工业过程控制阀》GB/T 4213 《气动调节阀》IEC 60534《Industrial-process control valves》GB/T 150.1~150.4《压力容器》GB/T 151《热交换器》TSG 21《固定式压力容器安全技术监察规程》NBT 47012《制冷装置用压力容器》HG/T 20580《钢制化工容器设计基础规范》GB/T 20801《压力管道规范工业管道》GB 18218-2018《危险化学品重大危险源辨识》GB 36894-2018《危险化学品生产装置和储存设施风险基准》GB/T 3215-2019 《石油、石化和天然气用工业离心泵》GB 18613《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》HG/T 20570.5《泵的系统特性计算和设备相对安装高度的确定》HGJ 532《化工管道过滤器》ANSI/FC170-2《Control Valve Seat Leakage》AGMA 6011《Specification for High Speed Helical Gear Units》GB 8542《透平齿轮传动装置技术条件》GB/T755《旋转电机定额和性能》GB/T30254《高压三相笼型异步电动机能效限定值及能效等级》GB50016-2010《建筑设计防火规范》SH/T 3206-2019 石油化工设计安全检查标准GB/T 4208-2017 《外壳防护等级（IP代码）》GB/T 6075《机械振动在非旋转部件上测量评价机器的振动》IEC 61131 《Programmable controllers》GB/T 15969 《可编程序控制器》ISA75.01.01《Flow Equations for Sizing Control Valves》MSS SP-61-2013《Pressure Testing for valves》以上标准以最新标准为准。
离心式压缩机基础的计算与设计
离心式压缩机基础的计算与设计摘要：结合工程实例，对化工装置中常见的离心式压缩机基础运用振幅法进行计算和设计，并结合资料对相关要点进行阐述。
关键词：离心式压缩机振幅法计算与设计1前言离心式压缩机广泛应用于化工、石化、冶金、纺织等工业部门。
钢筋混凝土构架式基础是离心压缩机基础主要的结构形式。
在计算时可以简化为嵌固于底板上的框架；由顶板（横梁、纵梁）及柱子组成正交结构体系，基础各构件受力简单明确。
这种结构形式可通过改变构件的截面尺寸，主要是调整柱子尺寸得到良好的动力特性。
本文结合工程设计，就离心式压缩机基础的设计作一些论述，以供参考。
2离心式压缩机基础的计算方法离心式压缩机基础的计算包括承载力和动力计算两部分，其中动力计算方法主要有两种，即共振法和振幅法。
振幅法的计算对基础动力特性的描述直观，并可以检验。
3设计资料3.1压缩机供应商提供有关机组资料，包括机组在基础上的布置图，压缩机与驱动器的机器重及转子重，机组的重量分布，机组的转速，附属设备的相关资料等。
3.2工艺管道专业提供压缩厂房设备布置图，包括机组、附属设备及主要管道的配管图等。
3.3地勘单位提供的地勘资料。
4工程实例4.1压缩机技术参数汽轮机工作转速5691r/min，最高转速6013 r/min。
压缩机由汽轮机驱动，转速与汽轮机相同，无变速箱。
表一压缩机资料表设备汽轮机压缩机3MCL707设备总重量（kN）122320转子重量Wg（kN）8.514.5底座总重（kN）126.1表二荷载表静荷载（kN）扰力值（kN）压缩机汽轮机压缩机汽轮机作用点静荷载作用点静荷载方向扰力值方向扰力值P 1104.11A124.4P x12.276P x8.8P 2104.11A224.4P y6.138P y 4.4P 3104.11B136.6P z12.276P z8.8P 4104.11B236.64.2基础形式及截面尺寸。
采用刚架式基础。
基础顶标高9.000m，顶板纵向净跨度7600mm，横向净跨度3400mm。
离心式压缩机
离心式压缩机（二号、黑体、居中，段后空一行）摘要（小四号、黑体）：离心式压缩机在国民生产中占有重要地位。
可用于化肥、制药、制氧及长距离气体增压输送等装置。
本次设计的主要工作包括：确定合成氨工段循环离心压缩机的结构形式、主体结构尺寸，并确定主要零、部件的结构尺寸及其选型。
首先进行强度和稳定性计算，主要进行了筒体、端盖的壁厚计算、水压试验应力校核以及叶轮、轴的强度校核。
其次，对这些零部件进行结构设计。
整个设计过程都是依据设计规范和标准进行的，设计结果满足工程设计要求。
关键词（小四号、黑体）：离心压缩机；叶轮；结构设计；应力校核；转子轴（英文题目）ABSTRACT: The centrifugal compressor production occupies an important positio in the national. It can be used for fertilizers, pharmaceuticals, oxygen and pressurized long-distance gas transportation, and other devices. The design of the main tasks are: identification ammonia Section cycle centrifugal compressor structure, the main structure size, and identify key zero, parts of the structure and size selection. First of all, for strength and stability, mainly a cylinder, cover the wall, the water pressure check and impeller stress test, the axis of strength checking. Secondly, the structural design of these components. The whole design process is based on norms and standards for design, .engineering design results meet the design requirements. KEY WORDS: centrifugal compressor；impeller；structural design；stress check；rotor shaft目录1 前言 (1)1.1本次毕业设计课题的目的、意义 (1)1.2 合成氨工艺简介 (1)2 离心式压缩机概况 (3)2.1离心压缩机的优缺点 (3)2.2离心压缩机的结构组成 (3)2.3离心压缩机的发展趋势 (4)3 离心式压缩机选型及计算依据 (5)3.1离心式压缩机的气动热力学 (5)3.1.1连续方程 (5)4 离心压缩机设计和选型计算 (7)4.1工艺条件 (7)4.2容积多变指数和压缩性系数的计算 (7)4.2.1确定混合气体的分子量和气体常数 (7)4.2.2容积多变指数和压缩系数的确定 (8)4.3离心压缩机的热力计算 (8)4.3.1压缩机级数确定 (8)5 结论 (10)符号说明 (11)参考文献 (12)致谢 (13)外文翻译 (14)附件 (16)1 前言1.1本次毕业设计课题的目的、意义毕业设计是培养学生综合运用本学科的基本理论、专业知识和基本技能，提高分析与解决实际问题的能力，完成工程师的基本训练和初步培养从事科学研究工作的重要环节。
离心式制冷压缩机组的工艺设计及应用
作时问 Ｋ、 行平 稳 、 运 大制 冷 量时单位 功 牢机组 的重量 轻 、 积 小 、 体 可实行 多
产生 喘振 。 大 型应 用场合 中 ， 心式 占土要 地位 在 离
２ 制 冷 压 缩 机 的选 型
在 巨圣 公司 各个 化 工装 置 中 ，为 ｒ 证 生 产安 保 全有效 地进行 需 要使 用 一５ 、 ３ ％Ｒ ２直接蒸 Ｏ ８ ２ 发 、 ｏ 、一２ ℃ 、 ℃间接 蒸发 等 ５ 不 工况 的 一４ ℃ ２ Ｏ 种
制冷 压缩 机 主要有 活 塞式 、螺杆 式 和离 ， 等 玲量 ， ｔ式 ｌ 各工况 的用冷 量 见表 １ 表 中的制 冷 最考虑 了 几种型式 以下先 介绍 各 种制 冷压缩 机 的主要特 点 ２ ％的冷 损 。 ０ 及虚Ｉ ： ｝ ＿ ｝ ｊ 表 １ 各 工况 用冷 量 表
Ｉ Ｉ活塞式 制 冷压缩 机 问世 最早 的一种机 型 ， １
用 砖工 Ｍ ５ ℃ ０ 一３ ８ 一３ ５ ｌｔ ７ ５
拼 拈 、
已发展 ＩＪ乎 完善 的程 度 ，具 有适 应较 宽 的能量 范 ＩＬ 匍、 能量 可调 、 热效 率高 、 用 于多种制 冷剂 、 适 造价低 等优 点 ； 缺点是 结构 复 杂 、 损件 多 、 易 检修 周期短 、 对
从实用 、 适用 出发 ． 提供 的选 型参 数 ， 仅考 虑 了损 耗 ， 置。 众所 周知 ， 心式 压缩机 不 能异 来 回收 系统 中 的 离 ｊ
湿行 程敏 感 、 脉 冲振 动 、 有 运行 平稳 性差 。 ｆ ｌ 杆式 制冷 压缩 机 与活塞式 相 比 ， ２螺 具有结 构 简单 、 易损 件 少 、 积小 、 量轻 、 湿行程 不敏 体 重 对
api616标准
api616标准API 616标准API 616标准是美国石油学会（American Petroleum Institute）颁布的针对离心式压缩机的标准。
该标准规定了离心式压缩机的设计、制造、安装和维护等方面的要求，旨在确保离心式压缩机的安全可靠运行。
一、概述1.1 标准介绍API 616标准是针对离心式压缩机的标准，由美国石油学会颁布。
该标准规定了离心式压缩机在设计、制造、安装和维护等方面的要求，以确保其安全可靠运行。
1.2 标准适用范围API 616标准适用于以下类型的离心式压缩机：（1）气体压缩机；（2）蒸汽压缩机；（3）液体压缩机。
二、设计要求2.1 设计原则离心式压缩机应符合以下设计原则：（1）满足工艺流程需求；（2）确保操作简单；（3）尽可能降低噪音和振动；（4）提高效率和节能；（5）优化设备结构，降低成本。
2.2 设计参数离心式压缩机的设计参数应符合以下要求：（1）压缩机流量；（2）压比；（3）转速；（4）功率；（5）进气温度和压力；（6）出气温度和压力。
2.3 设计计算离心式压缩机的设计应进行以下计算：（1）叶轮叶片数目、形状和尺寸；（2）叶轮进出口直径、宽度和角度；（3）叶轮转速、切线速度和离心力；（4）流道形状和尺寸。
三、制造要求3.1 材料选择离心式压缩机的制造材料应符合以下要求：（1）耐腐蚀性能好；（2）强度高，满足工作条件下的载荷要求；（3）可焊接或可拼接。
3.2 制造工艺离心式压缩机的制造工艺应符合以下要求：（1）采用先进技术，确保零部件精度和质量；（2）严格控制加工误差，确保零部件互换性好；（3）采用适当的表面处理技术，提高零部件的耐腐蚀性能。
3.3 检测要求离心式压缩机的制造应进行以下检测：（1）尺寸精度检测；（2）材料成分和性能检测；（3）焊接质量检测；（4）表面处理质量检测。
四、安装要求4.1 安装位置离心式压缩机的安装位置应符合以下要求：（1）满足操作和维护要求；（2）保证安全运行；（3）避免噪音和振动对周围环境的影响。
SEPD 离心式压缩机配管设计规定
设计标准SEPD 0113-2002实施日期2002年3月26日中国石化工程建设公司离心式压缩机配管设计规定第 1 页共 6 页目 次 1 总则 1.1 目的 1.2 范围 1.3 引用标准 2 配管设计 2.1 一般要求 2.2 吸气管道 2.3 排气管道 2.4 润滑油及封油管道 3 支吊架设置 3.1 吸气和排气管道支吊架 3.2 分支管支架1 总则1.1 目的 为了统一石油化工装置离心式压缩机的配管设计，特编制本标准。
1.2 范围1.2.1 本标准规定了石油化工装置离心式压缩机配管的一般要求，吸气管道、排气管道、润滑油及封油管道的设计，以及支吊架设置等要求。
1.2.2 本标准适用于石油化工装置离心式压缩机的配管设计。
1.3 引用标准使用本标准时，应使用下列标准最新版本。
GB 50160 《石油化工企业设计防火规范》SH 3012 《石油化工管道布置设计通则》SEPD 0112 《往复式压缩机配管设计规定》2 配管设计2.1 一般要求2.1.1 离心式压缩机配管设计应符合GB 50160和SH 3012中有关压缩机的管道布置要求。
2.1.2 配管设计应符合工艺管道和仪表流程图（以下简称PID）与制造厂图纸中有关管道流程的设计要求。
2.1.3 管道的走向，支吊架和补偿器的设置均应考虑到减少机械设备管嘴的受力和力矩。
2.1.4 压缩机吸气和排气管道的布置应通过应力分析确定，使压缩机吸气和排气管嘴所受作用力和力矩，小于其允许值，并使其叠加的合力和合力矩亦小于其允许值。
2.1.5 管道和阀门布置，应不妨碍设备检修且便于操作。
2.1.6 在满足管道热补偿和机械允许受力的条件下配管应采用最短运行路线和最少数量的管件。
2.1.7 应采用或参照已有成功运行经验的管道布置实例。
2.1.8 离心式压缩机壳体有垂直剖分型和水平剖分型两种基本形式：a) 垂直剖分型压缩机，其前面不得有管道及其他障碍物；b) 水平剖分型压缩机，其上方不得有管道及其他障碍物。
离心式压缩机的计算
低比转速离心式空气压缩机计算说明1.部件结构及功能描述主要有转子和定子组成，转子包括叶轮和轴，定子主要由进气管道、扩压气和蜗壳，后端盖组成，结构如图1所示，图1燃料电池离心式空气压缩机结构空气压缩机是燃料电池空气供应系统的最为重要部件，其功能是为燃料电池系统电堆在不同工况工作时，提供满足电堆流量、压力、温度和湿度要求的空气。
离心式空气压缩机不仅是燃料电池系统重要的辅助部件，同时也是燃料电池系统辅助部件中能耗最高的部件，约占燃料电池系统20%的能耗。
2.部件的设计目标及其性能指标开发一款满足燃料电池系统工作要求的小流量、高压比离心式压缩机，并集成到燃料电池系统中。
其设计性能指标如表1所示。
表1燃料电池离心式空压机设计指标设计参数额定流量（g/s）压比额定转速（r/min）额定功率（kW）设计指标80 2.2100,000103.计算边界条1)燃料电池系统边界条件：是指燃料电池系统对离心式空压缩机的性能要求，这部分要求是离心式空压缩机设计时的主要几何结构、几何参数和性能约束。
如表2所示。
表2燃料电池系统边界条件额定流量（kg/s）压比额定转速（r/min）额定功率（kW）0.08 2.2100,000102)环境边界条件指离心式空压机使用时的外界环境参数，主要是温度、压力和湿度。
本次设计中暂不考虑湿度的影响。
环境边界条件如表3所示表3环境边界条件环境温度（°）环境压力（Pa）20101,3003)管路边界条件包括进气损失和排气阻力，本次设计暂不考虑排气阻力的影响。
进气损失主要包括空滤、阀门和管路损失。
初步估计进气损失为∆P=800Pa（以北京理工提供的实验数据为参考，更准确的数据由负责进气管路和空滤的人员提供）。
4.部件性能指标计算在流量0.08kg/s，压比2.2时。
压比2.2是以进气压力P 1等于大气压力（101,300Pa）为参考时计算的.此时，空压机出口压力P 2=222,860Pa。
离心压缩机组的管道设计
３”
２”
８０
３ ５
８”
６”
５ ６ ０ ０
１” ３ ３ ０ ０ ２ ２
４” ３”
２”
１ ２ ０ ０ ２ ． ３～ ２ ． ５ ７ ５ ０
２ ６ ０
平衡气管包括 一次平衡和二次平衡 （ 缓冲气） 管路 。 平衡盘下游的压力， 一般 认为等于缸体的入 口压力， 但实际上回气管路中压力损失， 当平衡盘密封 间 隙增大 时， 回气管气流速度加大， 压力损失就越大 ， 两端压差值 也大， 因而必
Ｖ（ ｍ ／ ｓ ｅ Ｃ）
流通 量
Ｌ ／ ｍ ｉ ｎ
５ ０ ５ Ｏ ３ ４ ７ ０
２ ７ ９ ０ ２ １ ９ Ｏ １ ６ ６ ０
（ 一） 进油管计算 原则 各润滑油点和密封油 的耗油量 ， 根据有关 资料确定后， 在计算 管径 时要 把油量加一个系数 ， 推荐值为 １ ． ３。因为在进 油管路 上有调压装置， 富裕 的 大流 量便 于调 压 ， 同时也 为 了保证 管 路流 速 不 至过 大 。流 速见 表 １ 。 表１ 润 滑和 密封 油管线 的管路击 见 格 与流速
３Ｇ Ｃ３ 级
倍进行选择管径。见表２ 。 回油管的支管和总管必须有４％ 的坡度 （ Ａ Ｐ Ｉ ６ １ ４ 规定） ， 个别也有取２ ． ５ 在回油支 管上必须有视镜和测温螺孔 ， 采用叠片或膜盘联轴器联接时，
输送无毒 、 非可燃流体介质， 设计压 力小于或者等于１ ． ０ ＭＰ ａ ， 并且设计
须限制平衡气管路 中的气流速度， 这个速 度必须限制在 １ ０ －２ ０ ｍ ／ ｓ ｅ ｃ 。如果 超过２ ０ ｍ ／ ｓ ｅ ｃ， 就要 考虑一系列影 响， 如平衡 盘下游压力升 高， 引起轴 向力 的增加 ， 进气温度变化等。除一次平衡气管路必须限制管速外， 其余 的平衡 气管 、 充气管、 排火炬管路也要考虑 ， 流速一般 也限制在２ ０ ｍ ／ ｓ ｅ ｃ。 ３ 离心压缩机的工程气管路设计 ３ ． １ 工业管道的Ｇ Ｃ 分类 工业管道是指企业 、 事业单位 所属 的用于输送工艺介质的工艺管道 ， 公 用工程管道及其他辅助管道。 划分 为： Ｇ Ｃ１ 级、 Ｇ Ｃ ２ 级、 Ｇ Ｃ ３ 级。 离心压缩 机压力 管道需按工业管道 的Ｇ Ｃ 分类 ，作为压力管道用材料 的设计选材依 据。 １ 符合下列条件之一的工业管道为Ｇ Ｃ １ 级： （ １ ） 输送Ｇ Ｂ ５ ０ ４ ４ — ８ ５ 《 职业接触 毒物 危害程度分级》 中规定的毒性程度
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
离心压缩机设计
离心压缩机是一种广泛使用的动力机械，其作用是将气体压缩并通过管道输送。
对于
离心压缩机的设计，需要考虑许多因素，例如气体的流量，压缩比，转速和功率等等。
本
文将详细探讨离心压缩机的设计。
一、离心压缩机的工作原理
离心压缩机的工作原理是将气体吸入轴向进气口，然后通过离心力将气体压缩到高压。
在压缩前，气体会旋转并沿着叶片表面流动。
压缩后，气体会被分离并排放到排气管中。
1.气体流量
气体流量是离心压缩机设计中最基本的参数。
它是指通过管道或其他设备的气体的体
积或质量流量。
气体流量的大小直接影响着离心压缩机的大小和功率。
2.压缩比
压缩比是指进气口和排气口之间的压力比。
压缩比越高，压缩机的压缩能力就越好。
3.转速
离心压缩机的转速对其性能和功率有很大影响。
高转速离心压缩机比低转速离心压缩
机能够更快地进行气体压缩。
4.功率
离心压缩机需要消耗能量才能将气体压缩到高压。
功率是离心压缩机设计中非常重要
的参数。
需要确定气体流量和压力，这将直接影响压缩机的大小和功率。
2.选择叶片类型和数量
叶片是离心压缩机最重要的部件。
选择叶片类型和数量可以直接影响到压缩机的性
能。
3.选择合适的进气口和排气口
进气口和排气口的设计对于离心压缩机的性能有很大的影响。
过大的进气口可能会影
响气流的流量，而过小的进气口则会增加气体的阻力。
4.确定转子直径和长度
转子直径和长度会直接影响到离心压缩机的大小和性能。
根据气体流量和压力确定适当的转子直径和长度。
5.选择适当的驱动方式
离心压缩机的驱动方式可以是电机，蒸汽涡轮或燃气涡轮等。
需要根据工作条件和需求选择适当的驱动方式。
6.调整和优化设计
设计完成后，需要进行调整和优化，以确保离心压缩机运行平稳，性能达到最优。
离心压缩机广泛应用于空气压缩机，制冷空调，涡轮增压器和火箭发动机等领域。
离心压缩机的优点是机械结构简单，性能稳定，可靠性高，并且能够满足各种气体的压缩需求。
离心压缩机设计涉及到许多参数和步骤。
需要根据实际需要选择适当的参数和步骤进行设计，以满足气体压缩的需求。
离心压缩机设计的步骤和参数是非常重要的，因为它们直接影响离心压缩机的性能和运行效果。
在实际设计中，还需要考虑一些额外的因素来确保离心压缩机的可靠性和安全性。
设计者应该考虑离心压缩机在运行时的稳定性问题。
在高速运转时，离心压缩机内的气流非常紊乱，从而导致气体进出失衡，造成过载和振动。
为了解决这个问题，设计者需要进行流场分析和动力学分析，以确保离心压缩机能够稳定地运行。
设计者还需要考虑离心压缩机的噪声问题。
高速旋转的叶轮会发出嘈杂的噪音，可能会对周围环境造成影响。
在设计离心压缩机时，需要采取一些噪声控制措施，例如增加隔音材料和减少气体流动的摩擦等。
由于离心压缩机使用的气体可能带有腐蚀性和腐败性，因此需要考虑压缩机的材料选择和润滑问题。
正确的材料和润滑系统可以有效地保护离心压缩机免受气体的腐蚀和腐败。
离心压缩机的可维护性也是设计者需要考虑的重要因素。
由于离心压缩机需要长时间高速运转，因此需要定期进行维护和保养，以确保它的性能和可靠性。
在设计离心压缩机时，需要考虑易于拆卸和维护的设计。
设计易于更换叶片的结构，以及为压缩机冷却罐和过滤器等配件提供方便的维护通道。
离心压缩机的设计涉及到很多因素，包括气体流量，压缩比，转速，功率等等。
除了这些基本参数之外，设计者还需要考虑离心压缩机的稳定性，噪声控制，材料选择，润滑和可维护性等问题。
只有考虑到所有这些因素，才能设计出高性能，高可靠性的离心压缩机。
一、离心压缩机在制冷空调领域中的应用
离心压缩机是目前制冷空调领域中使用最广泛的压缩机类型之一。
它的优点是能够在较大的范围内提供较高的压缩比，并且其流量范围相对较大。
离心压缩机通常是制冷系统中的核心部分，可用于各种制冷场合，包括住宅，商业建筑和工业厂房等。
离心压缩机的制冷效率高，运行稳定，也不需要太多的维护。
使用离心压缩机的系统还可以降低对臭氧层的危害，使其成为制冷空调领域中绿色环保的首选方案。
离心压缩机也被广泛应用于火箭发动机中，其主要作用是压缩火箭发动机燃烧室内的气体，以提高燃烧室内的压力和温度，增加燃烧反应的速度和能量。
离心压缩机在火箭发动机中的应用已经成为现代航天技术的重要组成部分，它在发动机原理理论和工程设计方面，都具有举足轻重的地位。
火箭发动机需要达到高速旋转的要求，离心压缩机的高转速和高压缩比正好符合这个要求，因此离心压缩机在火箭发动机中被广泛使用。
火箭发动机的可靠性和性能要求非常高，因此离心压缩机的设计和制造需要经过认真的研究和测试。
离心压缩机在制冷空调和火箭发动机等许多领域中都有着广泛的应用。
离心压缩机的设计需要考虑到许多因素，包括气体流量，压缩比，转速，功率等等。
只有在正确应用和设计的情况下，离心压缩机才能发挥其最佳性能和应用效果，为各个领域的需求提供满足。