離心式壓縮機(jī)

離心式壓縮機(jī)用于壓縮氣體的主要部件是高速旋轉(zhuǎn)的葉輪和通流面積逐漸增加的擴(kuò)壓器。簡而言之，離心式壓縮機(jī)的工作原理是通過葉輪對氣體作功，在葉輪和擴(kuò)壓器的流道內(nèi)，利用離心升壓作用和降速擴(kuò)壓作用，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體的壓力能的。

更通俗地說，氣體在流過離心式壓縮機(jī)的葉輪時，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的葉輪使氣體在離心力的作用下，一方面壓力有所提高，另一方面速度也極大增加，即離心式壓縮機(jī)通過葉輪首先將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的靜壓能和動能。此后，氣體在流經(jīng)擴(kuò)壓器的通道時，流道截面逐漸增大，前面的氣體分子流速降低，后面的氣體分子不斷涌流向前，使氣體的絕大部分動能又轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，也就是進(jìn)一步起到增壓的作用。顯然，葉輪對氣體做功是氣體得以升高壓力的根本原因，而葉輪在單位時間內(nèi)對單位質(zhì)量氣體作功的多少是與葉輪外緣的圓周速度密切相關(guān)的，圓周速度越大，葉輪對氣體所作的功就越大。

離心式壓縮機(jī)之所以能獲得這樣廣泛的應(yīng)用，主要是比活塞式壓縮機(jī)有以下一些優(yōu)點(diǎn)。

1、離心式壓縮機(jī)的氣量大，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，重量輕，機(jī)組尺寸小，占地面積小。

2、運(yùn)轉(zhuǎn)平衡，操作可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)率高，摩擦件少，因之備件需用量少，維護(hù)費(fèi)用及人員少。

3、在化工流程中，離心式壓縮機(jī)對化工介質(zhì)可以做到絕對無油的壓縮過程。

4、離心式壓縮機(jī)為一種回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)器，它適宜于工業(yè)汽輪機(jī)或燃汽輪機(jī)直接拖動。對一般大型化工廠，常用副產(chǎn)蒸汽驅(qū)動工業(yè)汽輪機(jī)作動力，為熱能綜合利用提供了可能。但是，離心式壓縮機(jī)也還存在一些缺點(diǎn)。

離心式壓縮機(jī)是一種葉片旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)(即透平式壓縮機(jī))。在離心式壓縮機(jī)中，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪給予氣體的離心力作用，以及在擴(kuò)壓通道中給予氣體的擴(kuò)壓作用，使氣體壓力得到提高。早期，由于這種壓縮機(jī)只適于低，中壓力、大流量的場合，而不為人們所注意。由于化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，各種大型化工廠，煉油廠的建立，離心式壓縮機(jī)就成為壓縮和輸送化工生產(chǎn)中各種氣體的關(guān)鍵機(jī)器，而占有極其重要的地位。隨著氣體動力學(xué)研究的成就使離心壓縮機(jī)的效率不斷提高，又由于高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等技術(shù)關(guān)鍵的研制成功，解決了離心壓縮機(jī)向高壓力，寬流量范圍發(fā)展的一系列問題，使離心式壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)展，以致在很多場合可取代往復(fù)壓縮機(jī)，而大大地擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。工業(yè)用高壓離心壓縮機(jī)的壓力有(150~350)×10^5Pa的，海上油田注氣用的離心壓縮機(jī)壓力有高達(dá)700×10^5Pa的。作為高爐鼓風(fēng)用的離心式鼓風(fēng)機(jī)的流量有大至7000m3/min，功率大的有52900KW的，轉(zhuǎn)速一般在10000r/min以上。

有些化工基礎(chǔ)原料，如丙烯、乙烯、丁二烯、苯等，可加工成塑料、纖維、橡膠等重要化工產(chǎn)品。在生產(chǎn)這種基礎(chǔ)原料的石油化工廠中，離心式壓縮機(jī)也占有重要地位，是關(guān)鍵設(shè)備之一。除此之外，其他如石油精煉，制冷等行業(yè)中，離心式壓縮機(jī)也是極為關(guān)鍵的設(shè)備。

離心式壓縮機(jī) centrifugal compressor

葉輪對氣體作功使氣體的壓力和速度升高，完成氣體的運(yùn)輸，氣體沿徑向流過葉輪的壓縮機(jī)。

又稱透平式壓縮機(jī):主要用來壓縮氣體，主要由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成:轉(zhuǎn)子包括葉輪和軸，葉輪上有葉片、平衡盤和一部分軸封;定子的主體是氣缸，還有擴(kuò)壓器、彎道、回流器、迸氣管、排氣管等裝置。

離心式壓縮機(jī)的工作原理是:當(dāng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時，氣體隨著旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，氣體被甩到后面的擴(kuò)壓器中去，而在葉輪處形成真空地帶，這時外界的新鮮氣體進(jìn)入葉輪。葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，氣體不斷地吸入并甩出，從而保持了氣體的連續(xù)流動。與往復(fù)式壓縮機(jī)比較，離心式壓縮機(jī)具有下述優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，重量輕;排氣連續(xù)、均勻，不需要中間罐等裝置;振動小，易損件少，不需要龐大而笨重的基礎(chǔ)件;除軸承外，機(jī)器內(nèi)部不需潤滑，省油，且不污染被壓縮的氣體;轉(zhuǎn)速高;維修量小，調(diào)節(jié)方便。

啟動前，首先做好以下準(zhǔn)備工作:

檢查機(jī)組是否具備啟動條件(包括檢查上次停車的原因及檢修情況;檢查機(jī)組周圍是否有障礙物;啟動的工具、聽針、記錄表等是否已準(zhǔn)備好)

檢查電機(jī)、電氣、儀表、燈光信號是否正常，特別是事故連鎖系統(tǒng)是否能正確動作(包括斷水、油壓低、軸向位移等項);

鬠油潤滑系統(tǒng)是否正常(油箱油位、油箱底部有無積水、輔助油泵及油路正常);

冷卻系統(tǒng)及冷卻水情況(水壓、水溫、閥門是否靈活等)

Р種閥門是否靈活好用，是否能按照要求關(guān)閉和打開;

啟動前要進(jìn)行盤車，檢查轉(zhuǎn)動部件是否靈活，軸位指示器有無變化。

機(jī)組各部分是否有異常聲響，以及振動是否超過允許值;

檢查各軸承的油溫上升速度。若軸承溫升太快，接近最高允許值時應(yīng)立即停車。同時還應(yīng)注意油冷卻器出口溫度，倘若上升到允許范圍35~~40℃，應(yīng)切斷油加熱系統(tǒng)，并慢慢打開油冷卻器進(jìn)口閥;

調(diào)整各冷卻器進(jìn)口水量，使冷卻器后介質(zhì)溫度不超過允許值;

根據(jù)空分操作要求，調(diào)整壓縮機(jī)的排出壓力;

在膨脹機(jī)啟動后，密切觀察壓縮機(jī)排出壓力與進(jìn)口流量變化情況，防止發(fā)生喘振

離心式壓縮機(jī)軸承工作溫度一般在45~50℃，最高溫度不應(yīng)超過65℃。一般規(guī)定65℃為報警溫度，75℃為連鎖停機(jī)溫度。造成軸承溫度過高的原因有:

⑴軸瓦與軸頸間隙過小，應(yīng)進(jìn)行刮瓦，調(diào)整間隙;

⑵軸承潤滑油進(jìn)口節(jié)流圈孔徑小，進(jìn)油量不足，應(yīng)適當(dāng)加大節(jié)流圈孔徑;

⑶ 進(jìn)油溫度太高。應(yīng)調(diào)節(jié)油冷卻器的冷卻水量;

⑷ 油內(nèi)混有水分或臟污、變質(zhì)，影響潤滑效果。應(yīng)檢查油冷卻器，消除漏水故障或更換新油;

⑸ 臟物進(jìn)入軸承，磨壞軸瓦。應(yīng)清洗軸承和潤滑油管路，并刮研軸襯;

⑹ 軸瓦破損，應(yīng)重新澆鑄軸瓦。

喘振是透平壓縮機(jī)在流量減少到一定程度時所發(fā)生的一種非正常工況下的振動。離心式壓縮機(jī)是透平壓縮機(jī)的一種形式，喘振對于離心式壓縮機(jī)有著很嚴(yán)重的危害。

離心式壓縮機(jī)發(fā)生喘振時，典型現(xiàn)象有:

壓縮機(jī)的出口壓力最初先升高，繼而急劇下降，并呈周期性大波動;

壓縮機(jī)的流量急劇下降，并大幅波動，嚴(yán)重時甚至出現(xiàn)空氣倒灌至吸氣管道;

拖動壓縮機(jī)的電機(jī)的電流和功率表指示出現(xiàn)不穩(wěn)定，大幅波動;

機(jī)器產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動，同時發(fā)出異常的氣流噪聲。

影響離心式壓縮機(jī)排氣量的因素很多，除與設(shè)計、制造、安裝有關(guān)外，在壓縮機(jī)運(yùn)行中能夠影響排氣量的因素主要有:

1、空氣濾清器堵塞或阻力增加，引起壓縮機(jī)吸入壓力降低。在出口壓力不變時，使壓縮機(jī)壓比增加。根據(jù)壓縮機(jī)性能曲線，當(dāng)壓比增加時，排氣量減少;

2、空分設(shè)備管路堵塞，阻力增加或閥門故障，引起壓縮機(jī)吸入壓力升高。在吸入壓力不變的情況下，壓比增加，造成排氣量減少;

3、壓縮機(jī)中間冷卻器阻塞或阻力增大，引起排氣量減少。不過，不同位置的阻塞，情況還有所區(qū)別:如果冷卻器氣側(cè)阻力增加，就只增加機(jī)器內(nèi)部阻力，使壓縮機(jī)效率下降，排氣量減少;如果是水側(cè)阻力增加，則循環(huán)冷卻水量減少，使氣體冷卻不好，從而影響下一級吸入，使壓縮機(jī)的排氣量減少;

4、密封不好，造成氣體泄漏。包括:

1、內(nèi)漏，即級間竄氣。使壓縮過的氣體倒回，在進(jìn)行第二次壓縮。它將影響各級的工況，使低壓級壓比增加，高壓級壓比下降，使整個壓縮機(jī)偏離設(shè)計工況，排氣量下降

2、外漏，即從軸端密封處向機(jī)殼外漏氣。吸入量雖然不變，但壓縮后的氣體漏掉一部分，自然造成排氣量減少;

5、冷卻器泄漏。如果一級泄漏，因水側(cè)壓力高于氣側(cè)壓力，冷卻水將進(jìn)入氣側(cè)通道，并進(jìn)一步被氣流夾帶進(jìn)入葉輪及擴(kuò)壓器。經(jīng)一定時間后造成結(jié)垢、堵塞，使空氣流量減少。如果二、三級冷卻器泄漏，因氣側(cè)壓力高于水側(cè)，壓縮空氣將漏入冷卻水中跑掉，使排氣量減少;

6、電網(wǎng)的頻率或電壓下降，引起電機(jī)和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速下降，排氣量減少;

7、任一級吸氣溫度升高，氣體密度減小，也都會造成吸氣量減少。

輪蓋密封與級間密封處的泄漏均屬于內(nèi)泄漏。嚴(yán)重的內(nèi)泄漏會使壓縮機(jī)能量損失增加，級效率及壓縮機(jī)效率下降，排氣量減少。不過，兩者的影響機(jī)理也有所不同:輪蓋密封的泄漏是使壓縮過的氣體重新回到葉輪，再進(jìn)行第二級壓縮，從而主要使級的總耗功增加;級間密封的泄漏為級間竄氣，從而會使低壓級壓比增加，高壓級壓比下降。

平衡盤密封的嚴(yán)重泄漏雖然對壓縮機(jī)的性能影響不大，但對離心式壓縮機(jī)的安全運(yùn)行卻關(guān)系很大。

軸封的泄漏屬于外泄漏。外泄漏是指氣體從密封處漏往機(jī)殼以外。不言而喻，嚴(yán)重的外泄漏將直接造成壓縮機(jī)排氣量的減少。

(1) 耐溫 耐高達(dá)900℃的熱蒸汽、氣體，熱、冷水，輕質(zhì)燃油、潤滑劑，原油及天然氣。

(2) 耐壓 密封面及接頭處極好的粘著力可確保耐壓高達(dá)250巴(255kg/cm2)，無密封環(huán)法蘭耐壓高達(dá)450巴(459 kg/cm2)，螺管接頭耐壓高達(dá)550巴(561 kg/cm2)。

(3)塑性變形 塑性無限制，因此，即使在最高要求的條件下，密封膜也不會破裂。

(4)應(yīng)用領(lǐng)域 蒸汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電廠(核電站)、煤氣廠和水廠、煉油廠、冶煉廠、造船廠、油漆和橡膠制造、化工廠等眾多行業(yè)企業(yè)，電站(包括核電站)蒸汽機(jī)輪、燃?xì)鈾C(jī)輪以及煙氣機(jī)輪的汽缸集合面你的密封，工業(yè)透平機(jī)械、設(shè)備法蘭的高溫密封及高溫?zé)峁芙z扣螺紋的密封。尤其適用于密封金屬接頭:蒸汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)、壓縮機(jī)、泵、外殼、法蘭接頭等。

(5)使用壽命 對于高壓渦輪機(jī)，我們保證產(chǎn)品能承受高達(dá)900℃、壓力高達(dá)250巴的高溫蒸汽、氣體、熱和冷水、輕質(zhì)燃油、潤滑劑、礦物油及天然氣。根據(jù)應(yīng)用指導(dǎo)使用并正常運(yùn)行時，對于蒸汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)，我們保證在機(jī)加密封面(對接接頭)的使用壽命在10年。

在離心式壓縮機(jī)中，為了減少壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子與固定元件之間的間隙漏氣，必須有密封。密封按其位置可分為四種:輪蓋密封、級間密封、平衡盤密封和(前、后)軸封。密封的形式通常采用梳齒式的迷宮密封，此外尚可采用石墨環(huán)密封、固定套筒液膜密封、浮動環(huán)密封以及機(jī)械密封等。

迷宮密封的工作原理:當(dāng)氣流通過梳齒形密封片的間隙時，氣流近似經(jīng)歷了一個理想的節(jié)流過程，其壓力和溫度都下降，而速度增加。當(dāng)氣流從間隙進(jìn)入密封片間的空腔時，由于截面積的突然擴(kuò)大，氣流形成很強(qiáng)的旋渦，從而使速度幾乎完全消失，溫度有回復(fù)到密封片前的數(shù)值，而壓力卻不能再恢復(fù)，保持等于通過節(jié)流間隙時的壓力不變。氣流經(jīng)過隨后的每一個密封片間隙和空腔，氣流的變化重復(fù)上述過程。所不同的是由于氣流質(zhì)量體積逐漸增加，在通過間隙時的氣流速度和壓力降越來越大。由此可見，當(dāng)氣流通過整個迷宮密封時，壓力是逐漸下降的，最后趨近于背壓，從而起到密封作用。

1、離心式壓縮機(jī)還不適用于氣量太小及壓比過高的場合。

2、離心式壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū)較窄，其氣量調(diào)節(jié)雖較方便，但經(jīng)濟(jì)性較差。

3、離心式壓縮機(jī)效率一般比活塞式壓縮機(jī)低。

我國在五十年代已能制造離心式壓縮機(jī)，從七十年代初開始又以石油化工廠，大型化肥廠為主，引進(jìn)了一系列高性能的中、高壓力的離心式壓縮機(jī)，取得了豐富的使用經(jīng)驗(yàn)，并在對引進(jìn)技術(shù)進(jìn)行消化、吸收的基礎(chǔ)上大大增強(qiáng)了自己的研究、設(shè)計和制造能力。

1 構(gòu)造不一樣

離:主要由轉(zhuǎn)子和定子兩大部分組成

螺:雙轉(zhuǎn)子、機(jī)體、主軸承、軸封、平衡活塞及能量調(diào)節(jié)裝置。

2 工作原理不一樣

離:氣體進(jìn)入離心式壓縮機(jī)的葉輪后，在葉輪葉片的作用下，一邊跟著葉輪作高速旋轉(zhuǎn)，一邊在旋轉(zhuǎn)離心力的作用下向葉輪出口流動，并受到葉輪的擴(kuò)壓作用，其壓力能和動能均得到提高，氣體進(jìn)入擴(kuò)壓器后，動能又進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為壓力能，氣體再通過彎道、回流器流入下一級葉輪進(jìn)一步壓縮，從而使氣體壓力達(dá)到工藝所需的要求

螺:噴油單級雙螺桿壓縮機(jī)，采用高效帶輪(或軸器)傳動，帶動主機(jī)轉(zhuǎn)動進(jìn)行空氣壓縮，通過噴油對主機(jī)壓縮腔進(jìn)行冷卻和潤滑，壓縮腔排出的空氣和油混合氣體經(jīng)過粗、精兩道分離，將壓縮空氣中的油分離出來，最后得到潔凈的壓縮空氣。

又稱工作輪。離心式壓縮機(jī)中惟一對氣流作功的元件。轉(zhuǎn)子上的最主要部件。一般由輪盤、輪蓋和葉片等零件組成。氣體在葉輪葉片的作用下，隨葉輪作高速旋轉(zhuǎn)，氣體受旋轉(zhuǎn)離心力的作用，以及在葉輪里的擴(kuò)壓流動，使它通過葉輪后的壓力得到提高。