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mvr離心式蒸汽壓縮機運行特點及原理

四川宇達能源科技有限公司      http://www.anosognosiac.com/    發布時間:2015年8月13日   來源:
    1.1 MVR蒸發器離心壓縮機的典型結構與特點;闡述其基本工作原理,揭示流動規律如能量轉換、各種能量損失、氣動熱力參數的變化和功率及效率等,介紹實際混合氣體的處理方法,簡述三元流葉輪的應用。
  離心壓縮機的典型結構與特點
  1.1 離心壓縮機的典型結構mvr蒸汽壓縮機
  通過能量轉換,使氣體壓力提高的機器稱為壓縮機,而用旋轉葉輪實現能量轉換,使氣體主要沿徑向離心方向流動從而提高壓力的機器成為離心壓縮機。離心壓縮機出口的氣體壓力在200KPa以上,以區別出口壓力低的離心通風機和鼓風機。
  離心壓縮機的典型結構之一。它是由沈陽鼓風機廠生產的中低壓水平剖分式MCL系列離心壓縮機典型結構的實物部分剖視圖。該系列壓縮機可輸送空氣及無腐蝕性的各種工業氣體,可用于化肥、乙烯、煉油等化工裝置及冶金、制氧、制藥、長距離氣體增壓輸送等裝置。圖中表示氣體由吸入室1進入,經過軸2帶動葉輪3旋轉對氣體做功,使氣體壓力、速度、溫度提高,然后經固定部件4使氣體速度降低壓力提高,并經導向使氣流流入下一級葉輪繼續壓縮。
  典型結構
  MVR蒸發器級是離心壓縮機使氣體增壓的基本單元,如圖3—2所示.級分三種型式即首級、中間級和末級。圖中(a)為中間級,它由葉輪(1)、擴壓器(2)、彎道(3)、回流器(4)組成。(b)為首級,它由吸氣管和中間級組成。(c)為末級,它由葉輪(1)、擴壓器(2)、排氣蝸室(5)組成。其中除葉輪隨軸旋轉外,擴壓器、彎道、回流器及排氣蝸室等均屬固定部件。
  為簡化研究,通常只著重分析與計算幾個特征截面上的氣流參數。這些特征截面在固3—2中分別表示為in——吸氣管進口截面,也即首級進口截面或整個壓縮機的進口截面;0——葉輪進口截面,也也即回流器進口截面;6——凹流器出口截面;0’——本級出口截面,也即下一級的進口截面;7——排氣蝸室進口截面;out——排氣蝸室出口截面,也即末級出口截面或段出口截面,或整個壓縮機出口截面。
  速度,由牽連速度 、相對速度 的矢量之和絕對速度 構成了速度三角形,其中 。 是葉輪旋轉的角速度, 是葉輪出口至軸心的半徑, 是站在旋轉葉輪上所觀察到的葉輪出口處的氣流速度, 是站在地面所觀察到的葉輪出口處的氣流速度。在后面討論離心壓縮機的工作原理時,常常會用到葉輪進、出口處的速度三角形。
  1.2 mvr離心式蒸汽壓縮機 離心壓縮機的基本工作原理
  離心壓縮機的特點
  如果將離心壓縮機和往復活塞壓縮機相比較,則可顯示出離心壓縮機具有以下特點。
  (1)優點
 ?、?流量大。由于活塞壓縮機僅能間斷地間斷地進氣、排氣,氣缸容積小,活塞往復運動的速度不能太快,因而排氣量受到很大限制。而氣體流經離心壓縮機是連續的,其流通截面積較大,且因葉輪轉速很高,故氣流速度很大,因而流量很大(有的離心壓縮機進氣量可達6000 m3/min以上)。這樣可使與輸氣量有關的產品產量大大提高。
 ?、谵D速高?;钊麎嚎s機的活塞、連桿和曲軸等運動部件,必須實現旋轉與往復運動的變換,慣性力較大、活塞和進、排氣閥時動時停,有的運動件與靜止件直接接觸產生摩擦 ,因而高轉速受到很多限制;而離心壓縮機轉子[軸和由軸帶動一起旋轉的所有零部件(如葉輪、推力盤、平衡盤等)的總稱為轉子]只作旋轉運動,幾乎無不平衡質量,轉功慣量較小,運動件與靜止件保持一定的間隙,因而轉速可以提高。一般離心壓縮機的轉速為5000≤n≤20000 r/min,由于轉速高,適用工業汽輪機直接驅動,既可簡化設備,又能利用化工廠的熱量,可大大減少外供能源,還便于實現壓縮機的變轉速調節。
 ?、劢Y構緊湊。機組重量與占地面積比用同一流量的活塞壓縮機小得多。
 ?、苓\轉可靠、維修費用低?;钊麎嚎s機由于活塞環,進、排氣閥易磨損等原因,常需停機檢修;而離心壓縮機運轉平穩,一般可連續1-3年不需停機檢修,亦可不用備機,故運轉可靠,維修簡單,操作費用低。
  (2)缺點
 ?、賳渭墘毫Ρ炔桓?,高壓力比所需的級數比活塞式的多。所以目前排氣壓力在70 MPa以上的,只能使用活塞壓縮機。
 ?、谟捎谵D速高,流通截面積較大,故不能適用于太小的流量。
  由于離心壓縮機的優點顯著,特別適合于大流量。臣多級、多缸串聯后最大工作壓力可達到70MPa,故現代的大型化肥、乙烯、煉油、冶金、制氧、制藥等生產裝置中大都采用了離心壓縮機。
  綜上所述,表明了離心壓縮機作為一種高速旋轉機器,對材料、制造與裝配均有較高的要求,因而這種機器的造價是較高的,有的離心壓縮機一臺造價達數百萬甚至上千萬元之多。當然應用離心壓縮機參與生產過程將會生產出大量的工業產品,它所創造的價值也是十分可觀的。
  1.2mvr蒸汽壓縮機 離心壓縮機的基本工作原理
  這里應用流體力學和熱力學的基本知識,通過介紹連續方程、歐拉方程、能量方程、伯努利方程、熱力過程方程和壓縮功等基本方程來揭示氣流在機器內部結構參數之之間的相互關系,以計算氣流在機器中流過多少流量,獲得多少能量,提高多少壓力。
  多級壓縮機
  這里著重說明采用多級的必要性和采用中間冷卻的必要性。為使及其結構緊湊減少制造成本,提出盡可能減少級數的思路和方法。
  3.1.4.1采用多級串聯和多缸串連的必要性
  離心壓縮機的壓力比一般在3以上,有的高達150,甚至更高。前面曾指出離心壓縮機的單級壓力比,較活塞式的低,如常用的閉式后彎葉輪的單級壓縮空氣的級壓比僅為1.2-1.5,所以一般離心壓縮機多為多級串聯式的結構,如圖3—l所示??紤]到結構的緊湊性與機器的安全可靠性,一般主軸不能過長,故通常轉子上最多裝9個葉輪,即一臺機器最多為9級壓縮機。對于要求高增壓比或輸送輕氣體的機器需要兩缸或多缸離心壓縮機串聯起來形成機組。
  實際氣體
  許多過程生產尤其石油化工生產,所使用的氣體介質種類很多,且多為實際氣體。如仍舊用理想氣體處理,即使在選型的方案估算中,也有可能產生較大的偏差,使選用的壓縮機達不到應有的排氣壓力或者與原動機不匹配等。故有必要對實際氣體的應用作一專門的介紹。該段簡要介紹實際氣體壓縮性系數的計算方法,多組分氣體的混合法則,實際氣體的過程指數與壓縮功。
  三元葉輪的應用
  現代工業對擴大產量、節省能耗的要求越來越高,希望離心壓縮機能進一步增大流量、提高效率,并盡可能的提高單級壓力比,具有較寬的變工況范圍。由于流量增大,葉輪出口的相對寬度 將超過0.065達到0.1
  甚至更大,致使葉輪中的氣流參數原來的不均勻性更加顯著。這樣,再按前述的通流截面上氣動參數均相同,僅主流方向上有氣流參數變化的一元流動假設進行葉片只彎不扭的常規葉輪設計已經不適用,而必須按三元流動理論設計出葉片既彎又扭的三元葉輪,才能適應氣流參數(如速度、壓力等)在葉道各個空間點上的不同,并使其既能滿足大流量、高的級壓力比,又具有高的效率
  和較寬的變工況范圍。因此應用三元流動理論設計三元葉輪是十分必要的。由于三元流動理論內容較深,公式較多,無法用很少篇幅加以闡述,如有興趣,可閱讀參考文獻[2]中的第七章和參考文獻[6]。
  顯然按三元流動理論所設計制造出的三元葉輪比常規葉輪更加符合葉道中的實際流動情況,其級的多變效率 則可達80%一86%,其變工況的工作范圍也較寬,因而在離心壓縮機產品中已被推廣應用。其至在流量不太大,葉輪不太寬(例如 )的情況下也被采用了。
  和較寬的變工況范圍。因此應用三元流動理論設計三元葉輪是十分必要的。由于三元流動理論內容較深,公式較多,。 顯然按三元流動理論所設計制造出的三元葉輪比常規葉輪更加符合葉道中的實際流動情況,其級的多變效率 則可達80%一86%,其變工況的工作范圍也較寬,因而在離心壓縮機產品中已被推廣應用。其至在流量不太大,葉輪不太寬的情況下也被采用了。
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