第三章离心式压缩机_6
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离心式压缩机
内容
离心式压缩机的结构、原理 蒸汽轮机介绍 密封介绍 润滑油系统 离心式压缩机组的开、停步骤 常见事故的处理
ppt课件
2
压缩机简介
压缩机是一种用于压缩气体以提高气体压力或输送气体的机 器，广泛应用于化工企业各部门。压缩机种类繁多，尽管用途 可能一样，但其结构型式和工作原理都可能有很大的不同。气 体的压力取决于单位时间内气体分子撞击单位面积的次数与强 烈程度。
因此，提高气体压力的主要方法就是增加单位容积内气体分 子数目，也就是容积式压缩机（活塞式、滑片式、罗茨式螺杆 式等）的基本工作原理；而利用惯性的方法，通过气流的不断 加速、减速，因惯性而彼此挤压，缩短分子间的距离，来提高 气体的压力，离心式压缩机的工作原理属于这一类。
压缩Байду номын сангаас分类
一、容积式 往复式、滑片式、罗茨式 螺杆式等
量较小，运动件与静止件保持一定的间隙，因而转速较高。 一般离心式压缩机的转速为5000-20000r/min。 （3）结构紧凑——机组重量和占地面积比同一流量的往复式压 缩机小得多。 （4）运行可靠——离心式压缩机运转平稳一般可连续一至三年 不需停机检修，亦可不用备机。排气均匀稳定，故运转可靠， 维修简单，操作费用低。
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12
压缩机的型号和含义
3 B CL 52 8 | | | | |__缸内装有8级叶轮
||| | | | | |_____叶轮名义直径520mm
||| | | | ________无叶扩压器
|| | |____________垂直剖分结构
| |______________ 3个进气\出气口
2）压缩比 指压缩机的排出压力和吸入压力之比，有时也称压 比。计算压比时排出压力和吸入压力都要用绝对压力。
内容
离心式压缩机的结构、原理 蒸汽轮机介绍 密封介绍 润滑油系统 离心式压缩机组的开、停步骤 常见事故的处理
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2
压缩机简介
压缩机是一种用于压缩气体以提高气体压力或输送气体的机 器，广泛应用于化工企业各部门。压缩机种类繁多，尽管用途 可能一样，但其结构型式和工作原理都可能有很大的不同。气 体的压力取决于单位时间内气体分子撞击单位面积的次数与强 烈程度。
因此，提高气体压力的主要方法就是增加单位容积内气体分 子数目，也就是容积式压缩机（活塞式、滑片式、罗茨式螺杆 式等）的基本工作原理；而利用惯性的方法，通过气流的不断 加速、减速，因惯性而彼此挤压，缩短分子间的距离，来提高 气体的压力，离心式压缩机的工作原理属于这一类。
压缩Байду номын сангаас分类
一、容积式 往复式、滑片式、罗茨式 螺杆式等
量较小，运动件与静止件保持一定的间隙，因而转速较高。 一般离心式压缩机的转速为5000-20000r/min。 （3）结构紧凑——机组重量和占地面积比同一流量的往复式压 缩机小得多。 （4）运行可靠——离心式压缩机运转平稳一般可连续一至三年 不需停机检修，亦可不用备机。排气均匀稳定，故运转可靠， 维修简单，操作费用低。
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压缩机的型号和含义
3 B CL 52 8 | | | | |__缸内装有8级叶轮
||| | | | | |_____叶轮名义直径520mm
||| | | | ________无叶扩压器
|| | |____________垂直剖分结构
| |______________ 3个进气\出气口
2）压缩比 指压缩机的排出压力和吸入压力之比，有时也称压 比。计算压比时排出压力和吸入压力都要用绝对压力。
离心式空气压缩机原理
3
扩压器转化动能为压力能
气体从叶轮流出后，进入扩压器。扩压器的流通面积逐渐扩大，使气体的流动速度降低，同时气体的压力能增加，即将动能转化为压力能。
4
气体在弯道和回流器中转向
在多级离心式压缩机中，气体通过弯道和回流器转向，均匀地进入下一级叶轮继续增压。弯道和回流器确保气体流动顺畅，减少能量损失。
5
蜗壳汇集并排出气体
蜗壳将扩压后或叶轮后面的气体汇集起来，并引导气体流向压缩机外部，最终排出到气体输送管道或冷却器进行后续处理。
6
多级压缩提高出口压力
如果单级叶轮获得的压力不够，可以通过多级叶轮串联工作来提高出口压力。级间通过弯道、回流器等元件实现串联，确保气体连续增压。
7
结构组成与关键部件
离心式空气压缩机主要由转子和定子两大部分组成。转子包括叶轮和轴等部件；定子包括机壳（气缸）、扩压器、弯道、回流器、迸气管、排气管等部件。
8ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
气体流动与能量转换
气体在压缩机内的流动过程中，实现了从机械能到动能，再到压力能的转换。这一过程中，气体的流速和压力均得到提高，从而满足工艺需求。
离心式空气压缩机原理
序号
原理要点
详细说明
1
高速旋转的叶轮带动气体
离心式空气压缩机通过电动机或汽轮机带动主轴和叶轮高速旋转。叶轮上的叶片将机械能传递给气体，使气体获得动能。
2
气体在离心力作用下甩出
气体在叶轮的高速旋转下，受到离心力的作用，被甩向叶轮的出口处。在叶轮处形成真空地带，外界的新鲜气体得以进入叶轮。
扩压器转化动能为压力能
气体从叶轮流出后，进入扩压器。扩压器的流通面积逐渐扩大，使气体的流动速度降低，同时气体的压力能增加，即将动能转化为压力能。
4
气体在弯道和回流器中转向
在多级离心式压缩机中，气体通过弯道和回流器转向，均匀地进入下一级叶轮继续增压。弯道和回流器确保气体流动顺畅，减少能量损失。
5
蜗壳汇集并排出气体
蜗壳将扩压后或叶轮后面的气体汇集起来，并引导气体流向压缩机外部，最终排出到气体输送管道或冷却器进行后续处理。
6
多级压缩提高出口压力
如果单级叶轮获得的压力不够，可以通过多级叶轮串联工作来提高出口压力。级间通过弯道、回流器等元件实现串联，确保气体连续增压。
7
结构组成与关键部件
离心式空气压缩机主要由转子和定子两大部分组成。转子包括叶轮和轴等部件；定子包括机壳（气缸）、扩压器、弯道、回流器、迸气管、排气管等部件。
8ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
气体流动与能量转换
气体在压缩机内的流动过程中，实现了从机械能到动能，再到压力能的转换。这一过程中，气体的流速和压力均得到提高，从而满足工艺需求。
离心式空气压缩机原理
序号
原理要点
详细说明
1
高速旋转的叶轮带动气体
离心式空气压缩机通过电动机或汽轮机带动主轴和叶轮高速旋转。叶轮上的叶片将机械能传递给气体，使气体获得动能。
2
气体在离心力作用下甩出
气体在叶轮的高速旋转下，受到离心力的作用，被甩向叶轮的出口处。在叶轮处形成真空地带，外界的新鲜气体得以进入叶轮。
离心式压缩机培训教材
为了把扩压器后的气流引导到下一级的 叶轮去进行压缩，在扩压器后设置了使 气流由离心方向改为向心方向的弯道。
19
离心式压缩机的结构、原理
扩压器
气体从叶轮流出时的速度很高，为了充 分利用这部分速度能，在叶轮后设置流 通截面逐渐扩大的扩压器，以便将速度 能转变为压力能。
20
离心式压缩机的结构、原理
回流器
34
离心式压缩机的结构、原理
防止喘振的措施 由于喘振的危害性很大，压缩机在运行中应
严格防止发生喘振，防止喘振的措施有以下几 条，供参考。 （1）压缩机应备有标明喘振界限的性能曲线。 为安全考虑应在喘振线的流量大出5-10％的 位置上加一条防喘振警戒线，以提醒操作者的 注意。最好设置测量与显示系统，用屏幕显示 工况点的位置，严加注意工况点接近喘振线。
30
离心式压缩机的结构、原理
离心式压缩机工作原理 离心式压缩机与离心泵在工作原理和结 构形式等方面具有很多相似之处，两者 不同之处是输送气体和液体介质性质的 区别和流速大小的差别。离心式压缩机 高速旋转的叶轮带动气体，获得极高的 速度，进入扩压器时，速度降低，压力 升高，然后将增压后的气体输出机外
（5）操作者应了解压缩机的性能曲线， 熟悉各监测系统和控制调节系统的管理 和操作，尽量使压缩机不进入喘振状态。
37
汽轮机部分
38
汽轮机的结构及工作原理
汽轮机的特点 汽轮机的转速可在一定的范围内变动，
增加了调节手段和操作的灵活性；适用 输送易燃易爆的气体，即使泄漏也不易 引起事故；蒸汽的来源比较稳定。与其 它原动机相比，汽轮机具有单机功率大、 效率高、运行安全可靠、使用寿命长等 优点。
32
离心式压缩机的结构、原理
33
离心式压缩机的结构、原理
19
离心式压缩机的结构、原理
扩压器
气体从叶轮流出时的速度很高，为了充 分利用这部分速度能，在叶轮后设置流 通截面逐渐扩大的扩压器，以便将速度 能转变为压力能。
20
离心式压缩机的结构、原理
回流器
34
离心式压缩机的结构、原理
防止喘振的措施 由于喘振的危害性很大，压缩机在运行中应
严格防止发生喘振，防止喘振的措施有以下几 条，供参考。 （1）压缩机应备有标明喘振界限的性能曲线。 为安全考虑应在喘振线的流量大出5-10％的 位置上加一条防喘振警戒线，以提醒操作者的 注意。最好设置测量与显示系统，用屏幕显示 工况点的位置，严加注意工况点接近喘振线。
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离心式压缩机的结构、原理
离心式压缩机工作原理 离心式压缩机与离心泵在工作原理和结 构形式等方面具有很多相似之处，两者 不同之处是输送气体和液体介质性质的 区别和流速大小的差别。离心式压缩机 高速旋转的叶轮带动气体，获得极高的 速度，进入扩压器时，速度降低，压力 升高，然后将增压后的气体输出机外
（5）操作者应了解压缩机的性能曲线， 熟悉各监测系统和控制调节系统的管理 和操作，尽量使压缩机不进入喘振状态。
37
汽轮机部分
38
汽轮机的结构及工作原理
汽轮机的特点 汽轮机的转速可在一定的范围内变动，
增加了调节手段和操作的灵活性；适用 输送易燃易爆的气体，即使泄漏也不易 引起事故；蒸汽的来源比较稳定。与其 它原动机相比，汽轮机具有单机功率大、 效率高、运行安全可靠、使用寿命长等 优点。
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离心式压缩机的结构、原理
33
离心式压缩机的结构、原理
离心压缩机培训教材
级内气体流动的能量损失分析
级内气体流动的能量损失分析 (一)能的定义：度量物质运动的一种物质量，一般解释为物质作功的能力。能
的根本类型有势能、动能、热能、电能、磁能、光能、化学能、原子能等。 一种能可以转化为另一种能。能的单位和功的单位相同。能也叫能量。 (二)级内气体流动的能量损失分析 压缩机组实际运行中，通过叶轮向气体传递能量，即叶轮通过叶片对气体作 功消耗的功和功率外，还存在着叶轮的轮盘、轮盖的外侧面及轮缘与周围气 体的摩擦产生的轮阻损失，还存在着工作轮出口气体通过轮盖气封漏回到工 作轮进口低压低压端的漏气损失。都要消耗功。这些损失在级内都是不可防 止的，只有在设计中精心选择参数，再制造中按要求加工，在操作中精心操 作使其尽量到达设计工况，来减少这些损失。另外，还存在流动损失以及动 能损失以及在级内在非工况时产生冲击损失。冲击损失增大将引起压缩机效 率很快降低。还有高压轴端，如果密封不好，向外界漏气，引起压出的有用 流量减少。故此，我们有必要研究这些损失的原因，以便在设计、安装、操 作中尽量减少损失，维持压缩机在高效率区域运行，节省能耗。 1、流动损失：定义：就是气流在叶轮内和级的固定元件中流动时的能量损失。 产生的原因：主要由于气体有粘性，在流动中引起摩擦损失，这些损失又变 成热量使气体温度升高，在流动中产生旋涡，加剧摩擦损耗和流动能量损失， 因旋涡的产生就要消耗能量；在工作轮中还有轴向涡流等第二次流动产生， 引起流量损失。在叶轮出口由于出口叶片厚度影响产生尾迹损失。弯道和回 流器的摩擦阻力和局部阻力损失等。
离心压缩机本体结构介绍
MCL1006压缩机的叶轮均为顺排布置、机壳水平剖分结构，叶轮名 义直径为φ1000mm，共六级，工艺气体依次进入各级叶轮进行压缩， 一直压缩至出口状态。没有中间气体冷却器。
离心式压缩机
的操作运行。 ⑤ 能够经济地进行无级调节。 ⑥ 对大型压缩机，若用经济性高的工业汽轮机直接带动，实现
变转速调节，节能效果更好。 ⑦ 转速较高，用电动机驱动的一般需要设置增速器。 ⑧ 当入口压力太低时，压缩机组会发生喘振而不能正常工作。
压缩机的工作范围
在高压区。流量相对较小时，压缩机容易 出现喘振现象；
↓
↓
↓
叶轮 道内介质
扩压器
叶轮输出的是机械能，转速越高、直径越大输送能量越大。
16万吨/年空压机
离心式压缩机组结构
离心式压缩机组成与工作过程
组成
离心压缩机
转子：转轴，固定在轴上的叶轮、 轴套、联轴节及平衡盘等。
定子：气缸，其上的各种隔板以及轴承等 零部件，如扩压器、弯道、回流器、蜗壳、 吸气室。
在低压大流量区，压缩机又会引起滞止现 象；在压力及流量都小的区域会产生旋转 脱离；在高压大流量区域又受到压比和压 缩机强度的限制。
离心压缩机的辅助系统
1、润滑系统 对压缩机的轴承、齿轮箱及齿轮联轴
器进行润滑。并带走这些高速运转部件在 工作中所产生的热量。润滑油离开工作部 位后，经过滤(除去油中的脏物)，冷却降温 等处理再回到工作部位形成闭路式循环系 统，在油系统中包括油箱油过滤器油冷却 器和油泵。
(3)必须有效地从机件间隙的排除金属 磨屑和润滑袖氧化产物，避免产生磨料 磨损，为此要求在机件间隙中的润滑油 能经常得到更换。
从保证压缩机功能需要出发，压缩机的 润滑还兼有密封压缩室和吸收气体压缩 热的作用。
气体冷却系统
在气体的压缩过程中，有相当大的一部分 机械能转化为热能被气体吸收，致使气体 温度升高。
16万吨/年空压机级间冷却器 Nhomakorabea16万吨/年增压机级间冷却器
变转速调节，节能效果更好。 ⑦ 转速较高，用电动机驱动的一般需要设置增速器。 ⑧ 当入口压力太低时，压缩机组会发生喘振而不能正常工作。
压缩机的工作范围
在高压区。流量相对较小时，压缩机容易 出现喘振现象；
↓
↓
↓
叶轮 道内介质
扩压器
叶轮输出的是机械能，转速越高、直径越大输送能量越大。
16万吨/年空压机
离心式压缩机组结构
离心式压缩机组成与工作过程
组成
离心压缩机
转子：转轴，固定在轴上的叶轮、 轴套、联轴节及平衡盘等。
定子：气缸，其上的各种隔板以及轴承等 零部件，如扩压器、弯道、回流器、蜗壳、 吸气室。
在低压大流量区，压缩机又会引起滞止现 象；在压力及流量都小的区域会产生旋转 脱离；在高压大流量区域又受到压比和压 缩机强度的限制。
离心压缩机的辅助系统
1、润滑系统 对压缩机的轴承、齿轮箱及齿轮联轴
器进行润滑。并带走这些高速运转部件在 工作中所产生的热量。润滑油离开工作部 位后，经过滤(除去油中的脏物)，冷却降温 等处理再回到工作部位形成闭路式循环系 统，在油系统中包括油箱油过滤器油冷却 器和油泵。
(3)必须有效地从机件间隙的排除金属 磨屑和润滑袖氧化产物，避免产生磨料 磨损，为此要求在机件间隙中的润滑油 能经常得到更换。
从保证压缩机功能需要出发，压缩机的 润滑还兼有密封压缩室和吸收气体压缩 热的作用。
气体冷却系统
在气体的压缩过程中，有相当大的一部分 机械能转化为热能被气体吸收，致使气体 温度升高。
16万吨/年空压机级间冷却器 Nhomakorabea16万吨/年增压机级间冷却器
离心式压缩机
气体由吸气室进入，通过旋转叶轮对气体作功，使气体的 压力、温度和速度都提高了,然后使气体进入进入扩压器，把 气体的速度能转换为压力能。弯道\回流阀主要起导向作用，
使气流均匀地进入下一级叶轮继续压缩，由于气体逐级地被压
缩，因此气体温度不断升高。为了降低气体温度减少功能消耗, 在气体经过三级压缩后，由蜗壳引出，经中间冷却后,再引至 第四级叶轮入口继续压缩，经六级压缩后的高压气体由排出管 排出。
性。当轴还没有旋转时，由于重力的作用，轴向下弯曲（虽然弯
曲量很小）。弯曲转动过来后，仍然是弯曲的。由于轴在转动， 弯曲也不断出现，表现出来就是振动，称为自振。 轴本身和轴上安装的零件，由于制造安装的原因，转子的重 心和转动中心不可能在同一中心线上重合，由于中心偏差，转动
起来就有一个离心力，此离心力使转子发生振动。振动的次数决
的压力，以调节压缩机的流量
这种调节方法不改变压缩机的
特性曲线， 但要增加功率消
耗。
3、进气管节流
进气管节流后，在
转速不变时，离心压缩
机的体积流量和压缩比
的特性曲线不变。但由 于进气压力减少，离心 压缩机的质量流量和排 气压力将和进气压力成 比例地减少。
在压缩机的进气管上装调节阀比排气管节流操作更稳定， 调节气量范围更广，同时可以节省功率消耗。用电动机驱 动的压缩机一般常用此方法调节气量，对大气量机组可省
一缸（机壳）、两段（中间冷却次数）、六级（叶轮、扩
压器、弯道和回流器组数）组成。
离心式压缩机
2、主要参数 进口流量 125 立方米每分钟，排气压力 6.23105Pa，
转速13900 r/min,功率660kw,可输送空气或者其他无
腐蚀性的工业气体 , 适合用于化工、冶金、制氧、制
使气流均匀地进入下一级叶轮继续压缩，由于气体逐级地被压
缩，因此气体温度不断升高。为了降低气体温度减少功能消耗, 在气体经过三级压缩后，由蜗壳引出，经中间冷却后,再引至 第四级叶轮入口继续压缩，经六级压缩后的高压气体由排出管 排出。
性。当轴还没有旋转时，由于重力的作用，轴向下弯曲（虽然弯
曲量很小）。弯曲转动过来后，仍然是弯曲的。由于轴在转动， 弯曲也不断出现，表现出来就是振动，称为自振。 轴本身和轴上安装的零件，由于制造安装的原因，转子的重 心和转动中心不可能在同一中心线上重合，由于中心偏差，转动
起来就有一个离心力，此离心力使转子发生振动。振动的次数决
的压力，以调节压缩机的流量
这种调节方法不改变压缩机的
特性曲线， 但要增加功率消
耗。
3、进气管节流
进气管节流后，在
转速不变时，离心压缩
机的体积流量和压缩比
的特性曲线不变。但由 于进气压力减少，离心 压缩机的质量流量和排 气压力将和进气压力成 比例地减少。
在压缩机的进气管上装调节阀比排气管节流操作更稳定， 调节气量范围更广，同时可以节省功率消耗。用电动机驱 动的压缩机一般常用此方法调节气量，对大气量机组可省
一缸（机壳）、两段（中间冷却次数）、六级（叶轮、扩
压器、弯道和回流器组数）组成。
离心式压缩机
2、主要参数 进口流量 125 立方米每分钟，排气压力 6.23105Pa，
转速13900 r/min,功率660kw,可输送空气或者其他无
腐蚀性的工业气体 , 适合用于化工、冶金、制氧、制
离心式压缩机培训讲义
活 柱 隔 塞 塞 膜 式 式 式
按气流运动方向分类 1. 离心式—气体在压缩机中的流动方 向大致与旋转轴相垂直。 2. 轴流式—气体在压缩机中的流动方 向大致与旋转轴相平行。 3. 斜流式—气体在压缩机中的流动方 向介于离心式和轴流式之间，流动方向与 旋转轴成某一夹角。 4. 复合式—在同一台压缩机内，同时 具有轴流式与离心式（斜流式）工作叶轮， 一般轴流在前，离心在后。
１、 介质：压缩机输送的气体及成份。 2、流量：又称风量，指单位时间内流经压缩机的 气体量，通常用容积流量和质量流量来表示。 容积流量—指单位时间内流经压缩机的气体容积 量。用Ｑ表示，常用单位m3/min。（应注明是进口还 是出口，不注明，一般按进口法兰处容积流量考虑。） 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/sec, 如果忽略外泄量，压缩机 进口与出口处质量流量是相等的。 标准状态容积流量—又称标态流量，指标准状态 下（压力为10.1325 kPa,温度为0℃）的容积流量,用QN 表示,常用单位Nm3/min。
末级 末级由叶轮、扩压器、蜗室等组成。 气体经过这一级增压后将排出机外。流到冷却器进行 冷却，或送往排气管道输出。
对于这两种级的结构型式来说，叶轮是这两种级所共 同具有的，只是在固定元件上有所不同。 对于末级来说，它是以蜗室取代中间级的弯道和回流器， 有时还取代了级中的扩压器。
三、离心式压缩机结构
平衡盘就是利用它的两边气体压力差来平衡轴向力的零件。 它位于高压端，它的一侧压力可以认为是末级叶轮轮盘侧 的间隙中 的气体压力(高压)。另一侧通向大气或进气管，它的压力是大气压 或进气压力（低压）。 由于平衡盘也是用热套法套在主 轴上。上述两侧压力差就使转子受到一个与轴向力反向的力。其大 小决定于平衡盘的受力面积。通常，平衡盘只平衡一部分轴向力。 剩余的轴向力由止推盘（止推轴承）承受。 平衡盘的外缘安装气封，可以减少气体泄漏。
《离心式压缩机培训》课件
密封和润滑系统
密封
防止气体在压缩机内部泄漏，确保压缩机的效率和安全性。
润滑系统
为轴承和密封提供润滑油，减少摩擦和磨损。
控制系统
控制柜
集成控制压缩机运行的所有电器元件 ，如电机、启动器、保护装置等。
传感器和执行器
用于监测和控制压缩机的运行状态和 参数，如温度、压力、流量等。
03
离心式压缩机的操作与 维护
统，更换轴承等部件。
振动过大
可能是转子不平衡、地脚螺栓 松动等原因导致。应检查转子 平衡状况，紧固地脚螺栓等。
泄漏
可能是密封件老化或损坏等原 因导致。应更换密封件，检查 密封腔等。
流量不足
可能是进气或排气管道堵塞等 原因导致。应检查管道通畅状
况，清理堵塞物等。
04
离心式压缩机的安全与 环保
安全操作规程
气的压缩。
制冷行业
离心式压缩机在制冷行业中用 于冷媒气体的压缩。
石油和天然气工业
离心式压缩机用于石油和天然 气开采、输送过程中的气体压
缩。
离心式压缩机的优缺点
优点
离心式压缩机具有效率高、结构简单、易损件少、运行稳定 等优点。此外，其适应性强，可在多种工况下运行，且易于 实现自动化控制。
缺点
离心式压缩机的缺点主要包括启动电流大、不适合低压力比 的应用以及高速旋转的叶轮对气体进行加速时会产生较大的 噪音和振动。
排放标准
了解并遵守国家和地方的环保排 放标准，确保离心式压缩机排放 的废气、废水和噪声等符合相关
规定。
废气处理
根据需要配置废气处理设施，如除 尘器、脱硫脱硝装置等，以降低废 气对环境的影响。
废水处理
对离心式压缩机产生的废水进行妥 善处理，确保达到排放标准后再进 行排放。
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吴仲华教授 (1917-1992) 1947年美国麻省理工
博士学位 美国NASA科学家
离心式压缩机
单轴离心式压缩机
工作原理
气体的流动过程：
驱动机 转子高速旋转 气体在叶轮增速及 后面流道中扩压
叶轮入口产生负压（吸气） 被压缩气体连续 从蜗壳排出
能量转化过程：机械能→气体动能、压能→进 一步转换成压能 叶轮转速越高、直径越大传递的能量越大。
结构角度：（理论参数） 叶片出口角β2A（∠ 切线，- u 反向） 与流动和介质无关 （理想状况β2 ＝β2A ）
绝对速度
叶轮出口 速度三角形
圆周 速度
叶轮进口 速度三角形
离心叶轮的典型结构 叶轮速度三角形
分速度：
周向分速度 （c 在圆周方向分量）
cu 、c2u 、c1u 与能量（扬程）有关
能量头（周速）系数 φ2u＝c2u / u2
第一段
第二段
级的典型结构与关键截面
级是离心压缩机使气体增压的基本单元。分为首级、 中间级、末级
中间级: 由叶轮、扩压器、弯道、回流器组成；首级： 吸气室+中间级；末级：叶轮、扩压器、蜗壳
离心压缩机的典型结构与特点 级的典型结构 （各元件通流截面变化及能量转换情况）
特征截面 in - in 0-0
离心压缩机是在通风机基础上发展起来 流量10000m3/min 提高了转速，大都在35000rpm以上，同时解决了
高速度轴承及其动平衡问题
浮环密封结构，解决了高压下的轴端密封 筒型及双层壳解决了强度问题和机体密封 电火花加工使小流量下窄流道叶轮的加工得到解决
准三元流动基本理论
60年代开始应用准三元流动理 论,设计空间扭曲叶片,以改善级 的流动性能，提高效率。
说明
吸气管 叶轮
(首级,中间级) (机)进口 (级)进口
参数
p↓, c↑, t↓
能量
绝能流动
1-1 叶片 进口
2-2 叶轮 出口
p↑, c↑, t↑ 增能(做功)
3-3
4-4
5-5
6-6
0′- 0′
扩压器 扩压器出口 弯道出口 回流器 级出口
进口 弯道进口 回流器进口 出口 下级进口
压力 p↑, 流速 c↓, 温度 t↑
前弯型叶轮： βA＞90°，级效率较低，稳定工作范围窄。
βA
速度三角形 牵连速度u 绝对速度c
相对速度w
叶轮进出口的速度三角形
气流在叶轮中流动的绝对速度为相对速
度和牵连速度的矢量和
c wu
c,
w, u三矢量组成一个封闭的
三角形, 称为速度三角形。
位于叶轮叶道内任一点的流体质点的运动状态，均 可用一个速度三角形来表达。
（无限薄，不占体积）
叶轮进口 速度三角形
相对速度
离心叶轮的典型结构 叶轮速度三角形
气流速度： 绝对速度（气流速度） c 、c2 、c1 牵连速度（叶轮圆周速度） u ＝ rω（角速度）、u2 、u1 相对速度（流动速度） w 、w2 、w1
气流角度：（实际参数） β2（∠ w2 ，- u2 ） α2（∠ c2 ，u2 ）
口，有的装有导向叶片。 ⑤ 吸气室：将进气管中气体均匀导入叶轮。 ⑥ 蜗 壳：收集气体，引出；降速扩压作用。
主要部件及典型结构： 吸气室、叶轮、扩压器、弯道、回流器、蜗壳
级： 由一个叶轮与其相配合的固定元件所构成
段： 以中间冷却器作为分段的标志，可以由几个 级构成
缸： 一个机壳称为一缸，多机壳称为多缸（在叶 轮数较多时采用）
概述
离心压缩机:速度式透平机械。
离心压缩机和轴流式压缩机等习惯称为风机，
分压缩机、鼓风机和通风机。
按排出压力分类
≤0.015MPa
通风机
0.015MPa-（0.3MPa-0.35MPa） 鼓风机
≥（0.3MPa-0.35MPa）
压缩机
离心压缩机的发展概况
新技术、新工艺使得离心压缩机的应用领域愈来愈 广。（石油化工、油气集输）。
定子：压缩机的固定元件，如机壳、 扩压器、弯道、回流器、蜗壳、吸 气室。
离心式压缩机典型结构
主要过流部件： ① 叶 轮：唯一做功部件，增加气体能量； ② 扩压器：主要转能装置（泵中蜗壳或导叶）速度能
转换为压力能 ③ 弯 道：在扩压器后使离心流动变为向心流动，引
入下一级 ④ 回流器：使气流以一定方向均匀流入下一级叶轮入
绝能流动
离心式叶轮的典型结构
1. 按叶轮结构型式 闭式叶轮：性能好、效率高；由于轮盖的影响，叶轮 圆周速度受到限制。 半开式叶轮：效率较低，强度较高。 双面进气叶轮：适用于大流量，且轴向力平衡好。
按叶轮叶片弯曲型式（叶片的出口安装角）
后弯型叶轮：βA＜ 90°，级效率高，稳定工作范围宽。 径向型叶轮： βA ＝90 °，性能介于后弯型和前弯型之间。
LOGO
过程流体机械
离心式压缩机
第三章 离心式压缩机
3.1 离心式压缩机典型结构和工作原理 离心式压缩机的基本方程
3.2 性能调节与控制
3.3 安全可靠性
3.4 选型(轴流式压缩机)
菜单
概述
气体压缩机 容积式
透平式
往复式
回转式
活 柱隔 塞 塞膜 式 式式
罗叶螺滑 茨氏杆片 式式式式
离轴斜复 心流流合 式式式式
实际应用中，主要用进、出口的速度三角形。它的 形状和大小将直接关系到叶轮和流体间的能量交 换（功耗）。
c
w
α
cr β
cu
u
c
w
α
cr β
cu
u
叶轮夹角。 β—气流相对速度与圆周速度反方向的夹角，液流角。 cr —绝对速度的径向分速； cu —绝对速度的周向分速。 βA—叶片安置角（叶片在该点的切线与圆周速度反方
径向分速度 （c 在直径方向分量） cr 、c2r 、c1r 与流量（流速）有关
主要结构
EI 120~6.35/0.95 E：有中间冷却器的多级高速离心压缩机 I：代表汽缸，罗马字I
v 扩压器 弯道
吸气室
回流器
蜗壳
叶轮 吸气室
离心式压缩 机典型结构
弯道 扩压器
叶轮
吸气室
回流器 出口蜗壳
离心式压缩机典型结构
离心压缩机
转子：转轴，固定在轴上的叶轮、 轴套、联轴器及平衡盘等。
向的夹角）。
当叶片数无穷多时， βA＝β 叶轮出口处的叶片安置角βA又叫叶片离角。
牵连速度u 绝对速度c 相对速度w
离心叶轮的典型结构
叶轮速度三角形： 叶轮透平机械理论基础 适用压缩机、泵、汽轮机等
实际参数
理论参数
叶轮出口 速度三角形
下标：
1 — 叶轮进口截面 2 — 叶轮出口截面 A — 叶片 th — 理论参数 ∞ — 叶片无限多
博士学位 美国NASA科学家
离心式压缩机
单轴离心式压缩机
工作原理
气体的流动过程：
驱动机 转子高速旋转 气体在叶轮增速及 后面流道中扩压
叶轮入口产生负压（吸气） 被压缩气体连续 从蜗壳排出
能量转化过程：机械能→气体动能、压能→进 一步转换成压能 叶轮转速越高、直径越大传递的能量越大。
结构角度：（理论参数） 叶片出口角β2A（∠ 切线，- u 反向） 与流动和介质无关 （理想状况β2 ＝β2A ）
绝对速度
叶轮出口 速度三角形
圆周 速度
叶轮进口 速度三角形
离心叶轮的典型结构 叶轮速度三角形
分速度：
周向分速度 （c 在圆周方向分量）
cu 、c2u 、c1u 与能量（扬程）有关
能量头（周速）系数 φ2u＝c2u / u2
第一段
第二段
级的典型结构与关键截面
级是离心压缩机使气体增压的基本单元。分为首级、 中间级、末级
中间级: 由叶轮、扩压器、弯道、回流器组成；首级： 吸气室+中间级；末级：叶轮、扩压器、蜗壳
离心压缩机的典型结构与特点 级的典型结构 （各元件通流截面变化及能量转换情况）
特征截面 in - in 0-0
离心压缩机是在通风机基础上发展起来 流量10000m3/min 提高了转速，大都在35000rpm以上，同时解决了
高速度轴承及其动平衡问题
浮环密封结构，解决了高压下的轴端密封 筒型及双层壳解决了强度问题和机体密封 电火花加工使小流量下窄流道叶轮的加工得到解决
准三元流动基本理论
60年代开始应用准三元流动理 论,设计空间扭曲叶片,以改善级 的流动性能，提高效率。
说明
吸气管 叶轮
(首级,中间级) (机)进口 (级)进口
参数
p↓, c↑, t↓
能量
绝能流动
1-1 叶片 进口
2-2 叶轮 出口
p↑, c↑, t↑ 增能(做功)
3-3
4-4
5-5
6-6
0′- 0′
扩压器 扩压器出口 弯道出口 回流器 级出口
进口 弯道进口 回流器进口 出口 下级进口
压力 p↑, 流速 c↓, 温度 t↑
前弯型叶轮： βA＞90°，级效率较低，稳定工作范围窄。
βA
速度三角形 牵连速度u 绝对速度c
相对速度w
叶轮进出口的速度三角形
气流在叶轮中流动的绝对速度为相对速
度和牵连速度的矢量和
c wu
c,
w, u三矢量组成一个封闭的
三角形, 称为速度三角形。
位于叶轮叶道内任一点的流体质点的运动状态，均 可用一个速度三角形来表达。
（无限薄，不占体积）
叶轮进口 速度三角形
相对速度
离心叶轮的典型结构 叶轮速度三角形
气流速度： 绝对速度（气流速度） c 、c2 、c1 牵连速度（叶轮圆周速度） u ＝ rω（角速度）、u2 、u1 相对速度（流动速度） w 、w2 、w1
气流角度：（实际参数） β2（∠ w2 ，- u2 ） α2（∠ c2 ，u2 ）
口，有的装有导向叶片。 ⑤ 吸气室：将进气管中气体均匀导入叶轮。 ⑥ 蜗 壳：收集气体，引出；降速扩压作用。
主要部件及典型结构： 吸气室、叶轮、扩压器、弯道、回流器、蜗壳
级： 由一个叶轮与其相配合的固定元件所构成
段： 以中间冷却器作为分段的标志，可以由几个 级构成
缸： 一个机壳称为一缸，多机壳称为多缸（在叶 轮数较多时采用）
概述
离心压缩机:速度式透平机械。
离心压缩机和轴流式压缩机等习惯称为风机，
分压缩机、鼓风机和通风机。
按排出压力分类
≤0.015MPa
通风机
0.015MPa-（0.3MPa-0.35MPa） 鼓风机
≥（0.3MPa-0.35MPa）
压缩机
离心压缩机的发展概况
新技术、新工艺使得离心压缩机的应用领域愈来愈 广。（石油化工、油气集输）。
定子：压缩机的固定元件，如机壳、 扩压器、弯道、回流器、蜗壳、吸 气室。
离心式压缩机典型结构
主要过流部件： ① 叶 轮：唯一做功部件，增加气体能量； ② 扩压器：主要转能装置（泵中蜗壳或导叶）速度能
转换为压力能 ③ 弯 道：在扩压器后使离心流动变为向心流动，引
入下一级 ④ 回流器：使气流以一定方向均匀流入下一级叶轮入
绝能流动
离心式叶轮的典型结构
1. 按叶轮结构型式 闭式叶轮：性能好、效率高；由于轮盖的影响，叶轮 圆周速度受到限制。 半开式叶轮：效率较低，强度较高。 双面进气叶轮：适用于大流量，且轴向力平衡好。
按叶轮叶片弯曲型式（叶片的出口安装角）
后弯型叶轮：βA＜ 90°，级效率高，稳定工作范围宽。 径向型叶轮： βA ＝90 °，性能介于后弯型和前弯型之间。
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过程流体机械
离心式压缩机
第三章 离心式压缩机
3.1 离心式压缩机典型结构和工作原理 离心式压缩机的基本方程
3.2 性能调节与控制
3.3 安全可靠性
3.4 选型(轴流式压缩机)
菜单
概述
气体压缩机 容积式
透平式
往复式
回转式
活 柱隔 塞 塞膜 式 式式
罗叶螺滑 茨氏杆片 式式式式
离轴斜复 心流流合 式式式式
实际应用中，主要用进、出口的速度三角形。它的 形状和大小将直接关系到叶轮和流体间的能量交 换（功耗）。
c
w
α
cr β
cu
u
c
w
α
cr β
cu
u
叶轮夹角。 β—气流相对速度与圆周速度反方向的夹角，液流角。 cr —绝对速度的径向分速； cu —绝对速度的周向分速。 βA—叶片安置角（叶片在该点的切线与圆周速度反方
径向分速度 （c 在直径方向分量） cr 、c2r 、c1r 与流量（流速）有关
主要结构
EI 120~6.35/0.95 E：有中间冷却器的多级高速离心压缩机 I：代表汽缸，罗马字I
v 扩压器 弯道
吸气室
回流器
蜗壳
叶轮 吸气室
离心式压缩 机典型结构
弯道 扩压器
叶轮
吸气室
回流器 出口蜗壳
离心式压缩机典型结构
离心压缩机
转子：转轴，固定在轴上的叶轮、 轴套、联轴器及平衡盘等。
向的夹角）。
当叶片数无穷多时， βA＝β 叶轮出口处的叶片安置角βA又叫叶片离角。
牵连速度u 绝对速度c 相对速度w
离心叶轮的典型结构
叶轮速度三角形： 叶轮透平机械理论基础 适用压缩机、泵、汽轮机等
实际参数
理论参数
叶轮出口 速度三角形
下标：
1 — 叶轮进口截面 2 — 叶轮出口截面 A — 叶片 th — 理论参数 ∞ — 叶片无限多