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1、离心式压缩机的性能测试与计算谢进祥/中石化股份公司茂名分公司机动部摘要:介绍了离心式压缩机的性能测试与流量、压力、内功率的计算过程,并作出了评价。关键词:离心式压缩机性能测试计算中图分类号:TH452文献标识码:B文章编号:1006-8155(2006)02-0006-04PerformanceTestandCalculationofCentrifugalCompressorAbstract:Thisarticleintroducestheperformancetestandthecalculationpr
2、ocedureofflow,pressureandinnerpowerofcentrifugalcompressor.Keywords:CentrifugalcompressorPerformancetestcalculation设计参数和技术要求见表1。表1新的401/2机组的设计参数和技术要求1引言某炼油厂一催化装置401/2压缩机组于1975年安装投用。该机组的蒸汽透平机是从旧船上拆下来的背压双冲动级的透平机,经过20多年的运行,早已超过设计寿命。喷嘴和动叶栅磨损严重,绝热效率已下降到45%。该透平机
3、已不能再将压缩机驱动到额定转速,压缩机风量和出口压力也不能满足装置的正常生产需要。鉴于这种情况,决定对该机组进行更新改造。新机组由离心式压缩机、齿轮箱和电动机组成。离心式压缩机由某鼓风机厂设计制造,齿轮箱由南京高速齿轮箱厂制造,电动机由上海电机厂制造。压缩机的性能试验3根据技术协议规定,新的离心式压缩机组采用三元流叶轮设计,在制造厂试验台现场记录的试验数据见表2。制造厂试验台现场提供的压缩机出口管道管径D=500mm,出口端流量测量孔板直径d=390mm,孔板流量系数a=0.746,膨胀系数ε=0.987。
4、2新机组的设计参数和技术要求新的401/2机组投用后,单独供风便能满足一催化装置的正常生产需要。新的401/2机组的收稿日期:2005-12-23茂名市525011—6—主风机级数4级(按三元流叶轮设计)转速5500r/min多变效率83%流量调节进口蝶阀设计寿命200000h年平均(工况2)最热月平均值(设计点)最冷月平均值(工况1)进口压力/MPa(绝)0.0960.0960.096进口温度/℃2330.715.6相对湿度/%82.48477流量Nm3/min(湿基)]—设计点1150最大值1250出口
5、压力/MPa(绝)0.32轴功率/kW4150额定功率/kW5000离心式压缩机的性能测试与计算表2新的401/2离心式压缩机性能测试数据(8)计算压缩机出口空气质量流量4压缩机各试验点计算结果根据表2各测试点的测量数据,利用相关公πqm=αεd2602ρkΔp4=1505.1kg/min(9)压缩机进口质量流量与出口质量流量之间的关系压缩机进口质量流量qm1应等于出口质量流量qm2及机外泄质量流量qmx之和,即qm1=qm2+qmx。但qmx数值与qm2数值相比极小,故可认为qmx≈0。所以qm1=qm2
6、=qm=1505.1kg/min。(10)计算压缩机空气进口密度式计算出新的401/2离心式压缩机的空气进口流量、内功率、多变效率等。4.1第4试验点,即设计点的空气进口流量、内功率及多变效率计算查表可知:水蒸气气体常数Rw=461.6J/kg·K;空气气体常数Rd=287.04J/kg·K;压缩机进口温度下水蒸气的饱和压力psat=3778Pa(28.31℃);空气绝热指数k=1.4;压缩机进、出口压缩性系数Z1≈1,Z2≈1;空气分子量M=28.97。(1)计算多变指数p1=1.09326kg/m3ρ1
7、=RT1Z1(11)计算压缩机空气进口容积流量1m==1.5540qm1q==1376.7m3/minlg(T2/T1)1-v1p1lg(p2/p1)(12)计算空气标准密度ρN=28/22.4=1.2933kg/m3(2)计算多变效率m(k-1)ηp=(m-1)k=80.14%()13计算空气标准容积流量(3)计算湿空气含水蒸气分量qm3qvN=ρ=1164Nm/minφpsNx=0.622×=0.020023pb-φps(14)每千克湿空气压缩机耗功(4)计算湿空气气体常数p2mm-1wp=m-1RT1
8、Z1()p-1mxRw+Rd1R==290.47J/kg·K1+x=128112.34J/kg(15)压缩机内功率P=wpqm/ηp=4020.1kW第4测试点计算结果见表3。4.2其他测试点的空气进口流量、内功率、多变效率计算同样,按上述公式和方法可计算出其它测试点的空气进口流量、内功率、多变效率等。其计算结果列于表3中。(5)计算出口压力p2=0.3107MPa(6)计算压力比p2rp=p1=3.247(7)
