全方位攻略—全面解析离心压缩机

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一 离心式压缩机的结构

离心压缩机的的品种和型号很多，但就其最基本的组成而言，主要有定子和转子两部分组成。

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。





吸汽室

用来将制冷剂蒸汽从进气管均匀地引入到叶轮中去的固定部件形状为渐缩形



进口可调导流叶片是离心机的能量调节装置由若干扇形叶片组成，其根部带有转轴









扩压器

作用是使汽流减速，动能转化为压力能，进一步提高气体的压力,多采用无叶扩压器，即由两个平行壁面构成的等宽度环形空间,无叶扩压器后面与蜗室或弯道及回流器相连



蜗壳(蜗室)

是将扩压器出来的气体汇集起来，导出压缩机之外的装置通流截面沿气流方向逐渐扩大，也对汽流起到一定的减速扩压作用.

弯道与回流器

用于多级离心机中,弯道是一个弯曲形的环形空间，它使汽流由离心方向改为向心方向,回流器内装有导向叶片，使汽流能沿轴线方向进入下一级。



隔板：隔板是形成固定元件的气体通道，根据隔板在压缩机所处的位置，隔板可分为4种类型：进口隔板、中间隔板、段间隔板、排气隔板。进气隔板和气缸形成进气室，将气体导流到第一级叶轮入口，对于采用可调和欲旋的压缩机，在进气隔板上还可装上可调叶片，以改变气流的方向。中间的隔板用处有2个，一是形成扩压室，使气体流出后具有的动能减少，转变成压强的增高：二是形成弯到流向中心，流到下级叶轮入口。段间隔板的作用是指在段间对排的2MCL、2BCL型压缩机中分隔两段排气口。排气隔板除了与末级叶轮前隔板形成末级扩压式之外，还要形成排气室。

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。

止推轴承的作用是承受转子的轴向力，限制转子的轴向转动，保持转子在气缸中的轴向位置。其可分为米契尔轴承和金斯伯雷轴承。

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。

3、平衡盘

平衡盘又名卸荷盘，压缩机的平衡盘一般装载汽缸末级的后面，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。

4、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。

润滑油系统

润滑油系统由油箱、主副油泵、过滤器、油冷器、油压调节装置、油加热装置及安全装置组成。油泵将安装在基座底部油箱中的油抽出，经油冷器，油滤器给3-K1及齿轮箱的推力、径向轴承等提供润滑。油泵有两台，可互为备用。设备停车后，油循环应保证工作15分钟。发生意外，油泵不能正常启动时，高位油罐可提供轴承的润滑冷却作用；油冷器和油滤器能在结垢和压差过大时通过切换阀切换处理，而不影响机组运行。利用油流视镜，检查从止推和颈向轴承流出的油流是否正常。

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，机械密封面并不接触，流经密封面的密封气同时也起到了冷却机封的作用。



二  离心式压缩机的工作原理

汽轮机（或电动机）带动压缩机主轴叶轮转动，在离心力作用下，气体被甩到工作轮后面的扩压器中去。而在工作轮中间形成稀薄地带，前面的气体从工作轮中间的进汽部份进入叶轮，由于工作轮不断旋转，气体能连续不断地被甩出去，从而保持了气压机中气体的连续流动。气体因离心作用增加了压力，还可以很大的速度离开工作轮，气体经扩压器逐渐降低了速度，动能转变为静压能，进一步增加了压力。如果一个工作叶轮得到的压力还不够，可通过使多级叶轮串联起来工作的办法来达到对出口压力的要求。级间的串联通过弯通，回流器来实现。这就是离心式压缩机的工作原理。



三  离心式压缩机的优点及比较

离心式压缩机与活塞式压缩机相比较，具有下列特点：

① 在相同功率时，其外形尺寸小、重量轻、占地面积小。

② 无往复运动部件，动平衡特性好，振动小，基础要求简单。

③ 磨损部件少，连续运行周期长，维修费用低，使用寿命长。

④ 易于实现多级压缩和节流，达到同一台制冷机多种蒸发温度的操作运行。

⑤ 能够经济地进行无级调节。

⑥ 对大型压缩机，若用经济性高的工业汽轮机直接带动，实现变转速调节，节能效果更好。

⑦ 转速较高，用电动机驱动的一般需要设置增速器。

⑧ 当入口压力太低时，压缩机组会发生喘振而不能正常工作。

优点

1、单机制冷量大

2、相同冷量时，尺寸小、重量轻，占地面积小

3、磨损件少，连续运转时间长，维修费用低

4、振动小，基础简单

5、工作中制冷剂混油少，因而蒸发器和冷凝器的传热性能好

6、能量调节的范围及节能效果好

7、大型机可实现变速调节

不足　

1、离心式压缩机目前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、目前离心式压缩机效率一般比活塞式压缩机低。

四 离心式制冷装置

冷凝器：被冷却水将蒸汽冷却冷凝成液体

浮球阀：节流降压且控制流量

蒸发器：被冷媒水(载冷剂)加热蒸发

挡液板：去除液滴







五  离心机的特性曲线及能量调节





机组的能量调节方法：1、改变压缩机转速；2、采用可调进口导流叶片；3、进气节流调节。










压缩机喘振：

当压缩机的进口流量小到足够的时候，会在整个扩压器流道中产生严重的旋转失速，压缩机的出口压力突然下降，使管网的压力比压缩机的出口压力高，迫使气流倒回压缩机，一直到管网压力降到低于压缩机出口压力时，压缩机又向管网供气，压缩机又恢复正常工作。当管网压力又恢复到原来压力时，流量仍小于机组喘振流量，压缩机又产生旋转失速，出口压力下降，管网中的气流又倒流回压缩机。如此周而复始，一会气流输送到管网，一会又倒回到压缩机，使压缩机的的流量和出口压力周期的大副波动，引起压缩机的强烈气流波动，这种现象就叫做压缩机的喘振。一般管网容量大，喘振振幅就大，频率就低，反之，管网容量小，喘振的振幅就小，频率就高。

压缩机喘振的特征：

1、压缩机的工况及不稳定，压缩机的出口压力和入口流量周期性的大幅度波动，频率教低，同时平均排气压力值下降。

2、喘振有强烈的周期气流声，出现气流吼叫。

3、机器强烈振动。机体、轴承、管道的振幅急剧增加，由于振动剧烈、轴承润滑条件遭到破坏，损坏轴瓦。转子与定子会产生摩擦、碰撞，密封元件将严重损坏。

防止压缩机喘振的条件：

1、防止进气压力低、进气温度高、和气体分子量小等。

2、防止管网堵塞使管网特性改变。

3、要坚持在开、停车过程中，升降速不可太快，并且先升速后升压和先降压后降速。

4、开、关防喘阀时平稳缓慢。关防喘阀时要先低压后高压，开防喘时要先高压后低压。

如万一出现“旋转失速”和“喘振”时，首先应全部打开防喘阀，增加压缩机的流量，然后再根据具体情况进行处理。

压缩机异常振动的原因：

1、压缩机转子上叶轮等零部件不均匀磨损或掉块，压缩机的不均匀穿声腐蚀，造成转子不平衡。

2、固定在转子的某些零件产生松动、变形和位移，使转子重心改变。

3、转子中有残余应力，在一定条件下，该残余应力使转子弯曲。

4、定子部件与转子部件间隙过小，产生摩擦，转子受摩擦而局部升温而产生弯曲变形。

5、联轴器故障或不平衡。

6、转子对中不好

7、轴承磨损、轴承座松动或压缩机的基础 松动。

8、压缩机产生喘振。

9、转子的转速与机组的临界转速过于接近。

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