离心压缩机的基本结构15

1、离心压缩机的基本结构离心压缩机的基本结构第一节 离心压缩机系统组成o 众说周知，整套离心压缩机组是由电气、机械、润滑、冷却、控制等部分组成的一个系统。虽然由于输送的介质、压力和输气量的不同，而有许多种规格、型式和结构，但组成的基本元件大致是相同的，主要由转子转子、定子定子、和辅助设备等部件组成和辅助设备等部件组成。 第二节第二节 主机部件主机部件o一、离心压缩机的转子 转子是离心压缩机的关键部件，它高速旋转。转子是由叶轮、主轴、平衡盘、推力盘等部件组成。o 叶轮 叶轮也叫工作轮，是离心式压缩机的一个重要部件，气体在工作路轮中流动，其压力、流速都增加，同时气体的温度也升高。叶轮是离心式压缩机对气

2、体作功的唯一元件。1.在结构上,叶轮典型的有三种型式：闭式叶轮：由轮盘、轮盖、叶片三部分组成。半开式式叶轮：无轮盖、只有轮盘、叶片。双面进气式叶轮：两套轮盖、两套叶片，共用一个轮盘。叶轮的结构以叶片的弯曲形式来分：前弯叶片式叶轮：叶片弯曲方向与叶轮的旋转方向相同。叶片出口角90。后弯叶片式叶轮：叶片弯曲方向与叶轮的旋转方向相反，叶片出口角90。径向叶片式叶轮：叶片出口方向与叶轮的半径方向一致，叶片出口角90。例如：我们使用的英格索兰压缩机的叶轮就是半开式后弯型结构。 主轴o 主轴的作用就是支撑安装其上的旋转零部件（叶轮、平衡盘等）及传递扭矩。在设计轴确定尺寸时，不仅考虑轴的强度问题，而且要仔细

3、计算轴的临界转速。所谓临界转速就是轴的转速等于轴的固有频率时的转速。 平衡盘 推力盘o 在多级离心压缩机中，由于每级叶轮两侧的气体作用力不一致，就会使转子受到一个指向低压端的合力，这个合力，我们称为轴向力。轴向力对于压缩机的正常运转 是不利的，它使转子向一端窜动，甚至使转子与机壳相碰，发生事故。因此应设法平衡它，平衡盘就是利用它的两侧气体的压力差来平衡轴向力的零件。热套在主轴上，通常平衡盘只平衡一部分轴向力，剩余的轴向力由止推轴承来承受。推力盘是固定在主轴上的止推轴承中o的一部分，它的作用就是将转子剩余o的轴向力通过油膜作用在止推轴承上，o同时还确定了转子与固定元件的位置。二、离心压缩机的定子

4、 定子是压缩机的固定元件，由扩压器、弯道、回流器、蜗壳及机壳组成。 扩压器扩压器 扩压器的功能主要是使从叶轮出来的具有较大动能的气流减速，把气体的动能有效地转化为压力能。 扩压器一般分为：无叶扩压器 、叶片扩压器、 直壁式扩压器。 弯道弯道 其作用使气流转弯进入回流器，气流在转弯时略有加速。 回流器回流器 其作用使气流按所须方向均匀的进入下一级。 蜗壳 其主要作用是把扩压器后面或叶轮后面的气体汇集起来，并把它们引出压缩机，流向输送管道或气体冷却器，此外，在会聚气体过程中，大多数情况下，由于蜗壳外径逐渐增大和流通面积的逐渐增大，也起到了一定的降速扩压作用。 轴承 支撑轴承：用于支撑转子使其高速旋

5、转。 止推轴承：作用是承受剩余的轴向力。第三节第三节 辅助设备辅助设备o 离心压缩机传动系统离心压缩机传动系统 空分装置中采用的离心压缩机由于转速高，一般采用电动机通过齿轮增速箱来拖动。 对于齿轮的材质要求相当高，一般采用优质合金钢，并经渗碳处理，以提高硬度，同时要求提高加工精度。在出厂前，并经严格的静、动平衡实验。 平衡平衡：包括静平衡、动平衡两种。 静平衡是检查转子重心是否通过旋转轴中心。如果二者重合，它能在任意位置保持平衡；不重合，它会产生旋转，只有在某一位置时才能静止不动。通过静平衡实验，找出不平衡质量，可以在其对称部位刮掉相应的质量，以保持静平衡。 动平衡动平衡：经过静平衡试验的转子

6、，在旋转时仍可能产生不平衡。因为每个零件的不平衡质量不是在一个平面内。当转子旋转时，他们会产生一个力矩，使轴线发生挠曲，从而产生振动，因此，转子还需要做动平衡试验。动平衡试验就是在动平衡机上使转子高速旋转，检查其不平衡情况，并设法消除其不平衡力矩的影响。离心压缩机的冷却系统 一、冷却的方式 主要有风冷、水冷。二、冷却的主要方面 主电机、压缩后的气体、润滑油。 冷却的主要方面 主电机、压缩后的气体、润滑油o 1、冷却主电机 主要为了防止电机过度温升、烧损。通常采用的冷却方式有风冷、水冷。有的大型电机兼而有之。 2、冷却压缩后的气体 主要为了降低各级压缩后气体的温度，减少功率消耗。 通常设置水冷却

7、器。在一台机组上设有多个冷却器，有的一级一个。有的两级一个，这样根据冷却器的多少，又可以把压缩机分成几个段。 冷却器内介质流动情况： 冷却器管程走气，壳程走水；如：英格索氮压机、杭氧氧透就是这样，同时可以减少噪音。 冷却器管程走水，壳程走气。 3、冷却润滑油： 压缩机的油站设有油冷却器。降低油温和在一定范围内调节油温。 （三） 离心式压缩机组润滑系统o 第一节 润滑润滑根据其存在状态可分为：固体润滑剂、气体润滑剂、液体润滑剂、和半固体润滑剂等。一、润滑油1、定义：润滑油是用在各种类型机械上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体润滑剂。2、润滑油的作用 润滑减摩：防止机件干摩擦，减少摩擦阻力，在零件

8、表面形成油膜。冷却降温：通过润滑油的循环带走热量防止烧结。清洁：通过润滑油的流动冲洗 零件工作表面摩擦产生的金属和其它脏物。密封：减少外界的污染物进入。 锈防蚀：能吸咐在零件表面防止水、空气、酸性物质及害气体与零件的接触。减震缓冲：压缩机运行负荷很大，这个负荷经过轴承的传递润滑，使承受的冲击负荷起到缓冲的作用。3、润滑油的性能指标、定义o 粘度：表示油品流动性大小的指标。粘度越小，流动性就越好；粘度越大，流动性就越差。粘度的常见单位是厘斯（cSt）。 运动粘度：表示液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度，其值为相同温度下液体的动力粘度与其密度之比，在国际单位制中以mm2/s表示。 粘度指数：表示

9、油品的粘度随温度变化的特性。粘度指数越大，油品的粘度随温度的变化越小。通过加大粘度指数可以提高油品在不同温度下使用性能。一般以VI表示。 密度：表示在规定温度下的单位体积内所含物质的质量。一般以KG/L或kg/m3表示. 润滑油的性能指标、定义o倾点：用温度表示油品在储运和使用时的低温流动性的指标。倾点越低，油品的低温性就越好。在某种程度上也表示了油品脱蜡精制的深度。以表示。 闪点：用温度表示油品在高温下蒸发性及着火危险性的指标。一般来说，闪点越高，油品的使用温度也越高，油品中混入汽油或柴油时，闪点会明显降低。以表示。 抗氧化安定性：表示油品在使用和储存过程中，在高温和金属催化下，油品抗氧化作

10、用的能力。抗氧化安定性越好，油品的使用寿命就越长。 总碱值：表示在规定条件下，中和存在于1g油品中全部碱性组分所需的酸量，以相当的氢氧化钾毫克数表示。是测定油品中有效添加剂成分的指标，表示内燃机油的清净性与中和能力。 二、润滑脂:1、定义：是将稠化剂分散于液体润滑剂中所形成的一种稳定的半固体。2、作用：润滑脂涂于机械摩擦部位，在机械表面形成一定强度的油膜，以减小摩擦磨损，还可以防止金属氧化，填充机件空隙，防止漏气、漏油、漏水，保证设备正常运转。3、润滑脂的选用要根据机械的工作温度、运转速度、负荷大小、工作环境和供脂方式的不同，综合考虑，一般应考虑以下四个方面的因素：温度。温度对润滑脂的影响很大

11、，环境温度高和机械运转温度高的，应选用耐高温的润滑脂，一般润滑脂的是温度都应低于其滴点2030摄氏度。转速。高速运转的机件温升高，温升快，易使润滑脂变稀而流失，使用时应选用稠度较大的润滑脂。负荷。根据负荷选用润滑脂是保证润滑的关键之一。润滑脂锥入度的大小关系到使用时所能承受的负荷。负荷大应选用锥入度小（稠度较大）的润滑脂。如果既承受重负荷又承受冲击负荷，应选用含有极压添加剂的润滑脂，如含有二硫化钼的润滑脂。特殊部位的要求。机械工作环境的不同，应选用不同的润滑脂，在潮湿环境下应选用具有抗水性能的润滑脂；在尘土较多的环境下，可选用浓稠的含有石墨的润滑脂；在含酸的环境下可选用经基脂；如对密封有特殊要

12、求，应选用钡基脂。 机前进口过滤器 相关知识 在工业区空气的含尘量一般每立方米1-5毫克（氧气及相关气体规程要求不大于每立方米30毫克）。灰尘粒度0.5-20微米，以10000制氧机的加工空气量计算，每天进入的灰尘就有10公斤之多。空压机如果直接吸入，后果可想而知。 固体杂质颗粒直径大于100微米的在重力作用下会自然降落，小于0.1微米的不致引起危害，故净除的对象是0.1-100微米的尘粒。显然。粒度越小越难清除。空气过滤器捕集的对象主要是0.1-10微米的尘粒。净除后空气中含尘量小于每立方米0.5毫克。 对空气过滤器考核的性能指标主要是除尘效率、阻力、及过滤器的容尘量。 除尘效率-过滤器所捕

13、集的尘量占气体带入过滤器总尘量的百分比。 机前进口过滤器 相关知识o 阻力-就是气体通过过滤器的压降。当然随着捕集灰尘的积累，阻力越来越大。会影响空气量。 容尘量-表示过滤器滤料开始工作到需要更换滤料的时间内，过滤器单位面积所捕集的尘量，这一指标反映了过滤材料的消耗，过滤器的制作成本及气体净化成本。 为了防止不洁净介质进入压缩机组，造成设备部件磨损、叶轮和气体冷却器污染从而降低效率。同时氧透机组又为了防止因摩擦导致着火、爆炸重大事故发生。故此设置机前过滤器。 第二节第二节 离心压缩机润滑油系统离心压缩机润滑油系统o （具体参阅各机组油路） 为了保证压缩机组的安全运行，离心压缩机组需要配备完善的

14、润滑油系统。用以向压缩机组的轴承、齿轮、增速机、电机轴承供油，使机组动件与静件在相对运行过程中实现液体（油膜）与固体的摩擦，并带走产生的热量以及微小的金属粒子。另外还有部分机组使用的轴位移计，是依*压力油工作。因此，维护和调试好压缩机组的润滑油系统就显得非常重要。 一、离心式压缩机组润滑油系统组成：整个润滑油系统由以下主要机件组成：油箱、泵前过滤器、油泵、油冷却器、油过滤器、油气分离器、排烟风机、高位油箱、阀门及连接管路。一般组装在油箱的上面及周围，构成一集中式的供油系统。由操作员通过仪、电控制系统完成作业。主路线：主路线：油箱油泵前过滤器油泵加压油冷却 器油过滤器调压阀各润滑点油箱辅助路线辅

15、助路线：油过滤器高位油箱窥镜油箱 高位油箱各润滑点油箱 二、各机件分叙如下：o 油箱：用钢板焊成的储存润滑油的箱体。设有液位计、低液位报警开关、就地温度计、电加热器、以及充油口、排油阀等。 泵前过滤器：防止机械杂质进入油泵磨损部件。 油泵：介绍两种情况： A、润滑油系统装有两台相同流量和压力的油泵，均用电机拖动，一个是主油泵、另一个是辅助油泵。正常工作时，只需一个油泵运行，就能满足整个油系统的需要。运行中的主油泵在工作中必须保证连续运转，辅助油泵是*“当前油压值低于设定的油压值”自投的。 B、润滑油系统装有两台油泵，一台小电机拖动，另一台*大电机（压缩机配套的主电机）拖动。因大电机拖动的油泵一

16、般装在电机主轴的一端，我们习惯称之为“轴头泵”。正常工作时，*“轴头泵”运行来满足整个油系统的需要，压缩机启动前和停车后*小电机拖动的油泵供油。o 油冷却器：在一定范围内用来降低和调节油温。 油过滤器：一般设置两个。介绍两种情况： A、一个使用，一个备用。可以定期倒换，但是在机组开车前应作实验，确定是否会造成油压降低，防止运行中造成停车。 B、两个并联使用。 调压阀：用来控制总油管的压力，以保证润滑系统油压的稳定。 油气分离器、排烟风机： 油气分离器装在油箱盖上，把润滑系统产生的油雾中的油气分开，分离出的油回到油箱，烟气排至大气中。一般油气分离器的排出口连接排烟风机。 高位油箱：用于停电停泵造

17、成事故停车时的供油，以保证机组惰转过程中各润滑点的供油，确保安全。 正常运转时油泵向高位油箱供油，油满后经上部溢流管会油箱，这样始终保持高位油箱充满油。 油管路：上油油管的材质为不锈钢。油管路上设有压力和温度表，以及通过相关仪控系统，必要时发出报警，启动辅助油泵和联锁停车。三、机组启动前，润滑油系统的相关调试 离心压缩机组在安装、检修结束后，正式启动前，应对润滑油系统进行全面、认真的调试工作，为离心压缩机组在运行周期内运行正常打下坚实的基础。调试工作主要包括油泵试运转，仪电控系统的完善，油泵互投试验，油压联锁报警、停车的相关试验，高位油箱的静、动态试验。1、油泵试运转、油泵试运转启动油泵之前应

18、严格按照油泵启动前的准备工作进行，特别需要注意的是氧透和氮透机组需要先通入密封气，并按要求调整密封气的压力至正常范围。为保证油泵的安全供油，应分别轮换启动两台油泵。启动油泵后，应进行相关的检查：检查油泵运行中的振动、声音是否正常，以便及时处理泵体、以及安装、调试存在的问题。例如：基础螺丝松动、泵体与电机对中不好、泵体本身调压阀开度不合适引起的振动过高，噪音过大等等。o检查电机的电流是否过载，检验电机的配置是否合适。对油温、油压进行调整：a.调整油温可以通过控制油冷却器的水量和开、停电加热器来达到设计要求的参数，需要注意的是启动电加热器时应启动油泵，防止加热器周围油温传热不良而皂化，破坏油的质量

19、。氧透系统正常运行中也可以是依*自力式调温阀自动完成对油温的调节。b.调整机组总供油压可以通过油路系统的设置的手动回流阀、低压安全阀、自力式调压阀以及泵体本身带有调压阀进行调节和控制。例如：氧透系统正常运行中是依*自力式调压阀自动完成对油压的调节；空透系统配置的是螺杆式油泵，泵体本身就带有调压阀，可以通过调整该阀对出油泵的油压进行调整。c.压缩机组各润滑点的供油压力，可以通过分别设置在润滑油系统各供油管道上的节流阀进行调节。在机组启动前，应通过节流阀将各润滑点油压调整到说明书要求的“设定运行压力+60kPa”。但是需要注意的是，在机组启动后应根据机组正常运行中的实际油压再做最终调整。o2、仪电

20、控系统的完善随着制氧机各系统稳定性的不断提高，对离心式压缩机自动控制系统也提出了更高的要求。鉴于润滑油系统的重要性，要求其仪、电控制必须设计严密、安全可*、满足工艺要求。在压缩机组正式启动前，应参照机组说明书对润滑油系统油泵互投、联锁控制等相关参数的进行认真核对和检查，避免因参数设定错误而导致事故3、油泵互投试验：油泵互投是在机组正常运行时，运行油泵故障或断油时，备用油泵能够及时投运的仪电联合联锁控制。油泵互投的安全、可*将直接关系到机组的安全性，可以避免因机组断油而导致烧瓦等事故的发生。因此，在机组启动前，必须对润滑油系统的油泵互投进行系统、全面的试验，确保机组正常运行时的安全性。o4、油压

21、联锁报警、停车的相关试验：油压联锁报警、停车的相关试验的目的是：通过模拟压缩机正常运行时，油压降低后，微机可以立刻发出声光报警和信息提示；备用油泵联锁启动后，油压是否能够马上稳定并上升到正常值，避免机组停运；一旦油泵互投没有及时启动，机组是否能够及时停运，以达到保护机组的作用。5、高位油箱的静、动态试验： 高位油箱的设置，是为了保证因断油导致压缩机停车后，机组惰转时转子与轴承的润滑，防止烧坏轴瓦。高位油箱的安装一般高于压缩机组转轴中心线6米-9米以内的位置，在回油管线上设置透明窥镜，便于检查高位油箱工作是否正常。在压缩机组初次安装或年度检修后，应对高位油箱供油情况作相应“静态”与“动态”的实验

22、，原则上高位油箱供油的时间应大于压缩机惰转时间3倍以上。四、润滑油系统的操作（参阅说明书、规程） 油泵的操作、倒泵的操作 油过滤器的倒换 加油五、润滑系统的维护：五、润滑系统的维护：油箱检查：油位：保证各机组运行中，主油箱油位在2/3以上。对于氮压机，因主电机轴承依*轴承油箱内无压油润滑，应注意电机油箱油位偏低时及时补加。油质：根据规定，3个月化验一次油质。油泵检查：无异常声响，测量振动速度应2.8mm/s。油冷却器检查：油温可以在规定范围内调节，油冷却器工作正常，无跑、冒、渗、漏，并在年度检修时对油冷却器清洗。油过滤器检查：油过滤器阻力0.15MPa，并在年度检修时清洗或更换油过滤器滤芯。注意季节、昼夜温差对润滑油温的变化，要缓慢调整，以免对压缩机组振动造成大的影响。注意润滑油路系统的跑、冒、滴、漏对运行参数的影响。 总之，在压缩机组的辅助装置中，润滑油系统发挥着不可忽视的重要作用。做为操作、维护压缩机组的相关人员，应该在机组检修后，对润滑油系统进行全面、认真的调试工作；在机组正常运行时，认真点检、加强维护、按照规程操作。 第四节第四节 安全保护系统安全保护系统o 为了保证压缩机的安全稳定运行，必须设置一个