离心式压缩机

离心式压缩机
杨挺
2012年12月
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目
录
1 概述
2 离心式压缩机的主要零部件
3 离心式压缩机的工作特性
4 离心式压缩机的轴端密封
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概述
一、离心式压缩机在化工生产中的应用
离心式压缩机是速度式压缩机的一种。目前在合成氨厂， 炼油厂，乙烯厂均采用离心式压缩机，并且均采用汽轮机驱动的方 式，来降低成本。 由于设计和制造水平的提高，离心式压缩机已跨入了由活塞式压缩 机所占据的高压领域，迅速扩大了它的应用范围。
二、主要性能参数：
（1）排气压力
指气体在压缩机出口的绝对压力，也称终压，
单位KPa或MPa。
（2）转速 压缩机转子单位时间的转了多少转。
（3）功率 压缩机运转时需要的轴功率，单位为KW。
（4）排气量
指压缩机单位时间内能压送的气体量。有体积流
量和质量流量之分，体积流量用符号Q表示，单位立方米每秒。质
量流量用符号G表示，单位千克每秒。
定子部分
1、气缸：是压缩机的壳体，又 称为机壳。由壳体和进排气室组 成，内装有隔板、密封体、轴承 等零部件。对它的主要要求是： 有足够的强度以承受气体的压力， 法兰结合面应严密，主要由铸钢 组成。
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扩压器
离心压缩机的主要零部件
作用：扩压和导流
扩压原理： 气流从叶轮中出来，速度高，动
能大。进入扩压器后，由于 流通面积逐渐增大，使速度降低，依据 能量守恒与转换定律，部分动能减少而 转换为压能，实现增压的目的。
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离心压缩机的主要零部件
叶轮组成及种类
按叶轮结构型式： 闭式叶轮：性能好、效率高；由于轮盖的影响，叶轮圆周速度 半开式叶轮：效率较低，强度较高。 双面进气叶轮：适用于大流量，且轴向力平衡好。
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离心压缩机的主要零部件
其他结构：
1、平衡盘
平衡盘又名卸荷盘，压缩机的平衡盘一般装在汽缸末级的后面，他的一侧受末级的气体压 力，另一侧受常与机器的吸气室相通，平衡盘的外圆上一般都有迷宫密封装置使盘两侧维持 压差。
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优点：
概述
1、排气量大，气体流经离心压缩机是连续的，其流通截面积较大，且 叶轮转速很高，故气流速度很大，因而流量很大。
2、结构紧凑、尺寸小。它比同气量的活塞式小得多；
3、运转平稳可靠，连续运转时间长，维护费用省，操作人员少；
4、不污染被压缩的气体，这对化工生产是很重要的；
5、转速较高，适宜用蒸汽轮机或燃气轮机直接驱动。
2、推力盘
推力盘主要承受推力轴承的轴向力，它分为上下两半，由光洁度很高的不锈钢板材经线切 割制造而成。其两侧分别为推力轴承的正副止推块。推力盘有的设置在压缩机的高压端有的 设置在机组的压缩机的两段之间。
3、联轴器：与原动机相连，传递动力。
种类：齿型联轴器；摩擦片式联轴器；鼓膜型联轴器。
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离心式压缩机的工作特性
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离心压缩机的主要零部件
其他结构
扩压器：扩压和导流 弯道：使气流转向发生改变。 回流器：引导气流无进入下一级。 吸入室：引导，使气体均匀进入叶轮。 排气蜗壳：将扩压器或叶轮后面的气体汇集起来并 引出机外。
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离心压缩机的主要零部件
转子部分
1、主轴 压缩机的关键部件，他 是主要起到装配叶轮、 平衡盘、推力盘的作用， 是转子部分的中心部位。
扩压器种类：
无叶片式；叶片式；直壁式。
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离心压缩机的主要零部件
3、轴承：离心压缩机上的轴承分 径向轴承和止推轴承两种。 径向轴承的作用是承受转子重量 和其他附加径向力，保持转子转 动中心和气缸中心一致，并且在 一定转速下正常旋转。
可倾瓦式轴承
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离心压缩机的主要零部件
止推轴承:
止推轴承的作用是承受转子 的轴向力，限制转子的轴向 移动，保持转子在气缸中的 轴向位置。 其可分为米切尔轴承和金斯 泊尔轴承。
能量转化过程：机械能→气体动能、压能→全部压能
↓ 叶轮
↓ 道内介质
↓ 扩压器
叶轮输出的是机械能，转速越高、直径越大输送能量越大。
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离心式压缩机的工作特性
四、喘振（最小流量工况） 所谓喘振是指当离心 式压缩机的入口流量低于一 特定值时压缩机的能量头不 足以克服背压而在气道内形 成的一种周期性往复振荡现 象。
（5）效率 是衡量压缩机性能好坏的重要指标。
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离心式压缩机的工作特性
三、离心式压缩机的基本原理：
利用气体动力学原理，介质进入叶轮叶道后，高速旋转的叶片带动介质旋 转，使介质产生离心力，在离心力作用下介质飞出叶道并产生动能和静压能 ，从而实现机械能转化。随后，介质进入扩压管，介质流动速度降低，使部 分动能转化为压能，达到压力升高的目的。
一、离心式压缩机的术语 1、“级”就是由一个叶轮及与其相配合的固定元件所构成，“级是
离心式压缩机的基本单元。 2、“段”是以中间冷却器作为分段的标志。 3、“缸”是将一个机壳称为一个缸，多机壳的压缩机称为多缸压缩
机。 4、“列”就是压缩机缸的排列方式，一列可由一至几个缸组成。
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离心式压缩机的工作特性
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概述
缺点：
1、离心式压缩机的效率一般比活塞式压缩机的效率低，因为 离心式压缩机气流的速度较高，能量损失较大。 2、当离心式压缩机的流量减小到一定程度时，会发生“喘振”，如
果不即时处理，可能导致机器损坏，而活塞式压缩机就没有这种 现象。 3、离心式压缩机不容易在高压比的同时得到小流量。离心式压缩机 的单级压力比很少超过3，而在活塞式压缩机中每级的压力比可能 达到2-4以上。 4、稳定工况区较窄，尽管气量调节较方便，但经济性较差。
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离心压缩机的主要零部件
2、叶轮
叶轮又称工作轮，是压缩机的最主要的部件。叶轮随主轴高速旋转， 对气体做功。气体在叶轮叶片的作用下，跟着叶轮作高速旋转，受旋转离 心力的作用以及叶轮里的 扩压流动，在流出叶轮时，气体的压强、速度 和温度都得到提高。
按结构型式叶轮分为开式、半开式、闭式三种，在大多数情况下，后 二种叶轮在压缩机中得到广泛的应用。
（1）压缩机喘振的机理
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离心压缩机的主要零部件
离心压缩机组成：转子、定子、轴封
转子：转子由主轴、叶轮、平衡盘、推力盘、联轴器等主要部件。 定子：由机壳、扩压器、弯道、回流器、轴承和蜗壳等。
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离心式压缩机半剖面构造图
扩压器
吸入室 回流器 弯道
蜗
壳
支撑轴承
推力盘
干气密封
止推轴承
叶轮
平衡盘 干气密封 支撑轴承
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离心压缩机的主要零部件