压缩机基本方程.doc

压缩机站基本方程一、离心式压缩机的特性曲线所谓离心式压缩机的特性曲线是指压缩机的压缩比 £、效率n n(称多变功率系数)、功率/ V(又称内功率)、压头H与流量Q和转速n的关系曲线，见图I —1 和图1—2从图中可以看出，当压缩机转速不变时，压缩比随流量增加而减小；功率随 流量的增大而增大；压头随流量增加而减小；对于效率，在某一流量下有一最高 值，大于或小于该流量时，效率都要降低特性曲线也可由一定数学关系式来描述& =fi(Q, n) (1 — 1)n n=f2(Q, n) (1 — 2)N=f 3(Q, n) (1 — 3)H=f4(Q, n) (1 — 4)为了使离心式压缩机的特性关系适用于不同成分的天然气，在国外通常将其 换算成为所选定条件下的特性关系，称对比特性，这就是VXt wo woQ.n'/vun碌5«厂・4<*哼"坐® 1 - 1 1 KJ. HUE 型离心'式l-f - Q H喑比 < 打施址“妁关眾池牝；Lq ■ Q 魅申y S藏城0冊瓷系刑纯；.1-,\ - p山购供、1：貳岫0时瓷乐曲线(1 - 10)式中：Q 对比流量， m/min ;Q 压缩机进口气体流量， m/min ;no 压缩机额定转速，r/mi n ;n 压缩机实际转速，r/mi n――压缩机对比相对转速;3P i 压缩机进口状态下气体密度， kg/m ;3kW/(kg/m );0.5 ①甜 仏加 1 1-16 1-39ffil - 1 - 2离心式压鋼机的压头〜匾■曲裟Zo――对比条件下，气体进口状态下压缩系数;To――对比条件下，气体进口温度， K;R)――对比条件下气体常数，J/(kg • K);乙——实际气体进口压缩系数；Ti――实际气体进口温度，K;R――实际气体常数，J(kg • K)。

利用上述关系式和对比特性曲线，可计算压缩机的工况计算步骤如下：(1)根据实际气体参数和公式(1 — 8)、(1 — 9)，求出入口条件下的对比流量 Q和对比相对转速(2)按所求得的Q和(3) 按Q在对比特性曲线上可查得 值，按公式(1 —10)可算出压缩机的内功率 N,然后加上机械损失所消耗的功率，就可得到轴功率N=N+NA式中Na――机械损失所消耗的功率，如用燃气乾驱动压缩机，则 N=100kW如用电动机驱动，则 NA=150kW(4) 由Q,可查得压缩机的多变效率 n用对比特性曲线计算实际工况时，须注意以下两点：(1) 注意离心式压缩机的喘振区域， Q必须比喘振大10%;(2) 必须注意原动机的特性，尤其在使用燃气轮机的情况下，它所能提供给压缩机的功率范围是很有限的，实际计算时，要按计算结果换算燃气轮机在此工况 下能否提供所需功率二、压缩机(站)特性方程压缩机特性也可用解析式来表示，一般用多项式来表示1 .恒定转速下的特性方程压缩比£与流量Q的关系2 2 3£ =a1+b1Q+GQ+d1Q (1-11)压头H与流量Q的关系23H=a2+b2Q+c2Q2+d2Q3 (1 —12)效率n与流量Q的关系23n =a3+b3Q+c3Q +d3Q (1 — 13)功率N与流量Q的关系23N=a4+b4Q+c4Q+d4Q (1 — 14)2．变转速下的特性方程ora仁刪 (1-20)血讪Ma ，d)式中N ――有效功率，kW；M-—气体质量流量，kg/s;NS――轴功率，kW；n m 机械效率；NA――辅助功率，kW根据(1 —16)式、(1 —19)式，就可以计算所需的功率 N (1 —11)或〜(1 —19)式中Q为入口状态下流量，系数 a、b、c、d可根据最小二乘法回归确定。

3.恒转速下离心式压缩机简化特性方程在分析输气管道工况时常常用到压缩比方程在实际过程中，为了方便，将压缩比方程简化为二常数方程，即：(1-23)M山)丸U・24)丸t人(1・22)丸鲁f ■卩也训(1-24)(1-25)0-26)式中 P 2 压缩机的出口压力；P――压缩机的入口压力：Q、Ti, Zi――分别为吸入条件下的流量、温度和气体压缩系数；Q Po, To――分别为标准状况下的流量、压力和温度；a、bo――是由试验或回归后获得的系数，它们与天然气的组成、压缩机 入口的气体温度 Ti和转速n有关对于多能或多台压缩机串联组成的压缩机站，其总的压缩比方程可由前述简 单压缩比方程换算得到现以两级压缩机串联为例，说明换算的方法对弟一台压缩机- Ooi V]2 >式中的Q为第一台压缩机的出口流量，也即第二台压缩机的进口流量设 Z为常数，则:P?卩!=人唁=£1毗世融人公如20对比公丸1/利1皿朋0 :坯旳式中m 多变指数;串联后机组的压缩比4 •往复式压缩机(站)的特性方程对于往复式压缩机；有如下的经验特性方程-刻的关系曲线求得则公式(1 — 28)可变式中a，b――系数，可由吸入条件下的流量 Q与压缩比&如把吸入条件下的体积流量 Q换算为标准状态下的流量， 为类似于离心式压缩机特性方程的形式。

因11 % 1(1*3)。