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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 概述 概述 优点： 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。 概述 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。 离心式压缩机半剖面构造图 离心压缩机的主要零部件 离心压缩机的主要零部件 离心压缩机的主要零部件 离心压缩机的主要零部件 离心压缩机的主要零部件 离心压缩机的主要零部件 离心压缩机的主要零部件 离心压缩机的主要零部件 离心压缩机的主要零部件 离心式压缩机的工作特性 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。 离心式压缩机的工作特性 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。 （5）效率 是衡量压缩机性能好坏的重要指标。 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。 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。 离心式压缩机的工作特性 离心式压缩机的工作特性 离心式压缩机的工作特性 离心式压缩机的工作特性 离心式压缩机的工作特性 离心式压缩机的工作特性 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 旋转脱离 流量减小 边界层分离 旋转脱离 （1）压缩机喘振的机理 现象：级进出口参数产生强烈脉动，叶片振动，机器噪音增大。 旋转脱离 压缩机喘振 流量进一步减小 脱离团阻塞叶道 出口压力显著 下降 倒流 整个压缩机系统发生周期性的低频大振幅的气流振荡现象，就称为喘振。 如图所示为离心式压缩机的特性曲线 若压缩机在设计工况A点下工作时，气流方向和叶片流道方向一致，不出现边界层脱离现象，效率达最高值。当流量减小时(工作点向A1移动)，气流速度和方向均发生变化，使非工作面上出现脱离现象，当流量减少到临界值(A1)点时，脱离现象扩展到整个流道，使损失大大增加，压缩机产生的能量头不足以克服背压（排气压力），致使气流倒流，倒流的气体与吸进来的气体混合，流量增大，叶轮又可压送气体。但由于吸入气体量没有变化，流量仍然很小，故又将产生脱离，再次出现倒流现象，如此周而复始。这种气流来回倒流撞击的现象称为“喘振”，它将使压缩机产生强烈的振动和噪声，严重时会损坏叶片甚至整个机组。 压缩机工况变化时的特性曲线 离心压缩机的工作特性 喘振原因： 喘振内因：流量过小，小于压缩机的最小流量，导致机内出现严重的气体旋转脱离； 喘振外因：管网有一定容积，且压力高于压缩机的排压，造成气流倒流，产生大幅度的气流脉动。脉动的频率和振幅与管网容量有关。 喘振的危害： 压缩机性能恶化，压力、效率降低； 出现异常噪声、吼叫和爆音； 机组出现强烈振动，使得压缩机的轴承、密封损坏，转子和固定部件发生碰撞，造成机器严重破坏。 防喘振方法： 为了防止当压缩机工况发生变化时发生喘振现象，机组中须采取反喘振措施。即从压缩机出口旁通—部分气流直接进入压缩机的吸入口，加大它的吸入量，从而避免喘振现象的发生。 目前，在离心式压缩机上均采用独立的反喘振系统。系统根据出入口压力、温度计算出当前工况下的入口流量并与系统中的当前工况喘振流量进行比较，从而控制反喘振控制阀的开度。 五、压缩机的阻塞工况(极限工况） 所谓阻塞．即流量已达最大值，如图中的A2点，此时，压缩机流道中某个最小截面处的气流速度达到了音速，流量不可能继续增加。 从堵塞点(最大流量点)到喘振点(最小流量点)这一范围，称为离心式压缩机的稳定工作区。它的大小也是压缩机性能好坏的标志之一。 产生原因： 流量增大，气流的冲角达到较大的负冲角，在叶片工作面上发生边界层分离，叶片做功全部转变为能量损失，压力不再升高，仅用于维持在该流量下流动； 在流道最小截面处出现了声速，边界层分离区急剧扩大，压缩机达到了阻塞工况，此时压力得不到提高，流量不再增大。 离心式压缩机的轴端密封 离心式压缩机的轴端密封是指将压缩机内部介质 与外部环境相隔离，防止机内介质向机体外泄漏的一 种装置。 离心式压缩机的轴端密封主要有以下几种型式： 轴向密封：浮环密封、阻塞密封、迷宫密封 径向密封：单端面螺旋槽式机械密封、干气密封 离心式压缩机的轴端密封 迷宫密封： 迷宫密封也称为梳齿型密封，是一种非接触型密封。主要用于离心压缩机级内轮盖密封、级间密封和平衡盘密封上。在压力较低，且允许流体少量流出时，也可作为轴密封(轴与壳体间的密封)使用。 迷宫密封的结构用的较多的是以下几种： 平滑形 曲折形 台阶形 径向排列的迷宫密封 还有一种新型的迷宫密封叫蜂窝形迷宫密封 离心式压缩机的轴端密封 平滑行迷宫密封 离心式压缩机的轴端密封 台阶形迷宫密封 离心式压缩机的轴端密封 密封原理 迷宫密封是利用节流原理使气体每经过一个齿片，压力就下降一次，经过一定数量的齿片后就形成较大的压降，实质上迷宫密封就是给气体的流动以压差阻力，从而减小气体的通过量。 离心式压缩机的轴端密封 干气密封 干气密封的基本结构 干气密封的基本工作原理 干气密封的特征 干气密封典型结构 弹簧座 (410 ) 弹簧 (哈氏合金 C) 推环 (410 ) 腔体 (410) 轴套 (410 ) 波纹带 (蒙耐尔 K-500) 压紧套 (410 ) 静环 (碳石墨) (Cranite 2000) 动环 (碳化硅) 离心式压缩机的轴端密封 干气密封材料 动环 －碳化钨 / 碳化硅 静止环 －碳石墨/ Cranite 2000 （特种材料，克兰专利） 金属件 －410不锈钢 / 316不锈钢 / 哈氏合金 / 其它 弹簧 －哈氏合金C 离心式压缩机的轴端密封 工作原理： 干气密封与传统的机械密封相类似，密封面由动环和静环组成。其中动环端面上刻有许多沟槽，他们互不相通。各个沟槽从旋转环的外径向中心延伸，但不贯通，接口槽外深内浅，在沟槽的末端形成了密封堰。 当处于非运行状态时，动环与静环的密封面接触，在运行状态时，气体被吸入沟槽中压缩的同时，遇到密封堰的阻拦，气体压力升高，克服静环座弹簧力和作用在静环上的流体静压力，使动、静环密封面脱离接触，产生很小的间隙3-7微米。 通过这种方法使间隙持久的存在，流经密封面的密封气同时也起到了冷却机封的作用。 离心式压缩机的轴端密封 旋向 密封坝 气体受压，压力升高，产生间隙 气体向中心泵送 单向螺旋槽 离心式压缩机的轴端密封 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Good morning everyone. Thank you for attending CNOOC Limited’s Board of Directors meeting. 离心式压缩机 杨挺 2012年12月 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。 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。 吸入室 扩压器 回流器 弯道 蜗壳 止推轴承 支撑轴承 干气密封 叶轮 平衡盘 干气密封 支撑轴承 推力盘 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。 扩压器 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。 扩压器种类： 无叶片式；叶片式；直壁式。 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 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Good morning everyone. Thank you for attending CNOOC Limited’s Board of Directors meeting. * *

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