离心式压缩机

离心式压缩机用于压缩气体的主要部件是高速旋转的叶轮和通流面积逐渐增加的扩压器。简而言之，离心式压缩机的工作原理是通过叶轮对气体作功，在叶轮和扩压器的流道内，利用离心升压作用和降速扩压作用，将机械能转换为气体的压力能的。

更通俗地说，气体在流过离心式压缩机的叶轮时，高速运转的叶轮使气体在离心力的作用下，一方面压力有所提高，另一方面速度也极大增加，即离心式压缩机通过叶轮首先将原动机的机械能转变为气体的静压能和动能。此后，气体在流经扩压器的通道时，流道截面逐渐增大，前面的气体分子流速降低，后面的气体分子不断涌流向前，使气体的绝大部分动能又转变为静压能，也就是进一步起到增压的作用。显然，叶轮对气体做功是气体得以升高压力的根本原因，而叶轮在单位时间内对单位质量气体作功的多少是与叶轮外缘的圆周速度密切相关的，圆周速度越大，叶轮对气体所作的功就越大。

离心式压缩机之所以能获得这样广泛的应用，主要是比活塞式压缩机有以下一些优点。

1、离心式压缩机的气量大，结构简单紧凑，重量轻，机组尺寸小，占地面积小。

2、运转平衡，操作可靠，运转率高，摩擦件少，因之备件需用量少，维护费用及人员少。

3、在化工流程中，离心式压缩机对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程。

4、离心式压缩机为一种回转运动的机器，它适宜于工业汽轮机或燃汽轮机直接拖动。对一般大型化工厂，常用副产蒸汽驱动工业汽轮机作动力，为热能综合利用提供了可能。但是，离心式压缩机也还存在一些缺点。

离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机(即透平式压缩机)。在离心式压缩机中，高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用，以及在扩压通道中给予气体的扩压作用，使气体压力得到提高。早期，由于这种压缩机只适于低，中压力、大流量的场合，而不为人们所注意。由于化学工业的发展，各种大型化工厂，炼油厂的建立，离心式压缩机就成为压缩和输送化工生产中各种气体的关键机器，而占有极其重要的地位。随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效率不断提高，又由于高压密封，小流量窄叶轮的加工，多油楔轴承等技术关键的研制成功，解决了离心压缩机向高压力，宽流量范围发展的一系列问题，使离心式压缩机的应用范围大为扩展，以致在很多场合可取代往复压缩机，而大大地扩大了应用范围。工业用高压离心压缩机的压力有(150~350)×10^5Pa的，海上油田注气用的离心压缩机压力有高达700×10^5Pa的。作为高炉鼓风用的离心式鼓风机的流量有大至7000m3/min，功率大的有52900KW的，转速一般在10000r/min以上。

有些化工基础原料，如丙烯、乙烯、丁二烯、苯等，可加工成塑料、纤维、橡胶等重要化工产品。在生产这种基础原料的石油化工厂中，离心式压缩机也占有重要地位，是关键设备之一。除此之外，其他如石油精炼，制冷等行业中，离心式压缩机也是极为关键的设备。

离心式压缩机 centrifugal compressor

叶轮对气体作功使气体的压力和速度升高，完成气体的运输，气体沿径向流过叶轮的压缩机。

又称透平式压缩机:主要用来压缩气体，主要由转子和定子两部分组成:转子包括叶轮和轴，叶轮上有叶片、平衡盘和一部分轴封;定子的主体是气缸，还有扩压器、弯道、回流器、迸气管、排气管等装置。

离心式压缩机的工作原理是:当叶轮高速旋转时，气体随着旋转，在离心力作用下，气体被甩到后面的扩压器中去，而在叶轮处形成真空地带，这时外界的新鲜气体进入叶轮。叶轮不断旋转，气体不断地吸入并甩出，从而保持了气体的连续流动。与往复式压缩机比较，离心式压缩机具有下述优点:结构紧凑，尺寸小，重量轻;排气连续、均匀，不需要中间罐等装置;振动小，易损件少，不需要庞大而笨重的基础件;除轴承外，机器内部不需润滑，省油，且不污染被压缩的气体;转速高;维修量小，调节方便。

启动前，首先做好以下准备工作:

检查机组是否具备启动条件(包括检查上次停车的原因及检修情况;检查机组周围是否有障碍物;启动的工具、听针、记录表等是否已准备好)

检查电机、电气、仪表、灯光信号是否正常，特别是事故连锁系统是否能正确动作(包括断水、油压低、轴向位移等项);

鬠油润滑系统是否正常(油箱油位、油箱底部有无积水、辅助油泵及油路正常);

冷却系统及冷却水情况(水压、水温、阀门是否灵活等)

Р种阀门是否灵活好用，是否能按照要求关闭和打开;

启动前要进行盘车，检查转动部件是否灵活，轴位指示器有无变化。

机组各部分是否有异常声响，以及振动是否超过允许值;

检查各轴承的油温上升速度。若轴承温升太快，接近最高允许值时应立即停车。同时还应注意油冷却器出口温度，倘若上升到允许范围35~~40℃，应切断油加热系统，并慢慢打开油冷却器进口阀;

调整各冷却器进口水量，使冷却器后介质温度不超过允许值;

根据空分操作要求，调整压缩机的排出压力;

在膨胀机启动后，密切观察压缩机排出压力与进口流量变化情况，防止发生喘振

离心式压缩机轴承工作温度一般在45~50℃，最高温度不应超过65℃。一般规定65℃为报警温度，75℃为连锁停机温度。造成轴承温度过高的原因有:

⑴轴瓦与轴颈间隙过小，应进行刮瓦，调整间隙;

⑵轴承润滑油进口节流圈孔径小，进油量不足，应适当加大节流圈孔径;

⑶ 进油温度太高。应调节油冷却器的冷却水量;

⑷ 油内混有水分或脏污、变质，影响润滑效果。应检查油冷却器，消除漏水故障或更换新油;

⑸ 脏物进入轴承，磨坏轴瓦。应清洗轴承和润滑油管路，并刮研轴衬;

⑹ 轴瓦破损，应重新浇铸轴瓦。

喘振是透平压缩机在流量减少到一定程度时所发生的一种非正常工况下的振动。离心式压缩机是透平压缩机的一种形式，喘振对于离心式压缩机有着很严重的危害。

离心式压缩机发生喘振时，典型现象有:

压缩机的出口压力最初先升高，继而急剧下降，并呈周期性大波动;

压缩机的流量急剧下降，并大幅波动，严重时甚至出现空气倒灌至吸气管道;

拖动压缩机的电机的电流和功率表指示出现不稳定，大幅波动;

机器产生强烈的振动，同时发出异常的气流噪声。

影响离心式压缩机排气量的因素很多，除与设计、制造、安装有关外，在压缩机运行中能够影响排气量的因素主要有:

1、空气滤清器堵塞或阻力增加，引起压缩机吸入压力降低。在出口压力不变时，使压缩机压比增加。根据压缩机性能曲线，当压比增加时，排气量减少;

2、空分设备管路堵塞，阻力增加或阀门故障，引起压缩机吸入压力升高。在吸入压力不变的情况下，压比增加，造成排气量减少;

3、压缩机中间冷却器阻塞或阻力增大，引起排气量减少。不过，不同位置的阻塞，情况还有所区别:如果冷却器气侧阻力增加，就只增加机器内部阻力，使压缩机效率下降，排气量减少;如果是水侧阻力增加，则循环冷却水量减少，使气体冷却不好，从而影响下一级吸入，使压缩机的排气量减少;

4、密封不好，造成气体泄漏。包括:

1、内漏，即级间窜气。使压缩过的气体倒回，在进行第二次压缩。它将影响各级的工况，使低压级压比增加，高压级压比下降，使整个压缩机偏离设计工况，排气量下降

2、外漏，即从轴端密封处向机壳外漏气。吸入量虽然不变，但压缩后的气体漏掉一部分，自然造成排气量减少;

5、冷却器泄漏。如果一级泄漏，因水侧压力高于气侧压力，冷却水将进入气侧通道，并进一步被气流夹带进入叶轮及扩压器。经一定时间后造成结垢、堵塞，使空气流量减少。如果二、三级冷却器泄漏，因气侧压力高于水侧，压缩空气将漏入冷却水中跑掉，使排气量减少;

6、电网的频率或电压下降，引起电机和压缩机转速下降，排气量减少;

7、任一级吸气温度升高，气体密度减小，也都会造成吸气量减少。

轮盖密封与级间密封处的泄漏均属于内泄漏。严重的内泄漏会使压缩机能量损失增加，级效率及压缩机效率下降，排气量减少。不过，两者的影响机理也有所不同:轮盖密封的泄漏是使压缩过的气体重新回到叶轮，再进行第二级压缩，从而主要使级的总耗功增加;级间密封的泄漏为级间窜气，从而会使低压级压比增加，高压级压比下降。

平衡盘密封的严重泄漏虽然对压缩机的性能影响不大，但对离心式压缩机的安全运行却关系很大。

轴封的泄漏属于外泄漏。外泄漏是指气体从密封处漏往机壳以外。不言而喻，严重的外泄漏将直接造成压缩机排气量的减少。

(1) 耐温 耐高达900℃的热蒸汽、气体，热、冷水，轻质燃油、润滑剂，原油及天然气。

(2) 耐压 密封面及接头处极好的粘着力可确保耐压高达250巴(255kg/cm2)，无密封环法兰耐压高达450巴(459 kg/cm2)，螺管接头耐压高达550巴(561 kg/cm2)。

(3)塑性变形 塑性无限制，因此，即使在最高要求的条件下，密封膜也不会破裂。

(4)应用领域 蒸汽轮机和燃气轮机、发电厂(核电站)、煤气厂和水厂、炼油厂、冶炼厂、造船厂、油漆和橡胶制造、化工厂等众多行业企业，电站(包括核电站)蒸汽机轮、燃气机轮以及烟气机轮的汽缸集合面你的密封，工业透平机械、设备法兰的高温密封及高温热管丝扣螺纹的密封。尤其适用于密封金属接头:蒸汽轮机和燃气轮机、压缩机、泵、外壳、法兰接头等。

(5)使用寿命 对于高压涡轮机，我们保证产品能承受高达900℃、压力高达250巴的高温蒸汽、气体、热和冷水、轻质燃油、润滑剂、矿物油及天然气。根据应用指导使用并正常运行时，对于蒸汽轮机和燃气轮机，我们保证在机加密封面(对接接头)的使用寿命在10年。

在离心式压缩机中，为了减少压缩机转子与固定元件之间的间隙漏气，必须有密封。密封按其位置可分为四种:轮盖密封、级间密封、平衡盘密封和(前、后)轴封。密封的形式通常采用梳齿式的迷宫密封，此外尚可采用石墨环密封、固定套筒液膜密封、浮动环密封以及机械密封等。

迷宫密封的工作原理:当气流通过梳齿形密封片的间隙时，气流近似经历了一个理想的节流过程，其压力和温度都下降，而速度增加。当气流从间隙进入密封片间的空腔时，由于截面积的突然扩大，气流形成很强的旋涡，从而使速度几乎完全消失，温度有回复到密封片前的数值，而压力却不能再恢复，保持等于通过节流间隙时的压力不变。气流经过随后的每一个密封片间隙和空腔，气流的变化重复上述过程。所不同的是由于气流质量体积逐渐增加，在通过间隙时的气流速度和压力降越来越大。由此可见，当气流通过整个迷宫密封时，压力是逐渐下降的，最后趋近于背压，从而起到密封作用。

1、离心式压缩机还不适用于气量太小及压比过高的场合。

2、离心式压缩机的稳定工况区较窄，其气量调节虽较方便，但经济性较差。

3、离心式压缩机效率一般比活塞式压缩机低。

我国在五十年代已能制造离心式压缩机，从七十年代初开始又以石油化工厂，大型化肥厂为主，引进了一系列高性能的中、高压力的离心式压缩机，取得了丰富的使用经验，并在对引进技术进行消化、吸收的基础上大大增强了自己的研究、设计和制造能力。

1 构造不一样

离:主要由转子和定子两大部分组成

螺:双转子、机体、主轴承、轴封、平衡活塞及能量调节装置。

2 工作原理不一样

离:气体进入离心式压缩机的叶轮后，在叶轮叶片的作用下，一边跟着叶轮作高速旋转，一边在旋转离心力的作用下向叶轮出口流动，并受到叶轮的扩压作用，其压力能和动能均得到提高，气体进入扩压器后，动能又进一步转化为压力能，气体再通过弯道、回流器流入下一级叶轮进一步压缩，从而使气体压力达到工艺所需的要求

螺:喷油单级双螺杆压缩机，采用高效带轮(或轴器)传动，带动主机转动进行空气压缩，通过喷油对主机压缩腔进行冷却和润滑，压缩腔排出的空气和油混合气体经过粗、精两道分离，将压缩空气中的油分离出来，最后得到洁净的压缩空气。

又称工作轮。离心式压缩机中惟一对气流作功的元件。转子上的最主要部件。一般由轮盘、轮盖和叶片等零件组成。气体在叶轮叶片的作用下，随叶轮作高速旋转，气体受旋转离心力的作用，以及在叶轮里的扩压流动，使它通过叶轮后的压力得到提高。