离心压缩机培训基础知识(罗文山)

离心压缩机

离心式压缩机是属于速度式透平压缩机的一种。在早期，离心压缩机是用来压缩空气的，并且只适用于低、中压力和气量很大的场合。但随着石油化工工业的迅速发展，离心压缩机被用来压缩和输送各种石油化工生产过程中的气体，其应用范围有了很大提高。尤其近十几年来，在离心压缩机设计、制造方面，不断采用新技术、新结构和新工艺，如采用高压浮环或干气密封结构，较好地解决了高压下的轴端密封，采用多油楔径向轴承及可倾瓦止推轴承．减少了油膜振荡，圆筒形机壳的使用解决了高压气缸的强度和密封性；电蚀加工使小流量下窄流道叶轮的加工得到解决。所有这些，都使离心压缩机的使用范围日益扩大，在石油化工生产中得到广泛的应用。

一、离心压缩机的主要构件

图2－1是BI120－6.35／0.95型离心压缩机剖面图。该机的设计参数是：进口流量为125m3／min，排气压力为6.23*105Pa;工作转速达13900rpm，压缩机需用功率为660kw，用于输送空气或其他无腐蚀性工业气体。由图上可看出．该机由一个带有六个叶轮的转子及与其相配合的固定元件所组成，其主要构件有：

(1)叶轮是离心压缩机中唯一的作功部件。由于叶轮对气体作功，增加了气体的能量，因此气体流出叶轮时的压力和速度都有明显增加。

(2)扩压器是离心压缩机中的转能装置。气体从叶轮流出时

速度很大，为了将速度能有效的转变为压力能，便在叶轮出口后设置流通截面逐渐扩大的扩压器。

(3)弯道是设置于扩压器后的气流通道。其作用是将扩压后的气体由离心方向改变为向心方向，以便引入下一级叶轮去继续进行压缩。

(4)回流器它的作用是为了使气流以一定方向均匀地进入下一级叶轮入口。在回流器中一般都装有导向叶片。

(5)吸气室其作用是将进气管(或中间冷却器出口)中的气体均匀地导入叶轮。

(6)蜗壳其主要作用是将从扩压器(或直接从叶轮)出来的气体收集起来，并引出压缩机。在蜗壳收集气体的过程中，由于蜗壳外径及通流截面的逐渐扩大，因此它也起着降速扩压的作用。

除了上述组件外，为减少气体向外泄漏在机壳两端还装有轴封(如干气密封)；为减少内部泄漏，在隔板内孔和叶轮轮盖进口外圆面上还分别装有密封装置(一般为梳齿密封,也叫迷宫密封)；为了平衡轴向力，在机器的一端装有平衡盘等。

在离心压缩机中，习惯将叶轮与轴的组件称为转子，吸气室和蜗壳等称为固定元件。

二、工作原理

离心压缩机的工作原理与离心泵有许多相似处。但气体是可压缩的。气体由吸气室l吸入，通过叶轮2对气体作功后，使气体的压力、速度、温度都得到提高，然后再进入扩压器3，将气体的速度能转变为压力能。当通过一个叶轮对气体作功、扩压后不能满足输送要求时，就必须把气体引入下一级继续进行压缩。为此，在扩压器后设置了弯道4、回流器5，使气体由离心方向变为向心方向、均匀地进入下一级叶轮进口。至此，气体流过了一个“级”，再继续进入第二、第三级压缩后，经蜗壳6及排出管12被引出至中间冷却器。冷却后的气体再经吸气室l 进入第四级及以后各级继续压缩，最后由排出管12输出。气体在离心压缩机中是沿着与压缩机轴线垂直的半径方向流动的。

由图2－l还可看出，该机的六个级都装在一个机壳15中，这就构成一个“缸”。而中间冷却器把“缸”中全部级分成两个“段”。故EI120－6.35／0.95型离心压缩机是一台“一缸、两段、六级”的压缩机，一至三级为第一段，四至六级为第二段。当所要求的气体压力较高，需用叶轮数目较多时，往往制成多缸压缩机。各缸的转速可以相同，也可以不同。

一台离心式压缩机总是由一个或几个级所组成的，所以“级”是离心压缩机的基本单元。在级的分析和计算中，着重分析、计算级内几个关健截面上的参数。这些关健截面的位置，如图2－2所示。

图2—2 级的关键截面位置

S吸气室进口法兰截面，O叶轮进口截面，1叶轮叶道进口截面，2叶轮出口截面，3扩压器进口截面，4扩压器出口截面，5回流器进口截面，6回流器出口截面〔即级的出口截面d〕

三、离心压缩机的主要优缺点

(1)排量大如420万吨/年焦化气压机的排气量为910m3/min。图2－3表示出活塞和离心压缩机等的应用范围。