离心式压缩机的设计说明

离心式压缩机的设计说明

毕业论文

离心式压缩机的设计

姓名

院（系）机电工程学院

专业班级机械设计制造及其自动化081

学号

指导教师

职称

论文答辩日期 2012年5月20日

仲恺农业工程学院教务处制

学生承诺书

本毕业设计是在老师的指导下独立完成，没有抄袭别人的结果。毕业设计所采用的数据及原理除小部分是通过查找相关文献资料得到，其余数据都是来自计算，绝对没有捏造成分。本人郑重承诺：本人愿对文章负全部责任！

本人签名：二零一二年五月十日

摘要 (3)

1 前言 (5)

1.1 离心式压缩机技术现状和发展趋势 (5)

1.2 离心式压缩机发展方向 (6)

2. 离心压缩机气动参数计算 (8)

2.1 原始数据 (8)

2.2 进气道参数 (9)

2.3 压缩机叶轮参数 (10)

2.4 无叶扩压器段参数 (15)

2.5 叶片扩压器参数 (17)

2.6 蜗壳参数 (19)

2.7 压缩机参数校核 (20)

2.8 轴的强度校核 (21)

2.9 轴承和键的选择 (21)

2.10 轴承盖的参数计算 (21)

3 结论 (22)

参考文献 (23)

致谢 (24)

摘要

离心式压缩机的用途很广。例如氨化肥生产中的氮、氢气体的离心压缩机，空

气分离工程、炼油和石化工业中普遍使用的各种压缩机，天然气输送和制冷等场合的各种压缩机。在动力工程中，离心式压缩机主要用于小功率的燃气轮机、内燃机增压以及动力风源等。

本课题研究的内容是设计一台离心式压缩机。叶轮和扩压器是离心式压缩机的关键部件，叶轮设计制造的好坏及其与扩压器的匹配将对压缩机的性能产生决定性的影响。

关键词：进气道叶轮扩压器

英文摘要

The Design of Centrifugal Compressor

Abstract:Centrifugal compressor is very versatile. A variety of occasions such as nitrogen, hydrogen, ammonia fertilizer production in the centrifugal compressor, air separation engineering, commonly used in the refining and petrochemical industries, compressors, natural gas transportation and refrigeration compressors. In power engineering, the centrifugal compressor is mainly used for low-power gas turbines, internal combustion engine supercharged and dynamic wind source.

The content of this research is the design of a centrifugal compressor. Impeller and diffuser is a key component of the centrifugal compressor impeller design and manufacture of the good or bad a decisive impact on the match will be the compressor diffuser performance.

Key words:Inlet;Impeller;Diffuser

1 前言

1.1 离心式压缩机技术现状和发展趋势

离心式空气压缩机属于速度式压缩机，在用气负荷稳定时离心式空气压缩机工作稳定、可靠。优点是

①结构紧凑、重量轻，排气量范围大；

②易损件少，运转可靠、寿命长；

③排气不受润滑油污染，供气品质高；

④大排量时效率高、且有利于节能。

目前离心式压缩机发展趋势是：容量不断增大，以满足石化生产规模不断扩大的要求随着新技术的发展，新型气体密封、磁力轴承和无润滑联轴器的出现，不断开发高压压缩机和小流量压缩机产品进一步研究三元流动理论，不仅应用到叶轮设计，还发展到

叶片扩压器静止元件设计中，以期达到最高的机组效率低噪声化，采用噪声防护以改善操作环境。国内可以生产石化用离心压缩机的制造企业主要有沈阳鼓风机厂、上海鼓风机厂、陕西鼓风机厂等。他们引进国外技术，经过消化吸收，可以生产石化用大型离心压缩机。沈阳鼓风机厂从意大利新比隆公司引进了MCL、BCL、PCL三个离心压缩机系列的全套设计制造专利技术从日本日立公司引进了DH型离心压缩机、HS型工业冷冻机设计制造专利技术，从美国费城齿轮公司引进了MHS、HS、HSS、HSD四个系列的高速齿轮变速器的设计制造专利技术从德国德马格公司引进了VK8型组装式离心压缩机设计制造专利技术和从日本川崎重工株式会社引进了GM型污水处理鼓风机技术。沈阳鼓风机厂生产的离心压缩机在国内石化企业已经应用200多台，市场占有率已达80以上。沈鼓厂生产的300万t/a催化裂化装置富气压缩机进口流量达到81 600Nm 3 /h，功率达到7 166kW离心式循环氢压缩机流量达到250 000Nm 3 /h，功率达到1 600kW，出口压力达到18MPa，已经应用于120万t/a加氢裂化装置沈鼓厂自行设计、制造的裂解气压缩机流量达到120 000Nm 3 /h，功率达到18 000kW同国外合作设计、制造的丙烯压缩机流量达到58 000Nm 3 /h，功率达到7 500kW乙烯压缩机流量达到74 000Nm 3 /h，功率达到5 500kW，已经应用到30～50万t/a乙烯裂解装置。沈鼓厂自行设计和制造的大化肥装置的空气压缩机、天然气压缩机、氨压缩机、二氧化碳压缩机已应用于20～30万t/a化肥装置沈鼓设计制造的空气压缩机流量达到220 000Nm 3 /h，功率达到17 580kW，已经应用于40 000Nm 3空分装置[1]。

目前国内离心压缩机在高技术、高参数、高质量和特殊产品方面还不能满足国内需要。另外在技术水平、质量、成套性上和国外还有差距。随着石化生产规模不断扩大，离心压缩机大型化方面面临新的课题。100万t/a乙烯三机中的裂解气压缩机，进口流量达到403 000kg/h，出口压力达到3.89MPa，轴功率达到45770kW。45万t/aPTA装置原料空气压缩机带尾气透平进口流量162 413Nm 3 /h，进出口压力0.1/1.46MPa，轴功率22 000kW,国内在设计制造这些大型气体压缩机上还没有成熟的经验。

因此，对离心式压缩机的设计理论进行深入、系统的研究非常有必要，从而设计出符合实际工作要求的离心式压缩机。