离心式压缩机的结构设计

茹海鹏

摘 要 本文介绍了离心压缩机的结构特点；分别对离心压缩机的结构特点、设计参数、主要元件和联接形式作了阐述。

关键词 离心式压缩机 结构 应用

中图分类号：TH452 文献标识码：A

0引言

离心压缩机制造业一直是我国机械制造业中的骨干行业。离心压缩机广泛地应用于：石油、化工、冶金、空分、天然气输送、煤炭、制药、核泵、轻纺、制酸、电力、矿山、生物制药、环保、地铁、隧道及国防等国民经济各个领域。

1离心式压缩机的类型及结构特点

离心式压缩机按结构特点可分为水平剖分式、垂直剖分式两种类型，其结构特点下：

（1）水平剖分离心式压缩机：水平剖分离心式压缩由定子和转子两部分组成，定子被通过轴心线的水平面剖分为上下两部分，通常称它为上下机壳。上下机壳用联接螺栓联成一个整体，便于拆装检修。

（2）垂直剖分离心式压缩机：垂直剖分离心式压缩机，其缸体为筒形，两端盖用联接螺栓与筒形缸体成一个整体，隔板与转子组装后，用专用工具送入筒形缸体。隔板为垂直剖分，隔板与隔板由联接螺栓联成一个整体。检修时需打开端盖，将转子和隔板同时由筒形缸体拉出。以便进一步分解检修。

2离心式压缩机主要元件

2.1叶轮

叶轮是离心式压缩机对气体介质做功的唯一元件，气体在调整旋转的叶轮的推动下，随叶轮一起作旋转运动，从而获得速度能和压力能。并在离心力的作用下由叶轮出口甩出，沿扩压器、弯道、回流器进入下一级叶轮进一步压缩增压，直至由压缩机出口排出，才完成介质输送和增压的任务。

2.2扩压器

扩压器由叶轮出口两侧隔板，按设计构思形成的环形通道，根据环形通道内结构的不同，则扩压器可分为无叶扩压器、叶片扩压器两种形式。

2.3弯道及回流器

弯道及回流器位于扩压器之后，由叶轮甩出的气体介质，经扩压器减速增压后进入弯道，气流经弯道使流向反转180€埃幼帕魅牖亓髌鳎涞阑亓髌魇橇忧耙患兑堵钟牒笠患兑堵值耐ǖ溃鞘迪制褰橹柿沟奶跫？

2.4进气室

进气室也称吸气室，其作用是将气体从进气管中引至叶轮入口。进气室在设计时，要注意避免出现气流速度不均和分离现象，降低流动损失、保证气流在叶轮入口有较均匀的速度场和压力场。

2.5排气室

排气室的作用是汇集由扩压器或叶轮排出的气体，以便引至机外管网系统。同时还有降低气流速度，提高气体压强的功能。

2.6密封

离心式压缩机若要获得良好的运行效果，必须在转子与定子间保留一定间隙，以避免其间的摩擦、磨损以及碰撞，损坏等故障的发生，同时，由于间隙的存在，自然会引起级间和轴端的泄漏现象，泄漏不仅降低了压缩机的工作效率，而且还将环境污染，甚至着火爆炸等事故，因此，泄漏现象是不允许产生的。

2.7干气密封

通过对比，干气密封能够消除工艺管路密封油污染，从而显著提高装置效率，因此可以堪称乙烯装置上压缩机密封的革命性进展。

密封形式：

（1）串联干气密封：串联干气密封具有外置密封的能力，可作为备用密封操作，因此普遍受到操作者的喜爱。外置密封在工艺气和大气之间形成一种附加障碍，而内置密封处理整个系统的压力。

（2）双密封：这种结构保证工艺气污染无散发。双型干气密封要求供给所需压力的氮气。在密封压力稍微高于工艺气压力的情况下，在密封间提供经过滤的氮气。这样可维持密封运行的可控环境。

干气密封的应用为压缩机组的可靠性和高效率提供了保证。现场运行的许多裂解气压缩机和制冷压缩机安装的都是干气密封，干气密封的应用为石油石化装置提供了一个稳定、可预测的有效服务。

2.8润滑

润滑是转动设备正常运行的重要条件，转动设备的转子，在轴承的支承下调整旋转，从而造成轴颈与轴承的相对运动，两零件在相对运动过程中产生动摩擦和热量，润滑的作用就是变干摩擦为液体摩擦（即液体润滑），从而减轻摩擦、降低磨损，确保转动设备长周期安全运行。

一般压缩机的润滑系统由润滑油箱、主油泵，辅助油泵，油冷却器，油过滤器，高位油箱，阀门以及管路等剖分组成。

3离心式压缩机并联意义及串联意义

离心式压缩机并联主要适用于以下情况：

（1）气体需用量很大，一台定形产品的设备不能满足气体流量的需求，这时可以考虑利用两台流量较小的压缩机并联使用。以满足生产工艺所需的气体流量；

（2）气体用量经常大范围的变动，两台压缩机并联运行，其效果较为理想，用气量较小时，一台压缩机运行，另一台备用，气体流量需要增加时，两台压缩机并联运行。

压缩机并联运行是解决大流量供求矛盾的有效措施，用户可根据生产工艺特点、设备供货情况等因素，适当选择配置方案。

离心式压缩机串联运行，主要是解决生产工艺要求压力很高，或要求压力调节范围很大，而又选不到满足这一要求的系列产品，这时往往采用两台压缩机串联运行，来解决生产上这一技术难题。

4离心式压缩机调节任务和方法

离心式压缩机与管网联合工作，共同实现气体介质的输送任务。由于生产工艺和产品产量的变化。往往要求气体介质的流量或压力也有相应变化。调节的任务就是生产工艺对气体介质流量或压力的要求。由于生产工艺变化特点不同，对气体介质的参数也有不同要求。有些情况只要求流量改变，还有些情况只要求压力改变，也有要求流量和压力同时都改变的情况，针对生产工艺的这些具体要求，按照调节对象的不同，则调节任务又有等压力调节、等流量调节和比例调节等三种形式。

（1）等压力调节：系指保持压缩机排气压力不变，只改变流量的调节。

（2）等流量调节：系指保持压缩机输送气体介质的流量不变，只改变排出压力的调节。

（3）比例调节：系指保持压力比不变（如防喘振调节），或保持两种气体介质的流量百分比不变的调节。

参考文献

[1] 徐忠.离心式压缩机原理[M].北京机械工业出版社，1990.

[2] 西安交大透平式压缩机教研室编.化工用离心式压缩机热力设计参考资料[Z]，1976.