離心式壓縮機的基本結構及優缺點說明

2021-01-15 電子發燒友

離心式壓縮機又稱透平式壓縮機，主要用來壓縮氣體，主要由轉子和定子兩部分組成：轉子包括葉輪和軸，葉輪上有葉片、平衡盤和一部分軸封;定子的主體是氣缸，還有擴壓器、彎道、回流器、迸氣管、排氣管等裝置。

基本結構

轉子是離心式壓縮機的關鍵部件，它可以高速旋轉。轉子由葉輪、主軸、平衡盤、推力盤等部件組成。

1、葉輪

葉輪，也稱為工作輪，是離心式壓縮機的重要部件。 工作路徑中的氣流的壓力和速度增加，並且氣體的溫度也增加。 葉輪是離心式壓縮機唯一可用於燃氣的部件。

在結構上，有三種典型的葉輪類型：

（1）閉式葉輪：由輪盤，輪蓋和葉片組成。

（2）半開式葉輪：無輪蓋，僅輪盤和葉片。

（3）雙面進氣葉輪：兩套輪蓋和兩套葉片，共用一個輪盤。

葉輪的結構可以以葉片的彎曲形式分為三個部分：

（1）前彎葉片葉輪：葉片的彎曲方向與葉輪的旋轉方向相同。 葉片出口角度大於90度。

（2）後彎葉片葉輪：葉片的彎曲方向與葉輪的旋轉方向相反，葉片的出口角度小於90度。

（3）徑向葉片葉輪：葉片出口方向與葉輪方向相同，葉片出口角度等於90度。

2、主軸

主軸的功能是支撐安裝在其上的旋轉部件（葉輪，平衡盤等）並傳遞扭矩。在確定設計軸的尺寸時，不僅要考慮軸的強度，還要仔細計算軸的臨界速度。所謂臨界轉速就是軸的轉速等於軸的固有頻率時的轉速。

3、平衡盤、推力盤

在多級離心壓縮機中，由於每級葉輪兩側的氣體力不一致，轉子將受到指向低壓端的合力，我們稱之為軸向力。軸向力不利於壓縮機的正常運行。 它使轉子移動到一端，甚至使轉子和外殼發生碰撞，從而引發事故。因此，應該努力平衡它。平衡板是通過使用其兩側的氣體之間的壓力差來平衡軸向力的部分。在熱套筒的主軸中，平衡盤通常僅平衡軸向力的一部分，並且剩餘的軸向力由推力軸承承擔。

推力盤是固定在主軸上的止推軸承中的一部分，它的作用就是將轉子剩餘的軸向力通過油膜作用在止推軸承上，同時還確定了轉子與固定元件的位置。

定子是壓縮機的固定元件，由擴壓器、彎道。回流器、蝸殼及機殼組成。

1、擴壓器

擴壓器的主要功能是使來自葉輪的高動能減速流動，並有效地將氣體的動能轉換成壓力能。擴壓器一般分為無葉擴壓器、片葉擴壓器以及直壁式擴壓器。

2、回流器

其作用使氣流按所需方向均勻額進入下一級。

3、蝸殼

其主要作用是把擴壓器後面或葉輪後面的氣體匯集起來，並把它們引出壓縮機，流向輸送管道或氣體冷卻器，此外，在匯聚氣體過程中，大多數情況下，由於蝸殼外徑逐漸增大和流通面積的逐漸增大，也起到了一定的降速擴壓作用。

4、軸承

支撐軸承用於支撐轉子使其高速旋轉；止推軸承的作用則是承受剩餘的軸向力。

優點

1、離心式壓縮機的氣量大，結構簡單緊湊，重量輕，機組尺寸小，佔地面積小。

2、運轉平衡，操作可靠，運轉率高，摩擦件少，因之備件需用量少，維護費用及人員少。

3、在化工流程中，離心式壓縮機對化工介質可以做到絕對無油的壓縮過程。

4、離心式壓縮機為一種迴轉運動的機器，它適宜於工業汽輪機或燃汽輪機直接拖動。對一般大型化工廠，常用副產蒸汽驅動工業汽輪機作動力，為熱能綜合利用提供了可能。

缺點

1、離心式壓縮機還不適用於氣量太小及壓比過高的場合。

2、離心式壓縮機的穩定工況區較窄，其氣量調節雖較方便，但經濟性較差。

3、離心式壓縮機效率一般比活塞式壓縮機低。

我國在五十年代已能製造離心式壓縮機，從七十年代初開始又以石油化工廠，大型化肥廠為主，引進了一系列高性能的中、高壓力的離心式壓縮機，取得了豐富的使用經驗，並在對引進技術進行消化、吸收的基礎上大大增強了自己的研究、設計和製造能力。

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