离心压缩机原理教材课程

第三节 离心压缩机
第三节 离心压缩机
▪ 3、工作原理
▪ 气体由吸气室进入，通过旋转叶轮对气体作功，使气体的 压力、温度和速度都提高了，然后使气体进入进入扩压器， 把气体的速度能转换为压力能。弯道\回流阀主要起导向作 用，使气流均匀地进入下一级叶轮继续压缩，由于气体逐级 地被压缩，因此气体温度不断升高。为了降低气体温度减少 功能消耗，在气体经过三级压缩后，由蜗壳引出，经中间冷 却后，再引至第四级叶轮入口继续压缩，经六级压缩后的高 压气体由排出管排出。
五、离心式压缩机的辅助系统 1、润滑油和密封油系统
离心式压缩机的润滑油系统由油箱、油过滤器、油冷却器、 安全阀、单向控制阀、油泵和驱动机、压力表等组成。
密封油系统包括油箱、油过滤器、油冷却器、安全阀、止回 阀、油泵及相应的电动机、管路和接头等组成。
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2、其它辅助系统
离心式压缩机还包括有齿轮箱或联轴器、轴向位移安全器和冷却分离 器等辅助设备。
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2．叶轮
离心式压缩机的叶轮又称工作轮，是使气体提高能量的唯一元件。 叶轮按其整体结构可分为开式、半开式和闭式三种，压缩机中实际应用 的是半开式和闭式两种。叶轮随叶片出口角2（见1-6）的不同，可分为 前向叶轮(不采用) 、径向叶轮和后向叶轮。
2．叶轮
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3．扩压器
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喘振发生的危害：
➢喘振对压缩机的迷宫密封损坏较大，由于密封 的损坏，将使润滑油窜入流道，影响冷却器和 冷凝器的效率。
➢严重的喘振很容易造成转子轴向窜动，烧坏止 推轴瓦，叶轮有可能被打碎。
➢极严重时，可使压缩机遭到破坏，会损伤齿轮 箱，电动机以及连接压缩机的管线和设备等。
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防止压缩机喘振的发生的措施：
1、防止进气压力低、进气温度高和气体分子量减小等； 2、防止管网堵塞使管网特性改变； 3、要坚持在开、停车过程中，升、降速度不可太快，并且 先升速后升压和先降压后降速； 4、开、关防喘振阀时要平稳缓慢。关防喘振阀时要先低压 后高压，开防喘振阀时要先高压后低压。
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4．运转可靠。由于转动部件与静止部件不直接接触摩擦，因而 运转平稳、排气均匀、易损件少，一般可连续运转一年以上。且不 需备用机组，维修量小。
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四、离心式压缩机的主要结构
离心式压缩机本体由转子、定子、轴承等组成。转子由主轴、叶轮、 联轴器等组成，有时还有轴套、平衡盘。定子由机壳、隔板、密封（级间 密封和轴密封）、进气室和蜗室等组成。其中隔板由扩压器、弯道、回流 器等组成。有时在叶轮进口前设有进气导流器（预旋器）。
压缩机喘振发生后的应急措施：
如万一出现“旋转失速”和“喘振”，首先应立即全部打 开防喘振阀，增加压缩机流量，然后根据情况进行处理。若是 因进气压力低、进气温度高和气体分子量减小等原因造成的， 要采取相应措施使进气气体参数符合设计要求；如是管网堵塞 等原因，就要疏通管网，使管网特性优化；如是操作不当引起 的，就要严格规范操作。
常在叶轮后设置流通面积逐渐扩大的扩压器，用以把速度能转 化为压力能，以提高气体压力。
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4．轴封
在离心式压缩机的各级之间和主轴ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ过机壳处，为了防止泄 漏，安装轴封装置。
轴封型式有迷宫密封、机械密封、浮环密封和抽气密封等。 迷宫密封是在密封体上嵌入或铸入或用堵缝线固定多圈翅片，
构成迷宫衬垫。 翅片的材料有黄铜片、磷青铜片、铅青铜片、铝片和白合金
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三、离心压缩机的特点
1．流量大。 离心压缩机中气体是连续流动，流通截面较大，同 时叶轮转速很高，故流量很大，进气量在5000m3/min以上。
2．转速高。离心压缩机中转子只作旋转运动，转动惯量小，且 与静止部件不接触。这不仅减少了摩擦，还可大大提高转速。
3．结构紧凑。机组重量及占地面积都比同一气量的活塞压缩机 小得多。
▪ 一、离心式压缩机的工作原理及主要结构
▪ 1、离心压缩机典型结构简介 ▪ 典型的离心压缩机DA120—62结构如图所示。其型号中
的“DA”代表单吸式离心压缩机：“120”表示吸入流量约 120立方米每分钟；“6”表示共有6级叶轮；“2”表示是 该型号的第二次设计产品。 ▪ 一缸（机壳）、两段（中间冷却次数）、六级（叶轮、扩 压器、弯道和回流器组数）组成。 ▪ 2、主要参数 ▪ 进口流量125立方米每分钟，排气压力6.23105Pa，转速 13900 r/min,功率660kw,可输送空气或者其他无腐蚀性的 工业气体,适合用于化工、冶金、制氧、制药等部门。
片等。视气体的性质、有无灰尘或雾，以及气体温度而定。
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机械密封（图1-11），由动环和静环组成的摩擦面，阻止高 压气体泄漏。密封性能好，结构紧凑，但摩擦副的线速度不能太 高，工作时所需高于被密封的内部气体的润滑油压，要比采用浮 环密封时高。
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机械密封一般在转速n3000r/min时采用。机构密封可适用于大多数 气体，但它主要是用于清洁的气体、重烃气体和冷剂气体等。
离心式压 缩机的驱 动方式
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八、离心式压缩机的喘振和临界流速
1、喘振
任何离心压缩机按其结构尺寸， 在某一固定的转速下，都有一个最高 的工作压力，在此压力下有一个相应 的最低的流量。当离心压缩机出口的 压力高于此数值时，就会产生喘振。
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喘振发生的条件：
➢给定压力下，流量小 于最小喘振流量
1．壳体
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（图1-4），出口压力一般低于7.85MPa，是 用途最广泛的一种结构型式。
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垂直剖分型也称筒型（图1-5），壳体是圆柱形的整体，两端采用 封头。这种结构最适用于压缩高压力和低分子量、易泄漏的气体，由于 气缸是圆柱形的整体，能承受较高的压力。
➢给定流量下，压力大 于最高喘振压力
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喘振发生的现象：
➢发生喘振时，机组开始强烈振动，伴随发生异常 的吼叫声，而且是周期性地发生；
➢机壳相连接的出口管线也随之发生较大的振动； ➢进口管线上的压力表指针大幅度摆动； ➢出口止回阀处发生周期性的开和关的撞击声响； ➢主电动机的电流表指针大幅度的摆动； ➢在操作仪表上，流量表等也发生大幅度的摆动。