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　　该曲线显示了在给定转速下，压缩机的流量随着进气压力或排气压力的变化而变化。

　　在曲线的低压端，压缩机的流量随着压力的增加而增加，但随着压力接近压缩机的额定工作范围，流量将趋于稳定。

　　该曲线显示了在给定流量下，压缩机的效率随着转速或气体比较温度的变化而变化。

　　在曲线的高流量端，压缩机的效率较低，因为工作时需要更多的能量来压缩气体。

　　该曲线显示了在给定流量下，压缩机的功率随着转速或气体比较温度的变化而变化。

　　这意味着在设计和选型时要确保压缩机在其最佳效率点操作，以提高能源利用率和减少能耗。

　　清洁滤网，定期更换润滑油和检查叶轮磨损等措施可以确保离心压缩机在其设计寿命内保持高效运行。

　　总之，离心压缩机的性能曲线描述了其在不同工作条件下的流量、效率和功率变化。

　　了解和正确使用这些曲线对于优化压缩机的性能效率非常重要，从而实现能耗降低和生产效率的提高。

　　注意注意：：在性能曲线上必须注明在性能曲线上必须注明n n 、Ts Ts、、R （介质）2．曲线与离心泵相似与离心泵相似，，设计点效率最高设计点效率最高。

　　s pol Q −η损失没有完整可靠的计算方法，性能曲线也不能用理论计算得到。对某一定的气体介质在一定对某一定的气体介质在一定n n 下进行测试测试，，得级性能曲线得级性能曲线。3 3 喘振工况喘振工况离心压缩机特性与离心泵相似离心压缩机特性与离心泵相似，，但不能达到但不能达到Qs=0Qs=0Qs=0点点。当Q=Q=Q Q min （Q min ≠0）时离心压缩机产生强烈的振动及噪音无法稳定工作时离心压缩机产生强烈的振动及噪音无法稳定工作，，这种不稳定工况称“喘振工况”，该Q min 称喘振流量称喘振流量。当压缩产生的压头低于系统下游的压力时当压缩产生的压头低于系统下游的压力时，，特性曲线上流量很小上流量很小，，此时要发生喘振此时要发生喘振。

　　其原因其原因：： Q ＞Q 0，i ＜0 0 负冲角负冲角冲非工作面冲非工作面，，工作面分离，不易扩展不易扩展；；Q ＜Q 0，i ＞0 0 正冲角正冲角冲工作面冲工作面，，非工作面分离易扩展分离充满叶道分离充满叶道，，出口出现强烈气流脉动；旋转分离现象分离的速度分离区域分离区域ωω-ω′顺叶轮旋转方向分离的后果分离的后果：：进出口进出口P P 、Q 、C 强烈脉动11~23ωωω≈严重时分离占了大部分或全部叶道性能曲线不连续曲线不连续，，P ↓压缩机与管网系统相连压缩机与管网系统相连。

　　离心压缩机级在不同流量时的级压比ε（或者排压）、级效率 η、功率P与进口流量qv的关系曲线称为级的性能曲线。

　　a. 在一定的进口气体状态或者转速下，增大流量，级的压 比将下降。反之，则上升。

　　根据强烈程度，旋转失速可以分为渐进失速和突变失速。根 据右图可以看出，渐进失速时，性能曲线平滑而连续；而突 变失速时，性能曲线出现跳跃，表现为不连续性。

　　在离心压缩机的流道中，由于工况改变，流量显著减小，形成突变失速，此时的流 动情况会大大恶化。这时叶轮虽仍在旋转，对气体作功，但却不能提高气体的压力， 于是压缩机出口压力显著下降。这时可能出现管网中压力反大于压缩机出口处压力 的情况，因而管网中的气体就向压缩机倒流，一直到管网中的压力下降至低于压缩 机出口压力为止。这时倒流停止，气流又在叶轮作用下正向流动，压缩机又开始向 管网供气。但当管网压力回升到原有水平时，压缩机正常排气又受到阻碍，流量又 下降，系统中的气体又产生倒流。如此周而复始，在整个系统中发生了周期性的轴 向低频大振幅的气流振荡现象，这种现象称之为压缩机的“喘振”。

　　联系电话: ꎬ Ｅ － ｍａｉｌ: ｊｉｎｑｕａｎ＠ ｃｎｔｃｃ ｃｎꎮ

　　摘要 本文介绍离心式压缩机在 ＭＴＯ 装置的作用和工作原理ꎬ 并对压缩机的性能曲线进行分析ꎻ 解释了

　　氯气离心式压缩机性能曲线及调节方式一、氯气离心式压缩机性能曲线.压缩机性能曲线的涵义氯气离心式压缩机的性能曲线又称“特性曲线”（speciality curve）。

　　因为即使在恒定的转速情况下，压缩机的容积流量不可能是个“定值”，这就是“透平式”压缩机与“容积式”压缩机所不同之处。

　　压缩机的容积流量是随着氯气管网中压力（背压或称为管网端压）的不同而改变，也是随着机器效率、功率的变化而改变。

　　为了真实反映机组运行中工况条件变动以后机组性能的变化情况，通常把机组在不同流量流通情况下，机组的排出压力（或压力升高比）、功率和压缩机效率的变化关系用曲线形式直观表现出来，这些曲线就称为机组或“级”的性能曲线。性能曲线的横坐标通常用压缩机的进口容积流量作参数（此举是便于不同机组的等同比较）；而对应的纵坐标则为机组的排气压力（绝对压力）或者压力升高比，这类“特性曲线”称为“压力曲线”。如果纵坐标采用压缩机的轴功率的话，就称为“功率曲线”；也可以是压缩机或者各级的效率，就称为“效率曲线”。

　　有了这样的性能曲线，就可以根据客户的要求，选配相应的压缩机，并且可以选配电动机。在压缩机的运行过程中，可以根据机组在管网的工况条件去分析机组的工作状态，确认其在安全、高效区工作，是否达到压缩机设计工况的运行点。

　　严格防止发生喘振，防止喘振的措施有以下几 条，供参考。 （1）压缩机应备有标明喘振界限的性能曲线。 为安全考虑应在喘振线％的 位置上加一条防喘振警戒线，以提醒操作者的 注意。最好设置测量与显示系统，用屏幕显示 工况点的位置，严加注意工况点接近喘振线

　　离心式压缩机工作原理 离心式压缩机与离心泵在工作原理和结 构形式等方面具有很多相似之处，两者 不同之处是输送气体和液体介质性质的 区别和流速大小的差别。离心式压缩机 高速旋转的叶轮带动气体，获得极高的 速度，进入扩压器时，速度降低，压力 升高，然后将增压后的气体输出机外

　　（5）操作者应了解压缩机的性能曲线， 熟悉各监测系统和控制调节系统的管理 和操作，尽量使压缩机不进入喘振状态。

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　　增加了调节手段和操作的灵活性；适用 输送易燃易爆的气体，即使泄漏也不易 引起事故；蒸汽的来源比较稳定。与其 它原动机相比，汽轮机具有单机功率大、 效率高、运行安全可靠、使用寿命长等 优点。

　　泵与压缩机-第五节离心压缩机的特性曲线第五节离心压缩机的特性曲线一．压缩机级的特性曲线离心压缩机的特性曲线是指进期状态和转速一定时压比，效率，功率随进气流量的变化曲线．▲当n不变时，Ht随Qs增大而呈线性减小。

　　2．η—Qs曲线▲设计点效率最高，当流量大于设计流量Qd是，冲击损失和摩阻损失都增大，自Qd起，随流量增大而效率下降；当流量小于设计流量时，冲击损失急剧增加，内漏其损失及轮阻损失所占比例增大。

　　当流量减小到某值时，离心压缩机就不能稳定工作，气流出现脉动，振动加剧，伴随着吼叫声，这种不稳定工况称为“喘振工况”，这一流量极限Qmin 称为“传真流量”。▲工况改变，流量明显减少，出现明显气流脱离，气体做工大都变为能量损失，压缩机出口压力下降管网压力可能大于压缩机出口压力产生气体倒流现象，直到管网压力恢复至原来水平，压缩机正常排气又受阻，流量又开始下降，系统气体倒流，整个系统发生周期性轴向低频气流振荡现象称为压缩机的喘振。4．阻塞工况：▲在转速不变时，当级中流量加到某个最大值Qmax，压比和效率就会下降，出现阻塞现象。

　　②流量加大，摩擦损失及冲击损失都很大，叶轮对气体做的功全部用来克服流动损失，使级中气体压力得不到提高，压比为1。

　　二．离心压缩机的特性曲线．转速对压缩机特性曲线的影响离心压缩机在不同转速下可以得到不同的特性曲线，当转速增大时，压比增加，ε—Qs曲线向右上方移动。

　　当n增大时，气流马赫数增大，这是流量若偏离设计工况，就会使损失大大增加，曲线变陡，是稳定工况范围变窄。

　　作为现代工业气体压缩设备中最节能的产品——离心式压缩机，其各项性能皆以各种

　　主要部件变化曲线、叶轮叶片出口角变化曲线、进气阀调节变化曲线、进气压力变化曲线、加、卸载变化曲线、常压控制变化曲线

　　气体进入离心压缩机的叶轮，在高速 旋转的叶轮中，气体受到离心力的作 用，使气体的压力和速度得到提高， 从而实现气体的压缩。

　　离心压缩机可用于环保领域的烟气脱硫、脱硝、除尘等处理，以及 污水处理、垃圾焚烧等工艺流程。

　　随着工业技术的不断发展和进步，离心压缩机在未来工业 领域的应用前景十分广阔。

　　离心压缩机作为一种高效、可靠、节能的空气动力装置， 在未来工业领域的应用将更加广泛。例如，在新能源领域， 离心压缩机可用于压缩气体、制造氢气等；在环保领域， 离心压缩机可用于处理工业废气、烟气脱硫等。同时，随 着技术的不断进步和应用需求的不断提高，离心压缩机的 性能和功能也将得到进一步提升和完善。

　　但同时，过高的出口压力可能导 致压缩机效率降低，因为高出口 压力可能导致叶轮出口处的流动 不稳定性增加。

　　第41卷第6期2020年12月化工装备技术59离心压缩机性能研究罗楠张世星2郑天一3(1.浙江恒逸工程管理有限公司2.埃理奥特机械设备维修服务（天津）有限责任公司3.中国石油大庆炼化公司）摘要介绍了离心压缩机性能曲线基本概念，论述了离心压缩机喘振、阻塞(Choke)机理、危害及判断方法，并对离心压缩机喘振影响因素（气体密度、转速、温度、压力、流量等参 数）进行了分析，为离心压缩机安全运行提供技术支持。

　　多极性能曲线：形状与级性能曲线相似，一定转速,一 定进气状态，对一定气体实验得来。

　　所以当第Ⅰ级流量下降到某一定值时， 尽管该级尚未达到该级的喘振流量 QminⅠ，但此时第Ⅱ级的流量QsⅡ 可能 已经达到其喘振流量QminⅡ。 故：两级串联压缩机喘振流量（QⅠⅡ）min〈（QⅠ）min， 性能曲线喘振点右移。

　　n↑、M↑：Qs偏离设计工况时， 损失大大增加，曲线变陡，稳 定工况区变窄。曲线向右上方 移动

　　（2） 、降低单级单吸卧式离心泵的必须汽蚀余量，提高离心泵的抗汽蚀性能。如采用双吸叶 轮（立式双吸泵） 、增大叶轮入口直径、增加叶片入口处宽度等，均可以降低叶轮入口处的 液体流速，而减小汽蚀余量。缺点是会增加泄漏量降低容积效率。 （3） 、采用螺旋诱导叶轮。试验证明，在离心泵叶轮前装螺旋诱导轮可以改善泵的抗汽蚀性 能，而且效果显著。虽然目前带有诱导轮的离心泵存在性能不稳定等缺点，但随着设计、制 造和使用经验的不断积累，诱导轮可能作为提高离心泵抗汽蚀能力的有利措施。 5．简述离心压缩机的单级压缩和多级压缩的性能特点。 答案： 离心压缩机一般都是由若干级串联而成， 多级压缩机的性能曲线与单级压缩机没有本 质区别，所不同的只是多级压缩机的性能曲线显得更陡，稳定工况范围更窄。这是因为多级 压缩机的性能曲线是由各单级的性能曲线“叠加”而成的。 压缩机级中流道中某喉部处气流达到临界状态， 这时气体的容积流量已是最大值， 任凭 压缩机背压再降低，流量也不可能再增加，这种情况称为“阻塞”工况。阻塞流量是最大流 量工况的一种情况，与喘振使得最小流量相对应，在他们之间就是压缩机的工作流量范围。 以两级串联性能曲线为例。两级串联风机，其压比增加，但喘振流量增大、最大流量变 小，因此性能曲线变陡。并且，级数越多，密度变化越大，稳定工况区也就越窄。因此，高 压比的多级离心压缩机更容易发生喘振和堵塞工况，这是离心式压缩机本身存在的缺点。 6．简述离心压缩机的喘振工况和堵塞工况，说明对离心压缩机性能影响较大的特殊工况。 答案：压缩机运行的最小流量处，称为“喘振”工况点；而压缩机运行的最大流量处，称为 “堵塞” ’工况点。喘振与堵塞工况之间的区域称为压缩机的稳定工况区。 所谓的喘振工况就是由于压缩机的运行工况发生了改变， 导致其流量的明显减小， 而出 现严重的气流旋转脱离， 并使其流动情况大大恶化。 这时的叶轮虽然仍在旋转， 对气体做功， 但却不能提高气体的压力，压缩机出口压力明显下降。如果压缩机的管网容量较大，背压反 应不敏感，便会出现管网中的压力大于压缩机出口处压力的情况，导致倒流现象。气流由压 缩机出口向进口倒灌， 一直到管网中的压力下降至低于压缩机出口压力为止。 当倒流停止时， 气流在叶片的作用下正向流动，压缩机又开始向管网供气，经过压缩机的流量增大，压缩机 恢复正常工作。但当管网中的压力不断回升，再次回复到原有水平时，压缩机正常排气又一 次受到阻碍，流量下降，系统中的气体再次产生倒流。如此周而复始，在整个系统中产生了 周期性的轴向低频大振幅的气流振荡现象。 当流量增大，直至流道最小截面处的气体速度达到声速时，流量就不能再增加，这时称

　　点，将这些点连接起来形成 一条喘振界限。 压缩机只能在喘振界限 右边工作。

　　则：当第Ⅰ级流量增加到某一定 值时，尽管该级尚未堵塞工况点 QmaxⅠ，但此时第Ⅱ级的流量可能 已经达到其堵塞工况点QmaxⅡ。 故：两级串联压缩机堵塞流量 （QⅠⅡ）max《（QⅠ）max，性能 曲线堵塞工况点左移。

　　一、级数对压缩机性能影响 由于两级吸气状态不同， 各级进气体积流量不同。

　　根据冷凝器的冷却方式，离心式制冷机组可分为水冷式和空冷式两种类型。水冷式冷凝器的 冷却水通过冷凝器管壁带走热量，而空冷式冷凝器的空气通过冷凝器管壁带走热量。

　　特性曲线是离心式制冷机组在特定工况下的性能表现图，通过图表形式展示制 冷量、能效、压比等关键参数随蒸发温度或冷凝温度的变化情况。

　　离心式制冷机组在食品加工和保存过程中能够提供稳定的低温环 境，有效抑制微生物的生长，保证食品的安全和卫生。

　　离心力使蒸气向叶轮外缘运动，经过扩压器减速增压后，将蒸气的动能 转化为压力能，进一步提高压力。随后，高压的制冷剂蒸气进入冷凝器

　　经过节流阀降压后，液态制冷剂进入蒸发器，在蒸发器中吸收热量，达 到制冷效果。吸热后的制冷剂蒸气再次被吸入压缩机，完成制冷循环。

　　离心式制冷机在能效比和冷量范围方面具有优势，但维护要求较高 ，噪音较大。

　　离心式制冷机具有更高的能效比和更快的制冷速度，但需要使用对 环境有害的制冷剂。

　　离心式制冷机组适用于各种规模和类型的建筑，尤其适用于大型商 业和公共设施，如购物中心、办公楼、机场和体育场馆等。

　　特性曲线为设计、选型和运行离心式制冷机组提供了重要的参考依据，有助于 了解机组在不同工况下的性能表现，为优化运行和节能减排提供指导。

　　负冲角：叶片工作面产生边界层分离，出现旋涡区，但稳 定不易继续发展——影响不大 正冲角：叶片非工作面产生边界层分离，旋涡一旦产生会 继续发展恶化，出现气流脉动——过大正冲角引起“喘振”

　　➢ Q↑→Δβ↓→-Δβ，→ 叶片工作面发生边界层分 离，但不易扩展；当 Q↑↑→hf↑、hs↑→理论 能头全部消耗在损失上→ 压力提不高、流量不能继 续增大；

　　二. η—Qs曲线）设计点（额定工况） Qd下η最高; （2）QQd时，hf和hs增加，随Q增大而η下降; （3）QQd时，hs急剧增加，随Q减小而η下降;

　　离心压缩机当流 量减小到某一个值时 压缩机工作不稳定， 发生强烈振动及噪音， 称“喘振工况”，此 时的流量称“喘振流 量”。

　　稳定工况区的宽窄也是衡量压缩 机性能好坏的标志之一，主要与 叶片出口角有关。

　　压比ε、多变效率ηpol以 及功率Hpol随该级进气量 Qs而变化的关系曲线,即 包括ε-Qs、η-Qs和Hpol -Qs 等三条曲线。

　　⑴结构参数、转速一定时：HT随Qs的增大而呈线性下降 ⑵流动损失对多变压缩功的影响较复杂，近似认为摩阻损失 和冲击损失起主要影响作用。 ⑶进气条件一定的情况下，ε-Qs曲线形状与Hpol-Qs曲线形状 相似，是一条随流量增大而压力比减小的曲线。 ⑷ε-Qs曲线由实测获得，曲线必须注明转速、条件和介质。

　　发生喘振时，叶轮虽然在旋转，但对气体做功大都变为能量损失，气体压力不再 提高，压缩机出口压力显著下降，管网压力有可能大于压缩机出口压力，因而会产生 气体倒流的现象，一直到管网压力小于压缩机出口压力为止。随后压缩机又开始供气，经过压缩机的流量又增大，但当管网压力恢复至原来水 平时，压缩机正常排气又受到阻碍，流量又飞开始下降，系统中气体又发生倒流，整 个系统发生周期性低频大幅度气流振荡现象。如果压缩机的出口压力不变，分子量由25变为20时， 工作点由A移动到 A‘，该点已进入喘振区域，所以在压缩 机运转过程中，对气体分子量变动的范围要加以限制。

　　气体温度升高、吸入压力降低，性能曲线 ε- Qj 、 ηpol - Qj 向左下方移动。（1）压缩机的性能恶化，压力和效率显著降低。 （2）压缩机出现噪声、吼叫和爆音；出现强烈的振动，使轴承、密封遭到损坏. （3）转子和固定部件发生碰撞，造成严重破坏。

　　1. （1）操作者应具备标注喘振线的能力，在比喘振流量大5％～10％的地方加注一 条防喘振线）降低运行转速，使流量减少而不致进入喘振状态。 3. （3）在首级或各级设置导叶转动机构，调节导叶角度，使流量减少时的进气冲

　　1. （4）在压缩机出口设置旁通管道，见图5-20所示，如生产中必须减少压缩机的输 送流量时，让多余的气体放空，以防进入喘振状态。

　　2. （5）在气体出口设置旁通管路，利用旁路防喘振阀控制旁路流量大小，保证通过 压缩机的流量大于最小流量 Qjmin 。

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　　离心压缩机的级在非设计工况下，由于工况变化（流量减小） 导致叶片通道中产生严重的气流脱离，形成旋转脱离现象， 而使级性能明显恶化的情况，称为旋转失速。

　　根据强烈程度，旋转失速可以分为渐进失速和突变失速。根 据右图可以看出，渐进失速时，性能曲线平滑而连续；而突 变失速时，性能曲线出现跳跃，表现为不连续性。

　　b. 喘振时出口压力和进口流量两个参数都发 生周期性的大幅度脉动。 c. 喘振时机体和轴承会发生强烈振动，其振 幅比平常正常运行时大得多。

　　离心压缩机整机在不同流量时的压比ε（或者排压） 、整机效率η 、功率P与进口流 量qv的关系曲线称为离心压缩机的性能曲线。 离心压缩机整机具有与离心压缩机级相类似的性能曲线。下图为单级、两级和三级 压缩的离心压缩机整机ε- qv曲线，由图可以看出： a. 多级串联工作与单级工作相比，整机的 喘振流量增大，堵塞流量减小。 b. 多级串联工作与单级工作相比，整机性 能曲线的形状变陡，稳定工况范围变窄。 c. 串联的级数越多，整机的性能曲线就越 陡，稳定工况范围也就越窄。 当级间带有中间冷却时，以上的现象会更 加明显。

　　a. 设计时尽可能使压缩机有较宽 的稳定工作区域。设计点远离 喘振点。

　　a. 喘振会使转子和定子经受交变应力而断裂。 b. 喘振会使级间压力失常而引起强烈振动， 导致密封及推力轴承的损坏。 c. 喘振会使运动元件和静止元件相碰，造成 严重事故。

　　在离心压缩机的流道中，由于工况改变，流量显著减小，形成突变失速，此时的流 动情况会大大恶化。这时叶轮虽仍在旋转，对气体作功，但却不能提高气体的压力， 于是压缩机出口压力显著下降。这时可能出现管网中压力反大于压缩机出口处压力 的情况，因而管网中的气体就向压缩机倒流，一直到管网中的压力下降至低于压缩 机出口压力为止。这时倒流停止，气流又在叶轮作用下正向流动，压缩机又开始向 管网供气。但当管网压力回升到原有水平时，压缩机正常排气又受到阻碍，流量又 下降，系统中的气体又产生倒流。如此周而复始，在整个系统中发生了周期性的轴 向低频大振幅的气流振荡现象，这种现象称之为压缩机的“喘振”。

　　在离心压缩机的流道中，气流流动的现象非常复杂。其能量损失基本上包括流动损 失、轮阻损失和漏气损失三部分。而流动损失又包括了摩擦损失、分离损失、二次 流损失和尾迹损失四部分。

　　离心压缩机级在不同流量时的级压比ε（或者排压）、级效率 η 、功率P与进口流量qv的关系曲线称为级的性能曲线。 右图为一定转速下某模型级的性能曲线，由图可以看出： a. 在一定的进口气体状态或者转速下，增大流量，级的压 比将下降。反之，则上升。 b. 离心压缩机的级效率存在一个最大值，通常取这个最大 效率点作为设计点。当进口流量偏离设计点时，级效率 都会因为级内的损失增大而下降。 c. 喘振工况和堵塞工况之间的区域为稳定工作区。稳定工 作范围的大小也是衡量级性能的一个重要指标。

　　通常离心压缩机的设计点是机组的最高效率点，机组大部分时间应当在此点运行。但是 其运行点不可能始终保持在这一点上不变。在实际运行时，随着管网用气状态的变化， 离心压缩机的运行点也会随之发生移动。如下图所示。 a. 当进气流量减小时，随着离心压缩机内能量 损失的增大，机组的效率会逐渐下降。若进 气流量继续减小，将导致喘振的发生。喘振 的危害是十分严重的，离心压缩机不允许在 喘振工况下工作。 b. 当进气流量增大时，离心压缩机内的能量损 失也会增大，机组的效率也会逐渐下降。此 时，叶轮对气体所作的功全部用来克服能量 损失，这时级中压力无法升高。或者流量增 大到某值后，流道某处达到了声速，因激波 损失而无法使气体升压。这时级达到堵塞工 况。 喘振工况和堵塞工况之间的区域称为稳定工 作区。通常用调节率来表示稳定工作区： 调节率 = ( qd – qs ) / qd × 100%