8. 离心式压缩机

1、泵与压缩机离心式压缩机主要内容了解压缩机的相关概念熟悉离心式压缩机的总体结构熟悉离心式压缩机的主要零部件一、概述压缩机是把原动机的机械能转变为气体压力能的一种机械。容积式：利用气体容积的缩小宜用于中小流量的场合透平式：利用叶轮和气体的相互作用宜用于大流量的场合按压缩气体的方式离心式气体在压缩机中的流动方向大致与旋转轴相垂直。轴流式气体在压缩机中的流动方向大致与旋转轴相平行。斜流式气体在压缩机中的流动方向介于离心式和轴流式 之间，流动方向与旋转轴成某一夹角。复合式在同一台压缩机内，同时具有轴流式与离心式 （斜流式）工作叶轮，一般轴流在前、离心在后。 按气体运动方向按用途分类高炉鼓风机、催化裂化主

2、风机、转炉煤气鼓风机、锅炉引风机、烧结鼓风机等 按排气压力离心通风机，风压在10-15kPa离心鼓风机，风压在15350kPa离心压缩机，风压在350kPa以上（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，kW。（4）排 气 量：指压缩机单位时间内能压送的气体量。（5）效 率：是衡量压缩机性能好坏的重要指标二、离心式压缩机主要性能参数三、离心式压缩机常用术语级：由一个叶轮与其相配合的固定元件所构成。段：以中间冷却器作为分段的标志。缸：一个机壳称为一缸，多机壳称为多缸。列：指压缩

3、机缸的排列方式，一列可由一至几个缸 组成 为了节省压缩机的耗功，压缩机常常有中间冷却器，中间冷却器把全部级分隔成几个段。在每段里，有一个或几个级，每个级是由一个叶轮及与其相配合的固定零件所构成。 对于离心式压缩机级来说，从其基本结构上来看，它可以分为中间级和末级两种。级和段 中间级由叶轮、扩压器、弯道和回流器等组成。气体经过中间级后将直接流到下一级去继续进行增压。 在离心压缩机的每一段里，除了段中的最后一级外，都属于这种中间级。 中间级 末级由叶轮、扩压器、蜗室等组成。 气体经过这一级增压后将排出机外、流到冷却器进行冷却，或送往排气管道输出。 对于这两种级的结构型式来说，叶轮是这两种级所共同具

4、有的，只是在固定元件上有所不同。 对于末级来说，它是以蜗室取代中间级的弯道和回流器，有时还取代了级中的扩压器。 末级中间级： 叶轮 扩压器 弯道 回流器等首级： 增加吸气室末级： 无弯道 无回流器 增加蜗壳叶轮扩压器弯道回流器密封装置出口蜗壳吸气室四、离心式压缩机的整体结构 气体由吸气室吸入，通过叶轮对气体做功，使气体压力、速度、温度提高。然后流入扩压器，使速度降低，压力提高。弯道和回流器主要起导向作用，使气体流入下一级继续压缩。最后，由末级出来的高压气体经涡室和出气管输出。 五、离心式压缩机的工作机理 由于气体在压缩过程中温度升高，而气体在高温下压缩，消耗功将会增大，为了减少压缩耗功，故对压

5、力较高的离心式压缩机在压缩过程中采用中间冷却器，即由某中间级出口的气体，不直接进入下一级，而是通过蜗室和出气管，引到外面的中间冷却器进行冷却，冷却后的低温气体，再经吸气室进入下级压缩。1. 转子 转子是离心压缩机的主要部件，它是由主轴、叶轮、平衡盘等组成的。六、离心式压缩机的主要零部件类型：阶梯轴、节鞭轴、光轴 主轴上安装所有的旋转零件，它的作用就是支持旋转零件及传递转矩。主轴的轴线也就确定了各旋转零件的几何轴线。 主轴通常为阶梯轴，以便于零件的安装。各阶梯的突肩起轴向定位作用。也可采用光轴，因为它具有形状简单，加工方便的特点。 （1）主轴 叶轮也称为工作轮，它是压缩机中最重要的一个部件。气体

6、在叶轮叶片的作用下，跟着叶轮做高速的旋转。而气体由于受旋转离心力的作用以及在叶轮里的扩压流动，使气体通过叶轮后的压力得到了提高。此外，气体的速度能也同样在叶轮里得到了提高。因此可以认为叶轮是使气体提高能量的唯一途径。 叶轮是由轮盘、轮盖和叶片组成，这种叶轮称为闭式叶轮。（2）叶轮叶轮 平衡盘就是利用它的两边气体压力差来平衡轴向力的零件。通常，平衡盘只平衡一部分轴向力。剩余的轴向力由止推盘（止推轴承）承受。 平衡盘的外缘安装气封，可以减少气体泄漏。 （3）平衡盘（鼓）定子中所有零件均不能转动，它是由机壳、扩压器、弯道、回流器、蜗室和密封等组成。2. 定子 机壳也称为气缸、机壳是静子中最大的零件。

7、它通常是用铸铁或铸钢浇铸出来的。 机壳一般有水平中分面，以便于装配、检修。上下机壳用定位销定位，用螺栓联接，下机壳装有导向柱，便于拆装定位。 吸气室、蜗壳也是机壳的一部分，它的作用是把气体均匀地引入叶轮，然后顺畅地导出机壳。吸气室内通常浇铸有分流肋，使气流更加均匀，也起到增加机壳刚性的作用。（1）机壳 气体从叶轮流出时，它具有较高的流动速度，为了充分利用这部分速度能，常常在叶轮后面设置了流通面积逐渐扩大的扩压器，用以把速度能转化为压力能，以提高气体的压力。 扩压器一般有无叶型、叶片型、直壁型扩压器等多种形式。（2）扩压器 在多级离心式压缩机中，气体欲进入下一级就必须拐弯，为此要采用弯道。弯道是

8、由机壳和隔板构成的弯环形通道空间。（3）弯道左 机 壳右 机 壳隔 板 回流器的作用是使气流按所需要的方向均匀地进入下一级。它由隔板和导流叶片组成。通常，隔板和导流叶片整体铸造在一起。隔板借销钉或外缘凸肩与机壳定位。（4）回流器 蜗室的主要目的是把扩压器后面或叶轮后面的气体汇集起来，把气体引导到压缩机外面去，使它流到气体输送管线或流到冷却器去进行冷却。此外，在汇集气体的过程中，在大多数情况下，由于蜗室外径的逐渐增大和通流截面的渐渐扩大，也对气流起到一定的降速扩压作用。 （5）蜗室七、密封装置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、干气密封密封

9、装置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。1. 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 以及一种新型的蜂窝形迷宫密封平滑形迷宫密封台阶形迷宫密封密封原理 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。2. 干气密封弹簧座

10、 弹簧 推环 腔体 轴套 波纹带 压紧套静环(碳石墨)动环(碳化硅)（1）基本结构（2）密封元件材料动 环 碳化钨 / 碳化硅静 环 碳石墨金属件 410不锈钢 / 316不锈钢 / 哈氏合 金 / 其它弹 簧 哈氏合金（3）工作原理 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。（4）干气密封优缺点优点： 密封无磨损，使用寿命长、运行稳定可靠； 密封功率消耗小，仅为接触式机械密封的 5%左右； 与其他非接触式密封相比，干气密封气体泄漏量小,是一种环保型密封； 密封辅助系统简单、可靠