第5章：离心压缩机的性能曲线
离心压缩机的性能曲线
离心压缩机的性能曲线在理解离心压缩机的性能曲线之前，我们需要先了解一些基本概念。
离心压缩机通常由一个旋转的离心轮（也称为叶轮）和一个固定的蜗壳（也称为蜗舌）组成。
首先，我们来看一下离心压缩机的流量特性。
流量是指单位时间内通过压缩机的气体体积。
离心压缩机的流量特性通常由流量-压力（Q-H）曲线来表示。
该曲线显示了在给定转速下，压缩机的流量随着进气压力或排气压力的变化而变化。
在曲线的低压端，压缩机的流量随着压力的增加而增加，但随着压力接近压缩机的额定工作范围，流量将趋于稳定。
其次，我们来看一下离心压缩机的效率特性。
效率是指压缩机在将输入功率转化为输出功率时的能源利用率。
离心压缩机的效率通常由效率-流量（η-Q）曲线来表示。
该曲线显示了在给定流量下，压缩机的效率随着转速或气体比较温度的变化而变化。
在曲线的高流量端，压缩机的效率较低，因为工作时需要更多的能量来压缩气体。
随着流量的减少，效率逐渐提高，因为压缩机的工作负载减轻。
最后，我们来看一下离心压缩机的功率特性。
功率是指压缩机在工作过程中消耗的能量。
离心压缩机的功率通常由功率-流量（P-Q）曲线来表示。
该曲线显示了在给定流量下，压缩机的功率随着转速或气体比较温度的变化而变化。
在曲线的高流量端，压缩机的功率较高，因为需要更多的能量来压缩气体。
随着流量的减少，功率逐渐降低，因为压缩机的工作负载减轻。
为了获得更好的性能，离心压缩机通常需要在其额定工作范围内操作。
这意味着在设计和选型时要确保压缩机在其最佳效率点操作，以提高能源利用率和减少能耗。
此外，定期维护和维修离心压缩机也是保持其最佳性能的关键。
清洁滤网，定期更换润滑油和检查叶轮磨损等措施可以确保离心压缩机在其设计寿命内保持高效运行。
总之，离心压缩机的性能曲线描述了其在不同工作条件下的流量、效率和功率变化。
了解和正确使用这些曲线对于优化压缩机的性能效率非常重要，从而实现能耗降低和生产效率的提高。
希望本文能对您理解离心压缩机性能曲线提供帮助。
压缩机特性曲线ppt课件
典型离心压缩机关键部件的名词术语
排气压力
W
E Pth
P
Qmin
Qo
Q
max
进口流量
离心式压缩机特性曲线
离心压缩机性能曲线 排 气 压 力
进口流量
℃
ε
εεεεεε
变转速离心压缩机性能曲线
轴流压缩机剖面图
排气压力
3 2 1
W 喘振线
5
6
4
E
P Pth
Qmin Qo Qmax
进口流量
3.3354 空 气
120排气温度T2(DEG.C)160 20 240
3 2
5 4 1
喘 振 线
5
4 1.2
.99
A型轴1 流1..098压缩1.1 机性能曲线.99 .98
.9
3.6 4.0
.8 1.2 排气1.压6力 p2(bar) 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 4.0
喘 振 线
2 .6
40.017 33.355 4.7652
空气
曲线号 进气压力 进气温度 相对湿度
0
(bar)
( C)
1
.993
2
.993
3
.993
4
.993
5
.993
6
.993
7
.993
15.1
.850
15.1
.850
15.1
.850
15.1
.850
15.1
.850
15.1
.850
15.1
.850
分子量(干) 转 数
福抗A56-9轴流压缩机性能曲线（年平均工况）
泵与压缩机-第五节离心压缩机的性能曲线
第五节级的性能曲线离心压缩机特性曲线是指离心压缩机特性曲线是指进气状态进气状态进气状态（（P s 、T s 、R 、k k ））和转速一定时压比和转速一定时压比、、效率效率、、功率随进气流量变化的曲线功率随进气流量变化的曲线。
)( )(2pol 1s s Q f Q f ==ηε)()sin ctg 1(222122222d s k s k A A r shf T hydTpol Q Q c Q c z u H H H H H H −−−−⋅−=−−=−=βπβϕ一、压缩机级的特性曲线1. ε－Q S 曲线spols pol s RT H RT H P P =−+≈=11εεη当气体性质一定当气体性质一定R R 、进气温度T s 一定,ε-1与H pol 成正比成正比，，也就是曲线H pol -Q s 与ε-Q s 曲线形状相似。
注意注意：：在性能曲线上必须注明在性能曲线上必须注明n n 、Ts Ts、、R （介质）2．曲线与离心泵相似与离心泵相似，，设计点效率最高设计点效率最高。
s pol Q −η损失没有完整可靠的计算方法，性能曲线也不能用理论计算得到。
对某一定的气体介质在一定对某一定的气体介质在一定n n 下进行测试测试，，得级性能曲线得级性能曲线。
对已有特性曲线利用相似理论进行换算而得换算而得。
3 3 喘振工况喘振工况离心压缩机特性与离心泵相似离心压缩机特性与离心泵相似，，但不能达到但不能达到Qs=0Qs=0Qs=0点点。
当Q=Q=Q Q min （Q min ≠0）时离心压缩机产生强烈的振动及噪音无法稳定工作时离心压缩机产生强烈的振动及噪音无法稳定工作，，这种不稳定工况称“喘振工况”，该Q min 称喘振流量称喘振流量。
当压缩产生的压头低于系统下游的压力时当压缩产生的压头低于系统下游的压力时，，特性曲线上流量很小上流量很小，，此时要发生喘振此时要发生喘振。
其原因其原因：： Q ＞Q 0，i ＜0 0 负冲角负冲角冲非工作面冲非工作面，，工作面分离，不易扩展不易扩展；；Q ＜Q 0，i ＞0 0 正冲角正冲角冲工作面冲工作面，，非工作面分离易扩展分离充满叶道分离充满叶道，，出口出现强烈气流脉动；旋转分离现象分离的速度分离区域分离区域ωω-ω′顺叶轮旋转方向分离的后果分离的后果：：进出口进出口P P 、Q 、C 强烈脉动'11~23ωωω≈严重时分离占了大部分或全部叶道性能曲线不连续曲线不连续，，P ↓压缩机与管网系统相连压缩机与管网系统相连。
离心压缩机的性能曲线ppt课件
右图为一定转速下某模型级的性能曲线，由图可以看出：
a. 在一定的进口气体状态或者转速下，增大流量，级的压 比将下降。反之，则上升。
b. 离心压缩机的级效率存在一个最大值，通常取这个最大 效率点作为设计点。当进口流量偏离设计点时，级效率 都会因为级内的损失增大而下降。
根据强烈程度，旋转失速可以分为渐进失速和突变失速。根 据右图可以看出，渐进失速时，性能曲线平滑而连续；而突 变失速时，性能曲线出现跳跃，表现为不连续性。
2. 喘振的定义
在离心压缩机的流道中，由于工况改变，流量显著减小，形成突变失速，此时的流 动情况会大大恶化。这时叶轮虽仍在旋转，对气体作功，但却不能提高气体的压力， 于是压缩机出口压力显著下降。这时可能出现管网中压力反大于压缩机出口处压力 的情况，因而管网中的气体就向压缩机倒流，一直到管网中的压力下降至低于压缩 机出口压力为止。这时倒流停止，气流又在叶轮作用下正向流动，压缩机又开始向 管网供气。但当管网压力回升到原有水平时，压缩机正常排气又受到阻碍，流量又 下降，系统中的气体又产生倒流。如此周而复始，在整个系统中发生了周期性的轴 向低频大振幅的气流振荡现象，这种现象称之为压缩机的“喘振”。
4
二. 喘振
3. 喘振的现象及特点
a. 喘振时噪声增大，发出异常的周期性吼叫 或喘气声，甚至出现爆音。
b. 喘振时出口压力和进口流量两个参数都发 生周期性的大幅度脉动。
c. 喘振时机体和轴承会发生强烈振动，其振严重的后果，主要有以下几点： 5. 喘振的预防措施
第 五 章 离心压缩机的性能曲线
一. 特性曲线 二. 喘振 三. 稳定工作区
mto装置离心式压缩机性能曲线及防喘振分析
２０１９ꎬ２９(６)
靳 权 ＭＴＯ 装置离心式压缩机性能曲线及防喘振分析
３３
程度ꎬ 其气流压力不再提高ꎬ 流量不再增大的现象ꎮ
３ 喘振与防喘振
３ １ 喘振
当压缩机入口流量减小ꎬ 就会导致压缩机喘
图 ２ 典型压缩机防喘振控制系统
压缩机入口流量作为压缩机防喘振控制器的
操作变量ꎬ 防喘振控制系统控制防喘振阀的开度ꎬ
入口温度和压力对流量进行温压补偿ꎬ 压缩机出
口的压力和温度高联锁打开防喘振阀电磁阀ꎬ 联
锁控制防喘振阀快速打开ꎮ
对于喘振现象的预防不仅要从控制和压缩机
本身角度考虑ꎬ 还要从工艺系统设计角度ꎬ 优化
上增加一条复线ꎬ 见图 ３ꎮ 冷旁路防喘振阀是开关
阀ꎬ 仅在特殊工况下使用ꎮ 比如当压缩机故障停
机ꎬ 调节阀不能够快速打开ꎬ 会增加叶轮反转的
风险ꎬ 利用冷旁路开关阀快速打开使出口向入口
泄压ꎬ 可以有效解决喘振问题ꎮ 但是ꎬ 由于冷旁
路经过的管路和设备较多ꎬ 压缩机出口至冷旁路
之间容积较大ꎬ 在紧急情况下还有可能导致叶轮
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ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＤＥＳＩＧＮ
化工设计 ２０１９ꎬ２９(６)
ＭＴＯ 装置离心式压缩机性能曲线及防喘振分析
靳 权 ∗ 中国天辰工程有限公司 天津 ３００４００
摘要 本文介绍离心式压缩机在 ＭＴＯ 装置的作用和工作原理ꎬ 并对压缩机的性能曲线进行分析ꎻ 解释了
压缩机的操作区间通常由四条曲线组成: 最小转
速线、 最大转速线、 阻塞线、 喘振线ꎮ
在实际生产中ꎬ 压缩机由于各方面的原因喘
氯气离心式压缩机性能曲线及调节方式
氯气离心式压缩机性能曲线及调节方式一、氯气离心式压缩机性能曲线1.压缩机性能曲线的涵义氯气离心式压缩机的性能曲线又称“特性曲线”（speciality curve）。
它真实反映机组运行时工况的变化。
因为即使在恒定的转速情况下，压缩机的容积流量不可能是个“定值”，这就是“透平式”压缩机与“容积式”压缩机所不同之处。
压缩机的容积流量是随着氯气管网中压力（背压或称为管网端压）的不同而改变，也是随着机器效率、功率的变化而改变。
为了真实反映机组运行中工况条件变动以后机组性能的变化情况，通常把机组在不同流量流通情况下，机组的排出压力（或压力升高比）、功率和压缩机效率的变化关系用曲线形式直观表现出来，这些曲线就称为机组或“级”的性能曲线。
一般可以认为整台机组的性能曲线决定于每一级的性能曲线。
性能曲线的横坐标通常用压缩机的进口容积流量作参数（此举是便于不同机组的等同比较）；而对应的纵坐标则为机组的排气压力（绝对压力）或者压力升高比，这类“特性曲线”称为“压力曲线”。
如果纵坐标采用压缩机的轴功率的话，就称为“功率曲线”；也可以是压缩机或者各级的效率，就称为“效率曲线”。
每一条曲线都相应于一个固定的转速。
有了这样的性能曲线，就可以根据客户的要求，选配相应的压缩机，并且可以选配电动机。
在压缩机的运行过程中，可以根据机组在管网的工况条件去分析机组的工作状态，确认其在安全、高效区工作，是否达到压缩机设计工况的运行点。
一般压缩机的特性曲线是由制造机组的厂家依据试验数据整理绘制。
所提供的技术说明都提供这样的特性曲线，以供使用时参考。
2.压缩机性能曲线的特点氯气离心式压缩机的性能曲线是多种类的，尽管有的压缩机所标的铭牌参数相同，诸如：转速、排出压力、进机流量、轴功率等都相同；但是绘制出来的性能曲线却有不同。
下面把压缩机性能曲线的特点分析一下。
①决定性能曲线形状的因素在看压缩机性能曲线时，就会发现曲线的形状各异，曲线的曲率半径大小也不一样，这究竟是什么道理呢？为此我们只能从压缩机的多变能头h p o l与“进机流量”之间的关系分析起。
离心式压缩机培训教材
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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。
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离心式压缩机的结构、原理
回流器
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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。
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汽轮机部分
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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
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离心式压缩机的结构、原理
泵与压缩机-第五节离心压缩机的特性曲线
泵与压缩机-第五节离心压缩机的特性曲线第五节离心压缩机的特性曲线一．压缩机级的特性曲线离心压缩机的特性曲线是指进期状态和转速一定时压比，效率，功率随进气流量的变化曲线。
1．▲当n不变时，Ht随Qs增大而呈线性减小。
流动损失可以近似认为其主要影响的是摩阻损失和冲击损失。
▲的形状Hpol—Qs曲线形状相似，随着流量的增大而压力比减小。
2．η—Qs曲线▲设计点效率最高，当流量大于设计流量Qd是，冲击损失和摩阻损失都增大，自Qd起，随流量增大而效率下降；当流量小于设计流量时，冲击损失急剧增加，内漏其损失及轮阻损失所占比例增大。
▲损失没有可靠的方法，性能曲线也不能用理论计算得到。
3．喘振工况▲离心压缩机级的特性曲线不能达到Qs=0的点。
当流量减小到某值时，离心压缩机就不能稳定工作，气流出现脉动，振动加剧，伴随着吼叫声，这种不稳定工况称为“喘振工况”，这一流量极限Qmin 称为“传真流量”。
▲工况改变，流量明显减少，出现明显气流脱离，气体做工大都变为能量损失，压缩机出口压力下降管网压力可能大于压缩机出口压力产生气体倒流现象，直到管网压力恢复至原来水平，压缩机正常排气又受阻，流量又开始下降，系统气体倒流，整个系统发生周期性轴向低频气流振荡现象称为压缩机的喘振。
4．阻塞工况：▲在转速不变时，当级中流量加到某个最大值Qmax，压比和效率就会下降，出现阻塞现象。
▲可能出现的情况：①在压缩机内流道中某个截面出现声速，流量不再增大。
②流量加大，摩擦损失及冲击损失都很大，叶轮对气体做的功全部用来克服流动损失，使级中气体压力得不到提高，压比为1。
5．稳定工况区：特性曲线上喘振工况与阻塞工况之间的区域称为稳定工况区。
kQ越大，表示级的稳定工况区越宽。
二．离心压缩机的特性曲线1．转速对压缩机特性曲线的影响离心压缩机在不同转速下可以得到不同的特性曲线，当转速增大时，压比增加，ε—Qs曲线向右上方移动。
当n增大时，气流马赫数增大，这是流量若偏离设计工况，就会使损失大大增加，曲线变陡，是稳定工况范围变窄。
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二. 喘振
1. 旋转失速
离心压缩机的级在非设计工况下，由于工况变化（流量减小） 导致叶片通道中产生严重的气流脱离，形成旋转脱离现象， 而使级性能明显恶化的情况，称为旋转失速。
根据强烈程度，旋转失速可以分为渐进失速和突变失速。根 据右图可以看出，渐进失速时，性能曲线平滑而连续；而突 变失速时，性能曲线出现跳跃，表现为不连续性。
二. 喘振
3. 喘振的现象及特点
a. 喘振时噪声增大，发出异常的周期性吼叫 或喘气声，甚至出现爆音。
b. 喘振时出口压力和进口流量两个参数都发 生周期性的大幅度脉动。 c. 喘振时机体和轴承会发生强烈振动，其振 幅比平常正常运行时大得多。
4. 喘振的后果
喘振会造成严重的后果，主要有以下几点：
5. 喘振的预防措施
一. 特性曲线
3. 离心压缩机的性能曲线
离心压缩机整机在不同流量时的压比ε（或者排压） 、整机效率η 、功率P与进口流 量qv的关系曲线称为离心压缩机的性能曲线。 离心压缩机整机具有与离心压缩机级相类似的性能曲线。下图为单级、两级和三级 压缩的离心压缩机整机ε- qv曲线，由图可以看出： a. 多级串联工作与单级工作相比，整机的 喘振流量增大，堵塞流量减小。 b. 多级串联工作与单级工作相比，整机性 能曲线的形状变陡，稳定工况范围变窄。 c. 串联的级数越多，整机的性能曲线就越 陡，稳定工况范围也就越窄。 当级间带有中间冷却时，以上的现象会更 加明显。
喘振点qs
设计点qd
堵塞点qc
a. 设计时尽可能使压缩机有较宽 的稳定工作区域。设计点远离 喘振点。
a. 喘振会使转子和定子经受交变应力而断裂。 b. 喘振会使级间压力失常而引起强烈振动， 导致密封及推力轴承的损坏。 c. 喘振会使运动元件和静止元件相碰，造成 严重事故。
b. 防喘放空或防喘回流。
c. 转动进口导叶、转动扩压器叶 片或者调速等调节方法。
2.பைடு நூலகம்喘振的定义
在离心压缩机的流道中，由于工况改变，流量显著减小，形成突变失速，此时的流 动情况会大大恶化。这时叶轮虽仍在旋转，对气体作功，但却不能提高气体的压力， 于是压缩机出口压力显著下降。这时可能出现管网中压力反大于压缩机出口处压力 的情况，因而管网中的气体就向压缩机倒流，一直到管网中的压力下降至低于压缩 机出口压力为止。这时倒流停止，气流又在叶轮作用下正向流动，压缩机又开始向 管网供气。但当管网压力回升到原有水平时，压缩机正常排气又受到阻碍，流量又 下降，系统中的气体又产生倒流。如此周而复始，在整个系统中发生了周期性的轴 向低频大振幅的气流振荡现象，这种现象称之为压缩机的“喘振”。
第 五 章 离心压缩机的性能曲线
一. 特性曲线
二. 喘振
三. 稳定工作区
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一. 特性曲线
1. 级的能量损失
在离心压缩机的流道中，气流流动的现象非常复杂。其能量损失基本上包括流动损 失、轮阻损失和漏气损失三部分。而流动损失又包括了摩擦损失、分离损失、二次 流损失和尾迹损失四部分。
2. 级的性能曲线
离心压缩机级在不同流量时的级压比ε（或者排压）、级效率 η 、功率P与进口流量qv的关系曲线称为级的性能曲线。 右图为一定转速下某模型级的性能曲线，由图可以看出： a. 在一定的进口气体状态或者转速下，增大流量，级的压 比将下降。反之，则上升。 b. 离心压缩机的级效率存在一个最大值，通常取这个最大 效率点作为设计点。当进口流量偏离设计点时，级效率 都会因为级内的损失增大而下降。 c. 喘振工况和堵塞工况之间的区域为稳定工作区。稳定工 作范围的大小也是衡量级性能的一个重要指标。
三. 稳定工作区
通常离心压缩机的设计点是机组的最高效率点，机组大部分时间应当在此点运行。但是 其运行点不可能始终保持在这一点上不变。在实际运行时，随着管网用气状态的变化， 离心压缩机的运行点也会随之发生移动。如下图所示。 a. 当进气流量减小时，随着离心压缩机内能量 损失的增大，机组的效率会逐渐下降。若进 气流量继续减小，将导致喘振的发生。喘振 的危害是十分严重的，离心压缩机不允许在 喘振工况下工作。 b. 当进气流量增大时，离心压缩机内的能量损 失也会增大，机组的效率也会逐渐下降。此 时，叶轮对气体所作的功全部用来克服能量 损失，这时级中压力无法升高。或者流量增 大到某值后，流道某处达到了声速，因激波 损失而无法使气体升压。这时级达到堵塞工 况。 喘振工况和堵塞工况之间的区域称为稳定工 作区。通常用调节率来表示稳定工作区： 调节率 = ( qd – qs ) / qd × 100%