1.1 MVR蒸發(fā)器離心壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu)與特點(diǎn);闡述其基本工作原理，揭示流動(dòng)規(guī)律如能量轉(zhuǎn)換、各種能量損失、氣動(dòng)熱力參數(shù)的變化和功率及效率等，介紹實(shí)際混合氣體的處理方法，簡(jiǎn)述三元流葉輪的應(yīng)用。

　　離心壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

　　1.1 離心壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu)mvr蒸汽壓縮機(jī)

　　通過能量轉(zhuǎn)換，使氣體壓力提高的機(jī)器稱為壓縮機(jī)，而用旋轉(zhuǎn)葉輪實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，使氣體主要沿徑向離心方向流動(dòng)從而提高壓力的機(jī)器成為離心壓縮機(jī)。離心壓縮機(jī)出口的氣體壓力在200KPa以上，以區(qū)別出口壓力低的離心通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)。

　　離心壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu)之一。它是由沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的中低壓水平剖分式MCL系列離心壓縮機(jī)典型結(jié)構(gòu)的實(shí)物部分剖視圖。該系列壓縮機(jī)可輸送空氣及無腐蝕性的各種工業(yè)氣體，可用于化肥、乙烯、煉油等化工裝置及冶金、制氧、制藥、長(zhǎng)距離氣體增壓輸送等裝置。圖中表示氣體由吸入室1進(jìn)入，經(jīng)過軸2帶動(dòng)葉輪3旋轉(zhuǎn)對(duì)氣體做功，使氣體壓力、速度、溫度提高，然后經(jīng)固定部件4使氣體速度降低壓力提高，并經(jīng)導(dǎo)向使氣流流入下一級(jí)葉輪繼續(xù)壓縮。

　　典型結(jié)構(gòu)

　　MVR蒸發(fā)器級(jí)是離心壓縮機(jī)使氣體增壓的基本單元，如圖3—2所示.級(jí)分三種型式即首級(jí)、中間級(jí)和末級(jí)。圖中(a)為中間級(jí)，它由葉輪(1)、擴(kuò)壓器(2)、彎道(3)、回流器(4)組成。(b)為首級(jí)，它由吸氣管和中間級(jí)組成。(c)為末級(jí)，它由葉輪(1)、擴(kuò)壓器(2)、排氣蝸室(5)組成。其中除葉輪隨軸旋轉(zhuǎn)外，擴(kuò)壓器、彎道、回流器及排氣蝸室等均屬固定部件。

　　為簡(jiǎn)化研究，通常只著重分析與計(jì)算幾個(gè)特征截面上的氣流參數(shù)。這些特征截面在固3—2中分別表示為in——吸氣管進(jìn)口截面，也即首級(jí)進(jìn)口截面或整個(gè)壓縮機(jī)的進(jìn)口截面;0——葉輪進(jìn)口截面，也也即回流器進(jìn)口截面;6——凹流器出口截面;0’——本級(jí)出口截面，也即下一級(jí)的進(jìn)口截面;7——排氣蝸室進(jìn)口截面;out——排氣蝸室出口截面，也即末級(jí)出口截面或段出口截面，或整個(gè)壓縮機(jī)出口截面。

　　速度，由牽連速度 、相對(duì)速度 的矢量之和絕對(duì)速度 構(gòu)成了速度三角形，其中 。 是葉輪旋轉(zhuǎn)的角速度， 是葉輪出口至軸心的半徑， 是站在旋轉(zhuǎn)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(jī)的工作原理時(shí)，常常會(huì)用到葉輪進(jìn)、出口處的速度三角形。

　　1.2 mvr離心式蒸汽壓縮機(jī) 離心壓縮機(jī)的基本工作原理

　　離心壓縮機(jī)的特點(diǎn)

　　如果將離心壓縮機(jī)和往復(fù)活塞壓縮機(jī)相比較，則可顯示出離心壓縮機(jī)具有以下特點(diǎn)。

　　(1)優(yōu)點(diǎn)

　　① 流量大。由于活塞壓縮機(jī)僅能間斷地間斷地進(jìn)氣、排氣，氣缸容積小，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度不能太快，因而排氣量受到很大限制。而氣體流經(jīng)離心壓縮機(jī)是連續(xù)的，其流通截面積較大，且因葉輪轉(zhuǎn)速很高，故氣流速度很大，因而流量很大(有的離心壓縮機(jī)進(jìn)氣量可達(dá)6000 m3/min以上)。這樣可使與輸氣量有關(guān)的產(chǎn)品產(chǎn)量大大提高。

　　②轉(zhuǎn)速高。活塞壓縮機(jī)的活塞、連桿和曲軸等運(yùn)動(dòng)部件，必須實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)與往復(fù)運(yùn)動(dòng)的變換，慣性力較大、活塞和進(jìn)、排氣閥時(shí)動(dòng)時(shí)停，有的運(yùn)動(dòng)件與靜止件直接接觸產(chǎn)生摩擦 ，因而高轉(zhuǎn)速受到很多限制;而離心壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子[軸和由軸帶動(dòng)一起旋轉(zhuǎn)的所有零部件(如葉輪、推力盤、平衡盤等)的總稱為轉(zhuǎn)子]只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，幾乎無不平衡質(zhì)量，轉(zhuǎn)功慣量較小，運(yùn)動(dòng)件與靜止件保持一定的間隙，因而轉(zhuǎn)速可以提高。一般離心壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速為5000≤n≤20000 r/min，由于轉(zhuǎn)速高，適用工業(yè)汽輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，既可簡(jiǎn)化設(shè)備，又能利用化工廠的熱量，可大大減少外供能源，還便于實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。

　　③結(jié)構(gòu)緊湊。機(jī)組重量與占地面積比用同一流量的活塞壓縮機(jī)小得多。

　　④運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、維修費(fèi)用低。活塞壓縮機(jī)由于活塞環(huán)，進(jìn)、排氣閥易磨損等原因，常需停機(jī)檢修;而離心壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，一般可連續(xù)1-3年不需停機(jī)檢修，亦可不用備機(jī)，故運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，維修簡(jiǎn)單，操作費(fèi)用低。

　　(2)缺點(diǎn)

　　①單級(jí)壓力比不高，高壓力比所需的級(jí)數(shù)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(jī)。

　　②由于轉(zhuǎn)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(jī)的優(yōu)點(diǎn)顯著，特別適合于大流量。臣多級(jí)、多缸串聯(lián)后最大工作壓力可達(dá)到70MPa，故現(xiàn)代的大型化肥、乙烯、煉油、冶金、制氧、制藥等生產(chǎn)裝置中大都采用了離心壓縮機(jī)。

　　綜上所述，表明了離心壓縮機(jī)作為一種高速旋轉(zhuǎn)機(jī)器，對(duì)材料、制造與裝配均有較高的要求，因而這種機(jī)器的造價(jià)是較高的，有的離心壓縮機(jī)一臺(tái)造價(jià)達(dá)數(shù)百萬甚至上千萬元之多。當(dāng)然應(yīng)用離心壓縮機(jī)參與生產(chǎn)過程將會(huì)生產(chǎn)出大量的工業(yè)產(chǎn)品，它所創(chuàng)造的價(jià)值也是十分可觀的。

　　1.2mvr蒸汽壓縮機(jī) 離心壓縮機(jī)的基本工作原理

　　這里應(yīng)用流體力學(xué)和熱力學(xué)的基本知識(shí)，通過介紹連續(xù)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(jī)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)之之間的相互關(guān)系，以計(jì)算氣流在機(jī)器中流過多少流量，獲得多少能量，提高多少壓力。

　　多級(jí)壓縮機(jī)

　　這里著重說明采用多級(jí)的必要性和采用中間冷卻的必要性。為使及其結(jié)構(gòu)緊湊減少制造成本，提出盡可能減少級(jí)數(shù)的思路和方法。

　　3.1.4.1采用多級(jí)串聯(lián)和多缸串連的必要性

　　離心壓縮機(jī)的壓力比一般在3以上，有的高達(dá)150，甚至更高。前面曾指出離心壓縮機(jī)的單級(jí)壓力比，較活塞式的低，如常用的閉式后彎葉輪的單級(jí)壓縮空氣的級(jí)壓比僅為1.2-1.5，所以一般離心壓縮機(jī)多為多級(jí)串聯(lián)式的結(jié)構(gòu)，如圖3—l所示。考慮到結(jié)構(gòu)的緊湊性與機(jī)器的安全可靠性，一般主軸不能過長(zhǎng)，故通常轉(zhuǎn)子上最多裝9個(gè)葉輪，即一臺(tái)機(jī)器最多為9級(jí)壓縮機(jī)。對(duì)于要求高增壓比或輸送輕氣體的機(jī)器需要兩缸或多缸離心壓縮機(jī)串聯(lián)起來形成機(jī)組。

　　實(shí)際氣體

　　許多過程生產(chǎn)尤其石油化工生產(chǎn)，所使用的氣體介質(zhì)種類很多，且多為實(shí)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(chǎn)生較大的偏差，使選用的壓縮機(jī)達(dá)不到應(yīng)有的排氣壓力或者與原動(dòng)機(jī)不匹配等。故有必要對(duì)實(shí)際氣體的應(yīng)用作一專門的介紹。該段簡(jiǎn)要介紹實(shí)際氣體壓縮性系數(shù)的計(jì)算方法，多組分氣體的混合法則，實(shí)際氣體的過程指數(shù)與壓縮功。

　　三元葉輪的應(yīng)用

　　現(xiàn)代工業(yè)對(duì)擴(kuò)大產(chǎn)量、節(jié)省能耗的要求越來越高，希望離心壓縮機(jī)能進(jìn)一步增大流量、提高效率，并盡可能的提高單級(jí)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(duì)寬度 將超過0.065達(dá)到0.1

　　甚至更大，致使葉輪中的氣流參數(shù)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(dòng)參數(shù)均相同，僅主流方向上有氣流參數(shù)變化的一元流動(dòng)假設(shè)進(jìn)行葉片只彎不扭的常規(guī)葉輪設(shè)計(jì)已經(jīng)不適用，而必須按三元流動(dòng)理論設(shè)計(jì)出葉片既彎又扭的三元葉輪，才能適應(yīng)氣流參數(shù)(如速度、壓力等)在葉道各個(gè)空間點(diǎn)上的不同，并使其既能滿足大流量、高的級(jí)壓力比，又具有高的效率

　　和較寬的變工況范圍。因此應(yīng)用三元流動(dòng)理論設(shè)計(jì)三元葉輪是十分必要的。由于三元流動(dòng)理論內(nèi)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(xiàn)[2]中的第七章和參考文獻(xiàn)[6]。

　　顯然按三元流動(dòng)理論所設(shè)計(jì)制造出的三元葉輪比常規(guī)葉輪更加符合葉道中的實(shí)際流動(dòng)情況，其級(jí)的多變效率 則可達(dá)80%一86%，其變工況的工作范圍也較寬，因而在離心壓縮機(jī)產(chǎn)品中已被推廣應(yīng)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(yīng)用三元流動(dòng)理論設(shè)計(jì)三元葉輪是十分必要的。由于三元流動(dòng)理論內(nèi)容較深，公式較多，。 顯然按三元流動(dòng)理論所設(shè)計(jì)制造出的三元葉輪比常規(guī)葉輪更加符合葉道中的實(shí)際流動(dòng)情況，其級(jí)的多變效率 則可達(dá)80%一86%，其變工況的工作范圍也較寬，因而在離心壓縮機(jī)產(chǎn)品中已被推廣應(yīng)用。其至在流量不太大，葉輪不太寬的情況下也被采用了。