離心式壓縮機的結構設計

茹海鵬

摘 要 本文介紹了離心壓縮機的結構特點；分別對離心壓縮機的結構特點、設計參數、主要元件和聯接形式作了闡述。

關鍵詞 離心式壓縮機 結構 應用

中圖分類號：TH452 文獻標識碼：A

0引言

離心壓縮機制造業一直是我國機械制造業中的骨干行業。離心壓縮機廣泛地應用于：石油、化工、冶金、空分、天然氣輸送、煤炭、制藥、核泵、輕紡、制酸、電力、礦山、生物制藥、環保、地鐵、隧道及國防等國民經濟各個領域。

1離心式壓縮機的類型及結構特點

離心式壓縮機按結構特點可分為水平剖分式、垂直剖分式兩種類型，其結構特點下：

（1）水平剖分離心式壓縮機：水平剖分離心式壓縮由定子和轉子兩部分組成，定子被通過軸心線的水平面剖分為上下兩部分，通常稱它為上下機殼。上下機殼用聯接螺栓聯成一個整體，便于拆裝檢修。

（2）垂直剖分離心式壓縮機：垂直剖分離心式壓縮機，其缸體為筒形，兩端蓋用聯接螺栓與筒形缸體成一個整體，隔板與轉子組裝后，用專用工具送入筒形缸體。隔板為垂直剖分，隔板與隔板由聯接螺栓聯成一個整體。檢修時需打開端蓋，將轉子和隔板同時由筒形缸體拉出。以便進一步分解檢修。

2離心式壓縮機主要元件

2.1葉輪

葉輪是離心式壓縮機對氣體介質做功的唯一元件，氣體在調整旋轉的葉輪的推動下，隨葉輪一起作旋轉運動，從而獲得速度能和壓力能。并在離心力的作用下由葉輪出口甩出，沿擴壓器、彎道、回流器進入下一級葉輪進一步壓縮增壓，直至由壓縮機出口排出，才完成介質輸送和增壓的任務。

2.2擴壓器

擴壓器由葉輪出口兩側隔板，按設計構思形成的環形通道，根據環形通道內結構的不同，則擴壓器可分為無葉擴壓器、葉片擴壓器兩種形式。

2.3彎道及回流器

彎道及回流器位于擴壓器之后，由葉輪甩出的氣體介質，經擴壓器減速增壓后進入彎道，氣流經彎道使流向反轉180€埃幼帕魅牖亓髕鰨淶闌亓髕魘橇憂耙患兌堵鐘牒笠患兌堵值耐ǖ潰鞘迪制褰櫓柿溝奶跫？

2.4進氣室

進氣室也稱吸氣室，其作用是將氣體從進氣管中引至葉輪入口。進氣室在設計時，要注意避免出現氣流速度不均和分離現象，降低流動損失、保證氣流在葉輪入口有較均勻的速度場和壓力場。

2.5排氣室

排氣室的作用是匯集由擴壓器或葉輪排出的氣體，以便引至機外管網系統。同時還有降低氣流速度，提高氣體壓強的功能。

2.6密封

離心式壓縮機若要獲得良好的運行效果，必須在轉子與定子間保留一定間隙，以避免其間的摩擦、磨損以及碰撞，損壞等故障的發生，同時，由于間隙的存在，自然會引起級間和軸端的泄漏現象，泄漏不僅降低了壓縮機的工作效率，而且還將環境污染，甚至著火爆炸等事故，因此，泄漏現象是不允許產生的。

2.7干氣密封

通過對比，干氣密封能夠消除工藝管路密封油污染，從而顯著提高裝置效率，因此可以堪稱乙烯裝置上壓縮機密封的革命性進展。

密封形式：

（1）串聯干氣密封：串聯干氣密封具有外置密封的能力，可作為備用密封操作，因此普遍受到操作者的喜愛。外置密封在工藝氣和大氣之間形成一種附加障礙，而內置密封處理整個系統的壓力。

（2）雙密封：這種結構保證工藝氣污染無散發。雙型干氣密封要求供給所需壓力的氮氣。在密封壓力稍微高于工藝氣壓力的情況下，在密封間提供經過濾的氮氣。這樣可維持密封運行的可控環境。

干氣密封的應用為壓縮機組的可靠性和高效率提供了保證?，F場運行的許多裂解氣壓縮機和制冷壓縮機安裝的都是干氣密封，干氣密封的應用為石油石化裝置提供了一個穩定、可預測的有效服務。

2.8潤滑

潤滑是轉動設備正常運行的重要條件，轉動設備的轉子，在軸承的支承下調整旋轉，從而造成軸頸與軸承的相對運動，兩零件在相對運動過程中產生動摩擦和熱量，潤滑的作用就是變干摩擦為液體摩擦（即液體潤滑），從而減輕摩擦、降低磨損，確保轉動設備長周期安全運行。

一般壓縮機的潤滑系統由潤滑油箱、主油泵，輔助油泵，油冷卻器，油過濾器，高位油箱，閥門以及管路等剖分組成。

3離心式壓縮機并聯意義及串聯意義

離心式壓縮機并聯主要適用于以下情況：

（1）氣體需用量很大，一臺定形產品的設備不能滿足氣體流量的需求，這時可以考慮利用兩臺流量較小的壓縮機并聯使用。以滿足生產工藝所需的氣體流量；

（2）氣體用量經常大范圍的變動，兩臺壓縮機并聯運行，其效果較為理想，用氣量較小時，一臺壓縮機運行，另一臺備用，氣體流量需要增加時，兩臺壓縮機并聯運行。

壓縮機并聯運行是解決大流量供求矛盾的有效措施，用戶可根據生產工藝特點、設備供貨情況等因素，適當選擇配置方案。

離心式壓縮機串聯運行，主要是解決生產工藝要求壓力很高，或要求壓力調節范圍很大，而又選不到滿足這一要求的系列產品，這時往往采用兩臺壓縮機串聯運行，來解決生產上這一技術難題。

4離心式壓縮機調節任務和方法

離心式壓縮機與管網聯合工作，共同實現氣體介質的輸送任務。由于生產工藝和產品產量的變化。往往要求氣體介質的流量或壓力也有相應變化。調節的任務就是生產工藝對氣體介質流量或壓力的要求。由于生產工藝變化特點不同，對氣體介質的參數也有不同要求。有些情況只要求流量改變，還有些情況只要求壓力改變，也有要求流量和壓力同時都改變的情況，針對生產工藝的這些具體要求，按照調節對象的不同，則調節任務又有等壓力調節、等流量調節和比例調節等三種形式。

（1）等壓力調節：系指保持壓縮機排氣壓力不變，只改變流量的調節。

（2）等流量調節：系指保持壓縮機輸送氣體介質的流量不變，只改變排出壓力的調節。

（3）比例調節：系指保持壓力比不變（如防喘振調節），或保持兩種氣體介質的流量百分比不變的調節。

參考文獻

[1] 徐忠.離心式壓縮機原理[M].北京機械工業出版社，1990.

[2] 西安交大透平式壓縮機教研室編.化工用離心式壓縮機熱力設計參考資料[Z]，1976.