压缩机组系统

离心压缩机组系统

离心压缩机组目前已经广泛应用在炼油化工行业当中，并对整个生产运行起着非常重要的作用。压缩机的驱动方式一般分为电机驱动和汽轮机驱动两种，化工行业中采用汽轮机驱动压缩机占大多数，因此在这里主要介绍汽轮机驱动的压缩机组。

压缩机组包括主要设备和辅助系统，主要设备为压缩机和汽轮机，而辅助系统包括油路系统、凝汽系统、轴端密封系统、防喘振系统、监测及自保系统等。

一、主要设备

1.1离心压缩机

1.1.1工作原理

透平带动压缩机主轴叶轮高速转动，在离心力作用下，气体被甩到工作轮后面的扩压器中去。而在工作轮中间形成稀薄地带，前面的气体从工作轮中间的进气部份进入叶轮，由于工作轮不断旋转，气体能连续不断地被甩出去，从而保持了气压机中气体的连续流动。气体因离心作用增加了压力，还可以很大的速度离开工作轮，气体经扩压器逐渐降低了速度，动能转变为静压能，进一步增加了压力。如果一个工作叶轮得到的压力还不够，可通过使多级叶轮串联起来工作的办法来达到对出口压力的要求。级间的串联通过弯通，回流器来实现。

有的压缩机，气体从气缸中间排出，到缸外进行冷却后，再回到气缸内继续进行压缩，这样中间排出又返回的称为二段压缩，有的压缩机一个缸体中可以包含好几个段。

1.1.2性能特点

（1）离心式压缩机的气量大，结构简单紧凑，重量轻，机组尺寸小，占地面积小。

（2）运转平衡，操作可靠，运转率高，摩擦件少，因之备件需用量少，维护费用及人员少。

（3）在化工流程中，离心式压缩机对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程。

（4）离心式压缩机为一种回转运动的机器，它适宜于工业汽轮机或燃汽轮机直接拖动。对一般大型化工厂，常用副产蒸汽驱动工业汽轮机作动力，为热能综合利用提供了可能。

但是，离心式压缩机也还存在一些缺点。

（1）离心式压缩机目前还不适用于气量太小及压比过高的场合。

（2）离心式压缩机的稳定工况区较窄，其气量调节虽较方便，但经济性较差。

（3）目前离心式压缩机效率一般比活塞式压缩机低。

1.1.3组成结构

离心式压缩机由转子部分和定子部分组成。

1.1.3.1转子部分

转子是压缩机的关键部件，称为做功部件，它高速旋转，通过旋转对气体做功，使气体获得压力能和速度能。转子主要由主轴、叶轮、平衡盘、推力盘、定距套、轴承、联轴器等零件组成。

（1）主轴

主轴的作用是支承旋转零件并传递扭矩。转子上的各零部件红套在主轴上，随主轴高速旋转。

（2）叶轮

叶轮是离心压缩机中唯一对气流做功的元件。其主要由轮盘、轮盖和叶片等组成。气体在叶轮叶片的作用下随叶轮高速旋转，产生离心力。气体受旋转离心力的作用，以及在叶轮里的扩压流动，使气体压力得到提高。

（3）平衡盘

平衡盘是压缩机安置在高压端（末级叶轮后面）的圆盘，两侧气体压差产生的轴向推力通过它来抵消大部分转子轴向力。平衡盘的外缘与气缸间设有迷宫密封，使平衡盘两侧保持压力差，一侧受到末级叶轮出口气体压力（高压）的作用，另一侧与进气室连通，气体压力接近进气压力（低压）。为了避免工作时转子来回窜动，它只平衡大部分轴向力，剩余轴向力由止推轴承承受。

（4）推力盘

推力盘是将剩余的轴向力传递给推力轴承的圆盘。可倾瓦推力轴承的推力瓦块安装与推力盘左右两侧，形成主推力侧和副推力侧，以便承载压缩机开机或正常运行时产生的轴向力。

（5）定距套

定距套是将各转子零部件在主轴上定位的元件。

（6）联轴器

联轴器是用于将压缩机转子与驱动源透平转子相连接的零件。由

于离心压缩机具有高速回转、大功率以及运转时难免有一定振动的特点，所用的联轴器既要能够传递大扭矩，又要允许径向及轴向有少许位移，联轴器分齿型联轴器、膜片联轴器和盘膜联轴器等，目前常用的是膜片式联轴器，该联轴器具有无油润滑、无磨损、热补偿性好、自动对中性好等特点。

1.1.3.2定子部分

定子部分主要由气缸、隔板、密封（级间密封和轴密封）、进气室、蜗壳和轴承等组成。其中隔板由扩压器、弯道及回流器等组成。

（1）气缸

气缸是压缩机的壳体，又称机壳。由壳身和进、排气室构成，气缸上，装有隔板、密封体、轴承体等零部件。

离心式压缩机的壳体结构主要有水平剖分型和垂直剖分型两种。水平剖分型的壳体分为上、下两半，是用途最广泛的一种结构形式；垂直剖分型也称筒型，壳体是圆柱形的整体，两端采用封头。气体压力比较低的多采用水平剖分型气缸，气体压力较高或易泄漏的，要采用筒型缸体。

（2）隔板是形成固定元件的气体通道，根据隔板在压缩机中所处的位置，隔板有4种类型：进气隔板、中间隔板、段间隔板和排气隔板。

进气隔板和气缸形成进气室，将气体导流到第一级叶轮入口。中间隔板作用一是形成扩压器，二是形成弯道（与气缸一起）和回流器。段间隔板是为了分隔两段的排气口或进气口。排气隔板除了与末级叶

轮前隔板形成扩压器外，还要与气缸形成排气室（蜗壳）。

（3）扩压器

气体从叶轮流出时仍具有较高的流动速度，为了充分利用这部分速度能，在叶轮出口处设置了流通面积逐渐扩大的固定元件即为扩压器，以提高气体的压力。

（4）弯道和回流器

弯道和回流器的作用是把从扩压器出来的气体引导到下一级叶轮，在扩压器后设置了引导气流拐弯的弯道。

（5）密封

离心压缩机密封分内密封和外密封两种。内密封是指级间密封，主要采用的是迷宫密封，防止气体在级间倒流，安装在各级叶轮进口与隔板轴孔处；外密封为轴端密封，主要采用干气密封，防止压缩气体外漏和润滑油窜入气缸。

（6）进气室

进气室是把需要压缩的气体，以及通过进气管道或中间冷却器的出口，均匀地引入工作叶轮中。压缩机的每段第一级进口都需设置进气室。

（7）蜗壳

蜗壳的主要作用是把扩压器后面或叶轮后面流出的气体汇集起来并引出压缩机，进入气体管道或进入冷却器冷却。同时，也可以对气流起到一定的降速扩压作用。

（8）轴承