轴流式压缩机结构原理

轴流压缩机 型 号： AV80-10 介 质： 空气 设计点流量： 6144 m3/min 进气压力： 0.095 MPa（A） 排气压力： 0.3158 MPa(A) 工作转速： 4157 r/min 轴功率： 16208 kW 主轴旋转方向： 从进气端看顺时针
• • • • • • • • •
平衡管道
10、伺服马达（静叶调节油缸）：在 轴流压缩机下机壳的两侧各安装有一个 伺服马达，它和调节缸相连接，当 120bar的高压油投入运行后，伺服马达 活塞作轴向往复移动，同时调节缸也做 同步的轴向往复移动。伺服马达也是设 计成为系列的，伺服马达的选用，是由 驱动调节缸所需的轴向力来确定的。
伺服马达
油缸
终端机壳
压缩机喘振
• 当压缩机流量小到足够时，会在整个扩压器流道中产生严 重的旋转失速，压缩机出口压力突然下降，使管网的压力 比压缩机出口压力高，迫使气流倒回压缩机，一直到管网 压力下降到低于压缩机出口压力时，压缩机又开始向管网 供ຫໍສະໝຸດ Baidu，压缩机又恢复正常工作。当管网压力又恢复到原来 压力时，流量仍小于喘振流量，压缩机又产生严重的旋转 失速，出口压力下降，管网中的气流又会倒流回压缩机。 如此周而复始，一会儿气流送向管网，一会儿又倒灌口压 缩机，使压缩机的流量和出口压力周期性的大幅波动，引 起压缩机强烈的气流波动，这种现象就称压缩机的喘振。 一般管网容量大，喘振振幅就大，频率就低，反之，管网 容量小,喘振振幅就小，频率就高。
调节缸
调节缸放大图及驱动环（导向环）
4、转子及动静叶片：轴流压缩机转子是一个 主轴、各级动叶、隔叶块、代叶块及叶片锁紧装 置组成 。 主轴：高合金锻钢锻造而成，材料为 25Cr2Ni4MoV,主轴材料的化学成分需经严格的化 验分析，性能指标通过试块进行检验，粗加工后 进行热运转试验和探伤检验，所有指标合格后， 才能投入精加工。 动叶：2Cr13,叶片用坯料精加工而成，原材 料进行化学成份、力学性能、裂纹检验，成型叶 片要进行湿式喷砂处理，以增加叶片表面的抗疲 劳强度；还要进行测频、确保运行时叶片的安全 性。
9、平衡管道：在压缩机上设有一 个高压平衡管道和排空官道，高压平 衡管道的作用是将排气侧的高压气体 引向进气侧的平衡活塞，用来平衡一 部分由于气动引起的指向进气侧的轴 向推力，以减轻止推轴承的负载，增 加止推轴承的寿命。排空管道是将排 气侧密封后的泄漏气体及机壳与叶片 承缸之间的泄漏气体排向大气。
• • • • •
压缩机防喘振调节阀 类 型： 气动调节蝶阀 通 径： 20” 流量特性： 近似线性 全关泄漏量： ANSI class V级（ 硬密封） • 紧急快开时间： ≤1.5 S • 压力等级： ANSI CLASS150 • 气源压力： 0.4～0.6MPa (G)
• 顶升油泵 • 型 号： HIPAGAG • 供油压力： 65 MPa • 最大流量： 0.96×4 L/min • 电机功率： 5.5KW • 电压等级： 380V • 止回阀 • 类型： 气动执行机构三偏心蝶阀 • 通径： DN1600 • 公称压力： 1.0MPa（A） • 气源压力： 0.5～0.8MPa (G) • 电磁阀电源为： 220 VAC (常带电形式) • 调节时间： 全开～全闭：3～5秒
2、叶片承缸：叶片承缸为水平剖分型，中 分面用预应力螺栓联接形成一个内也为很小锥度 的筒体，与转子组成轴流压缩机的通道。 气流从机壳进气室进入，沿流道经过转子叶 片逐级压缩做功和动、静叶栅的不断扩压，压力 提高，最后经扩压器进一步扩压进入机壳排气室 由密道引向工艺流程。
上承缸
3、调节缸：调节缸由Q235A钢板焊接而成， 水平剖分型，中分面用螺栓联接，具有较高的刚 性，调节缸分四点支撑在机壳上，安装在机壳与 叶片承缸之间，因此有时称为中缸，而机壳为外 缸，叶片承缸为内缸。
• 轴流压缩机的配置方式见下图：
压缩机 汽轮机 变速箱 发电机
• • • • • • •
汽轮机 型 号： 入口压力： 入口温度： 工作转速： 额定功率： 旋转方向：
ENKS63/80/72 4.5 MPa（A） 440 ℃ 4157 r/min 36100 kW 从进气端看为顺时针
• • • • • • • • •
轴流压缩机的三层缸结构
二、轴流压缩机零部件 1、机壳：机壳分上机壳和下机壳两部分，为 水平剖分型，上、下机壳在中分面处用预应力螺 栓联接，机壳是由HT250铸造而成，进、出气法 兰均垂直向下，机壳加工完后要进行水压试验， 检验机壳的密封性并测量其变形，机壳分四点支 承在底座上，四个支撑点设计在接近下机壳中分 面处，分布在下机的两侧，而不是分布在机壳的 两端，因此机组运行时具有一定的稳定性，减少 了由于热胀而引起的机组热变形，四个支撑点其 中一端（排气端）两点为固定点，另外两点为滑 动点。
要防止压缩机喘振的发生，可以从 以下几个方面人手：
• 防止进气压力低、进气温度高和气体分子量减 小等；防止管网堵塞使管网特性改变；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；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。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
静叶：2Cr13,叶片用坯料精加工而 成，原材料同样要进行化学成份分析 及力学性能、裂纹检验等，叶片表面 也要进行湿式喷砂处理。 轴流压缩机转子设计中进行了横 向振动及扭曲振动分析计算，转子装 配后做高速动平衡和超速试验，确保 机组运行时安全可靠。
转子
5、轴承箱：轴压缩机的轴承箱由 轴承箱体和轴承箱盖组成，轴承箱体 与下机壳铸为一体，轴承箱内安装有 径向轴承和止推轴承，润滑轴承的润 滑油由轴承箱集油回到油箱，轴承箱 体底部装有导向装置，和底座配合， 使机组对中和沿轴向热胀，轴承箱盖 油使封处设有一个充气孔，必要时可 供油封充气防止润滑油外泄。
一、概述
轴流压缩机：指气体在压缩机中的 运动是沿压缩机轴的轴向进行的。 轴流压缩机主要是由机壳、叶片承 缸、调节缸、转子、进口圈扩压器、轴 承箱、油封、密封、轴承、平衡管道、 伺服马达、底座等组成。
轴流压缩机分为A和AV系列，均引进原瑞士苏 尔寿公司设计制造技术。A系列为静叶不可调， AV系列为全静叶可调。 型号标记示例如下： AV80-10 AV——全静叶可调式的轴流压缩机 80——轴流压缩机转子轮毂直径为80mm 10——轴流压缩机级数为12级
轴承箱1
轴承箱2
6、油封：轴流缩机的轴承箱内安装有 油封，用于防止轴承箱内润滑油的外漏， 油封上设计有一个挡风板，防止密封处泄 漏的高温气体（特别是排气侧）进入轴承 箱内，造成轴承温度升高，润滑油老化。 7、密封：在压缩机的进气侧和排气侧 分别设有轴端密封，型式为拉别密封，密 封处镶在轴上，密封片的数量是根据计算 确定的，密封间隙的大小可通过调整密封 套圆周上的调整块来实现。
调节缸的作用在于调节轴流压缩机的 各级静叶角度，以满足变工况的要求，安 装在机壳两侧的伺服马达在控制系统作用 下，通过连接板带动调节缸做轴向往复运 动，缸体则又带动各级导向环和嵌在环内 的滑块一起运动，滑快通过曲柄带动静叶 产生转动，从而达到调节静叶角度的目的 ，而各级静叶调节的大小，是通过变化各 级曲柄的长度来实现的，这些都是在气动 计算过程中确定的。
压缩机一旦出现喘振，则机组和管网的运 行状态具有以下特征：
• 压缩机工况极不稳定；压缩气体的出口压力和 人口流量周期性地大幅度波动，频率较低，同 时平均排气压力值下降；喘振有强烈的周期性 气流噪声，出现气流吼叫声；机器强烈振动， 机体、轴承、管道的振幅急剧增加。由于振动 剧烈，轴承液体润滑条件会遭到破坏，损坏轴 瓦。转子与定于会产生摩擦、碰撞，密封元件 将严重损坏。
发电机 型 号： 额定电压： 额定电流： 额定功率： 转 速： 飞轮力矩GD2： 冷却水耗量： 主轴旋转方向：
QFW-15-4 10 kV 970.3 A 15000 kW 1500 r/min 8750 kg· m2 125 t/h 从轴伸端看为顺时针
• • • • • • • • • •
润滑油站 容 量： 25000 L 流 量： 2754 L/min 压 力： 1.5 MPa(G) 油泵电机功率： 110×2 kW 事故泵电机功率： 15 kW 双联冷油器： 冷却水量： 220×2 t/h 冷却面积： 245×2 m2 双联滤油器： 过滤精度： 10 μm 排油雾风机电压：380 V 排油雾风机功率：5.5 kw • 高位油箱容量： 5000 L
油封
8、轴承：轴流压缩机的径向轴承为椭圆瓦 轴承，止推轴承是金斯泊雷轴承，主付推力面 均可100%承受轴向推力。 每个径向轴承附近安装有两个互成90度的轴 振动探头，用于检测轴流压缩机运转过程中转 子的振动，止推轴承一侧安装一个轴位移探头 ，用于检测轴压缩机过程中转子的轴向位移。 轴流压缩机的径向和止推轴承已成为一个完 整的系列，各种不同大小型号轴承的选用，都 是根据转子转速、重量等因素确定轴承的润滑 油量、轴承消耗功率、轴承油温等，并通过计 算确定的。 径向轴承和止推轴承结构如下所示