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2024/11/25 10:19:22如何读懂离心式压缩机性能曲线
熟悉离心式压缩机性能曲线。现在让我们来看性能曲线
离心式压缩机性能三个重要曲线:
压力(或某些情况下的多变头)与流量曲线
额定功率与流量曲线
效率与流量曲线
压力与流量曲线
在这条曲线中,压力显示在纵轴,流量显示在横轴。与喘振点对应的流量和压力分别称为喘振流量和喘振压力
当流量增加(参见下图性能曲线),压力会持续下降,直到达到最大流量点(曲线右侧),称为“失速点”。失速点表示离心压缩机的最大工作范围。
流量和压力是相互关联的,一个参数的变化会导致另一个参数的变化。
额定功率与流量曲线
在这条曲线中,额定功率显示在纵轴,流量显示在横轴(参见下图性能曲线)。正如我们从曲线中看到的,额定功率并不是从零开始的,曲线中显示的最小功率是为了克服摩擦损失和离心压缩机惯性
根据压缩机的额定流量,可以从此曲线中得出额定功率。
效率与流量曲线
正如我们从性能曲线中看到的,随着流量的增加,效率曲线逐渐上升。但在某一点上,曲线达到最大值然后开始下降。这个最大点被称为最佳效率点(BEP)。在实际操作中,我们始终倾向于将离心压缩机运行在最佳效率点(BEP),尽管实际上很难匹配所需的运行点与压缩机的BEP。
如果离心压缩机运行在接近BEP的状态,不仅能获得更高的效率,还能减少压缩机的振动
如何读取离心压缩机性能曲线?
以一个离心式压缩机为例,其所需运行点如下:
额定流量:66000 kg/hr
吸入压力:10 bar
排出压力:65 bar
差压:55 bar
运行点
红色标记表示离心压缩机的运行点。与运行点对应的流量称为“运行流量”,对应的排出压力称为“运行排出压力”。在我们的例子中,运行流量为66000 kg/hr,排出压力为65 bar。
有时压缩机制造商会提供多变头或差压而不是排出压力。
转速
正如我们从性能曲线中看到的,不同转速下的流量与排出压力曲线会发生变化。(即对于压缩机的不同转速,流量与排出压力的关系曲线也会相应变化。)
在曲线中,点(1)表示曲线的100%转速(也称额定转速),点(1A)表示压缩机的最大连续转速。在本例中,最大转速为额定转速的105%。
失速点
离心压缩机所能达到的最大流量称为失速点(2)。低于此点时,压缩机气动不稳定。
喘振
喘振点是指离心压缩机的最小流量,低于此点会出现瞬时转子反转。参见性能曲线中表示喘振的点(3)
为避免压缩机喘振,压缩机系统中安装了防喘振系统。根据曲线,防喘振线表示为(点3A)。通常,防喘振线比喘振流量高10%。
在工艺压缩机中,压缩机以不同工况运行。需要防止压缩机运行到左侧喘振线区域。如果压缩机在此区域运行,可能会导致灾难性故障
效率
离心压缩机的运行流量与效率曲线相交,对应的纵轴上的效率值称为“压缩机运行效率”。此点在曲线中表示为点(4)
从效率曲线中可以看到,曲线先上升达到最大值,然后随着流量增加开始下降。
效率曲线中的最大点称为“最佳效率点(BEP)”,在曲线中表示为点(4A)
额定功率
额定功率是指压缩机在额定流量下以额定排出压力运行所需的功率
根据曲线,离心压缩机的运行流量与额定功率曲线相交,对应的纵轴上的功率值称为“压缩机额定功率”。此点在曲线中表示为点(5)
在当前示例中,额定功率为3000 kW。
在额定功率曲线中的“曲线末端功率”表示为点(5A)。根据所需的额定功率选择电机的功率(千瓦或马力)
如果压缩机由汽轮机驱动,则汽轮机的功率应为整个压缩机系统最大功率需求的110%
调节范围
调节范围是指在额定吸入温度和气体成分下,额定流量和喘振点流量之间的容量变化百分比(以额定压头计算)。参见下图了解调节范围的表示方法