轴流式压缩机结构原理

1、一、概述 轴流压缩机：指气体在压缩机中的运动是沿压缩机轴的轴向进行的。 轴流压缩机主要是由机壳、叶片承缸、调节缸、转子、进口圈扩压器、轴承箱、油封、密封、轴承、平衡管道、伺服马达、底座等组成。 轴流压缩机分为A和AV系列，均引进原瑞士苏尔寿公司设计制造技术。A系列为静叶不可调，AV系列为全静叶可调。 AV型轴流压缩机完整的系列为：AV40、AV50、AV56、AV63、AV71、AV80、AV90、AV100、AV112、AV125、AV140、AV56型轴流压缩机是该系列中的一种。 型号标记示例如下： AV56-12 AV全静叶可调式的轴流压缩机 56轴流压缩机转子轮毂直径为56*10mm

2、12轴流压缩机级数为12级 轴流压缩机的配置方式见下图：轴流压缩机具有5大技术特点： 1、一是轴流压缩机气体动力学设计采用最先进的三元流理论和优化设计方法；采用效率高、压头大的新型叶栅，成功进行了各种反动度叶型组合设计。在同样参数的条件下，新设计的产品比国外原进口产品级数少12级，效率平均提高5以上，与一般离心压缩机比效率高出10。 2、二是采用先进的程序进行转子动力学设计，并将产品安放基础和轴承转子作为一个系统进行各种计算与分析，提高了产品运转的平稳性、安全性和可靠性。 3、采用全静叶可调机构，将原静叶调节角度从3779拓展到2279，扩大了工况调节范围；同时进一步研究开发了全静叶可调加变转

3、速调节新技术，工况范围又拓宽了15以上，有效地避免了运行时放风操作和造成的能源损失。 4、整体结构采用便于用户安装调试的公共底座；定子组件采用三层缸结构，改善了产品内部零部件的热应力分布，提高了产品的抗振性，降低了机组的噪音，噪音比国外同类产品低510分贝。 轴流压缩机的三层缸结构 5、五是调节机构和滑动支撑部件大量运用DU型合金和石墨轴承，这种材料具有良好的无油自润滑特点。二、轴流压缩机零部件 1、机壳：机壳分上机壳和下机壳两部分，为水平剖分型，上、下机壳在中分面处用预应力螺栓联接，机壳是由HT250铸造而成，进、出气法兰均垂直向下，机壳加工完后要进行水压试验，检验机壳的密封性并测量其变形，

4、机壳分四点支承在底座上，四个支撑点设计在接近下机壳中分面处，分布在下机的两侧，而不是分布在机壳的两端，因此机组运行时具有一定的稳定性，减少了由于热胀而引起的机组热变形，四个支撑点其中一端（排气端）两点为固定点，另外两点为滑动点。 2、叶片承缸：叶片承缸为水平剖分型，中分面用预应力螺栓联接形成一个内也为很小锥度的筒体，与转子组成轴流压缩机的通道。 叶片承缸的缸体由球墨铸铁QT400铸造而成，通过两端支撑在机壳上，靠进气侧的一端为固定支撑，靠排气侧的一端设计成滑动支撑以满足缸体热胀的要求，承缸的进气侧相配的是进口圈，排气侧相配的是扩压器，分别与机壳、密封套组成一个收缩通道和扩压通道，从而组成了一个

5、完整的轴流压缩机通道，气流从机壳进气室进入，沿流道经过转子叶片逐级压缩做功和动、静叶栅的不断扩压，压力提高，最后经扩压器进一步扩压进入机壳排气室由密道引向工艺流程。 上承缸 叶片承缸上装有支撑静叶轴承，静叶及其附件全部支撑在静叶轴承上，静叶轴承是石墨轴承，它是无油润滑轴承，有很好的自润滑作用和密封作用，为了防止气体从静叶轴承间隙中向外部泄漏，每个叶片的柄部安装有一个“0”型密封环。 3、调节缸：调节缸由Q235A钢板焊接而成，水平剖分型，中分面用螺栓联接，具有较高的刚性，调节缸分四点支撑在机壳上，安装在机壳与叶片承缸之间，因此有时称为中缸，而机壳为外缸，叶片承缸为内缸。 调节缸的四个支撑是由无

6、油润滑的“DU”金属制成的。调节缸的内部对应于各级装有各自的导向环，导向环是用35号钢加工而成，分为上下两半，分别安装在上下缸体上。 调节缸的作用在于调节轴流压缩机的各级静叶角度，以满足变工况的要求，安装在机壳两侧的伺服马达在控制系统作用下，通过连接板带动调节缸做轴向往复运动，缸体则又带动各级导向环和嵌在环内的滑块一起运动，滑快通过曲柄带动静叶产生转动，从而达到调节静叶角度的目的，而各级静叶调节的大小，是通过变化各级曲柄的长度来实现的，这些都是在气动计算过程中确定的。 调节缸 调节缸放大图及驱动环（导向调节缸放大图及驱动环（导向环）环） 4、转子及动静叶片：轴流压缩机转子是一个主轴、各级动叶、

7、隔叶块、代叶块及叶片锁紧装置组成 。 主轴：高合金锻钢锻造而成，材料为25Cr2Ni4MoV,主轴材料的化学成分需经严格的化验分析，性能指标通过试块进行检验，粗加工后进行热运转试验和探伤检验，所有指标合格后，才能投入精加工。 动叶：2Cr13,叶片用坯料精加工而成，原材料进行化学成份、力学性能、裂纹检验，成型叶片要进行湿式喷砂处理，以增加叶片表面的抗疲劳强度；还要进行测频、确保运行时叶片的安全性。 静叶：2Cr13,叶片用坯料精加工而成，原材料同样要进行化学成份分析及力学性能、裂纹检验等，叶片表面也要进行湿式喷砂处理。 轴流压缩机转子设计中进行了横向振动及扭曲振动分析计算，转子装配后做高速动平

8、衡和超速试验，确保机组运行时安全可靠。 转子 5、轴承箱：轴压缩机的轴承箱由轴承箱体和轴承箱盖组成，轴承箱体与下机壳铸为一体，轴承箱内安装有径向轴承和止推轴承，润滑轴承的润滑油由轴承箱集油回到油箱，轴承箱体底部装有导向装置，和底座配合，使机组对中和沿轴向热胀，轴承箱盖油使封处设有一个充气孔，必要时可供油封充气防止润滑油外泄。 轴承箱1 轴承箱2 6、油封：轴流缩机的轴承箱内安装有油封，用于防止轴承箱内润滑油的外漏，油封上设计有一个挡风板，防止密封处泄漏的高温气体（特别是排气侧）进入轴承箱内，造成轴承温度升高，润滑油老化。 7、密封：在压缩机的进气侧和排气侧分别设有轴端密封，型式为拉别密封，密封

9、处镶在轴上，密封片的数量是根据计算确定的，密封间隙的大小可通过调整密封套圆周上的调整块来实现。 油封 8、轴承：轴流压缩机的径向轴承为椭圆瓦轴承，止推轴承是金斯泊雷轴承，主付推力面均可100%承受轴向推力。 每个径向轴承附近安装有两个互成90度的轴振动探头，用于检测轴流压缩机运转过程中转子的振动，止推轴承一侧安装一个轴位移探头，用于检测轴压缩机过程中转子的轴向位移。 轴流压缩机的径向和止推轴承已成为一个完整的系列，各种不同大小型号轴承的选用，都是根据转子转速、重量等因素确定轴承的润滑油量、轴承消耗功率、轴承油温等，并通过计算确定的。 径向轴承和止推轴承结构如下所示 9、平衡管道：在压缩机上设有

10、一个高压平衡管道和排空官道，高压平衡管道的作用是将排气侧的高压气体引向进气侧的平衡活塞，用来平衡一部分由于气动引起的指向进气侧的轴向推力，以减轻止推轴承的负载，增加止推轴承的寿命。排空管道是将排气侧密封后的泄漏气体及机壳与叶片承缸之间的泄漏气体排向大气。 平衡管道 10、伺服马达（静叶调节油缸）：在轴流压缩机下机壳的两侧各安装有一个伺服马达，它和调节缸相连接，当120bar的高压油投入运行后，伺服马达活塞作轴向往复移动，同时调节缸也做同步的轴向往复移动。伺服马达也是设计成为系列的，伺服马达的选用，是由驱动调节缸所需的轴向力来确定的。 伺服马达油缸终端机壳压缩机喘振压缩机喘振 当压缩机流量小到足

11、够时，会在整个扩压器流道中产生严重的旋转失速，压缩机出口压力突然下降，使管网的压力比压缩机出口压力高，迫使气流倒回压缩机，一直到管网压力下降到低于压缩机出口压力时，压缩机又开始向管网供气，压缩机又恢复正常工作。当管网压力又恢复到原来压力时，流量仍小于喘振流量，压缩机又产生严重的旋转失速，出口压力下降，管网中的气流又会倒流回压缩机。如此周而复始，一会儿气流送向管网，一会儿又倒灌口压缩机，使压缩机的流量和出口压力周期性的大幅波动，引起压缩机强烈的气流波动，这种现象就称压缩机的喘振。一般管网容量大，喘振振幅就大，频率就低，反之，管网容量小,喘振振幅就小，频率就高。 压缩机一旦出现喘振，则机组和管网的

12、运压缩机一旦出现喘振，则机组和管网的运行状态具有以下特征：行状态具有以下特征： 压缩机工况极不稳定；压缩气体的出口压力和压缩机工况极不稳定；压缩气体的出口压力和人口流量周期性地大幅度波动，频率较低，同人口流量周期性地大幅度波动，频率较低，同时平均排气压力值下降；喘振有强烈的周期性时平均排气压力值下降；喘振有强烈的周期性气流噪声，出现气流吼叫声；机器强烈振动，气流噪声，出现气流吼叫声；机器强烈振动，机体、轴承、管道的振幅急剧增加。由于振动机体、轴承、管道的振幅急剧增加。由于振动剧烈，轴承液体润滑条件会遭到破坏，损坏轴剧烈，轴承液体润滑条件会遭到破坏，损坏轴瓦。转子与定于会产生摩擦、碰撞，密封元件

13、瓦。转子与定于会产生摩擦、碰撞，密封元件将严重损坏。将严重损坏。要防止压缩机喘振的发生，可以从要防止压缩机喘振的发生，可以从以下几个方面人手：以下几个方面人手： 防止进气压力低、进气温度高和气体分子量减小等；防止管网堵塞使管网特性改变；在开、停车过程中，升、降速度不可太快，并且先升速后升压和先降压后降速；开、关防喘振阀时要平稳缓慢。关防喘振阀时要先低压后高压，开防喘振阀时要先高压后低压。如万一出现旋转失速和喘振，首先应立即全部打开防喘振阀，增加压缩机流量，然后根据情况进行处理。若是因进气压力低、进气温度高和气体分子量减小等原因造成的，要采取相应措施使进气气体参数符合设计要求；如是管网堵塞等原因

14、，就要疏通管网，使管网特性优化；如是操作不当引起的，就要严格规范操作 离心式压缩机的拆装离心式压缩机的拆装 一、拆装的一般要求 （一）安全措施及注意事项 1检修有毒、易燃、易爆气体的离心式压缩机，拆前应关闭进、出口阀，打盲板，经置换处理合格，并办理“工作票”后，才可以进行检修施工。 2检修动火，严格办理动火证，动火时还必须将动火区的油和油垢彻底清除干净。 3检修期间，所有管道和压缩机开孔应该盖好封好，工具及零件不应放置在压缩机上或高于压缩机的上面否则开孔中有可能掉入物件，特别对压缩机上的接管更应该注意，一旦有异物掉入，必须取出方可扣盖。 4认真作好检修记录，要求准确完整，以免出现漏检、漏测等情

15、况。 二、检修前的准备1技术准备 （1）根据压缩机一个周期的运行状况和常规要求，确定检修内容，制定检修方案。 （2）检修前必须向参加机组检修人员进行技术交底，使检修人员熟悉检修方案和质量标准。 （3）准备好所修压缩机组的说明书，装配图纸和有关的技术规程，以指导检修的施工。2备件及材料的准备 检修前必须对计划更换备件及材料进行清点和检测，要求每件备件，每种材料都应具有质量合格证和检验单。3检修工器具的准备 检修需用的精密量具，测量仪器要事先检验合格；液压工具清洗干净，并注满清洁油液；清点备好所需用的专用工具。4起重设备及机具的准备 （1）根据部件的重量和技术要求准备机具和索具，钢丝绳扣必须有塑胶

16、护套。起重设备、机具和索具要有检验合格证，静、动负荷试验合格。 （2）修前对天车进行全面修理、检查，并由合格的天车工操作。三、拆卸要求及注意事项 1为装配复位准确，拆装应检测的项目： （1）测量联轴节轴向浮动量，轴端距离及与轴配合尺寸。 （2）测量止推轴承间隙，转子轴向工作位置，转子的总窜量，检查推力盘端与转子中心线的垂直度。 （3）测量机械密封盘的装配尺寸、方位和压缩量。 （4）缸体剖分面的间隙尺寸和分布情况。2拆卸中应注意的事项 （1）拆卸轴承和密封零件，以及吊转子时，必须特别小心，不许敲打和碰撞，一防止掉落摔坏。 （2）形状相同零件应编号区分，相配件标注记号对应保管，以防混乱装错。 （3

17、）套件零件，如：联轴节螺栓，浮环密封组件，径向轴承，止推轴承等，应配套保存。 （4）配合止口面，密封面严禁锤敲和用铁棒撬拨，如果需要敲打或撬拨时必须用软质金属垫上，绝对禁止直接作用，以免配合加工面受损。 （5）径向轴承拆出后，不许盘转或窜动转子。否则将使密封受到损伤，以致破坏。 （6）拆卸径向轴承、机械密封或浮环密封时，应将转子抬起，使被拆件不受力，避免拉伤零件。3拆吊要求 （1）拆吊零部件时，有结合面的应先将被吊件用顶丝顶开，用撬棍拨开或敲击震松。若不动或不全动时应仔细检查所有联接处是否将所有螺栓拆完，严禁强拉硬吊。 （2）起吊要平稳，注意内外、上下、左右，前后等各个方位有无障碍阻挡。 （3

18、）起吊缸盖前，应放置好导杆。 （4）吊放部位要合理，捆绑要有防护措施，放置要安全，任何时候都不许用叶轮来支撑转子。 （5）起吊缸盖应保持剖分面水平，或四角与缸体剖分面间的距离相等，并且不得与导杆相卡。起吊过程中，在剖分面间不断垫加木块，以防意外事故损坏机件。离心压缩机检修要求离心压缩机检修要求 离心压缩机检修要求离心压缩机检修要求:转子检修的主要技术要求: 1、认真清洗转子，检查叶轮,叶轮口环,轴封,叶轮流道。 2、检查转子轴承轴颈、装浮环密封处轴颈、轴端联轴器工作面。 3、上车床测量各级叶轮外径、叶轮口环、轴套、轴径等部位径向跳动及叶轮外圆端面、推力盘外圆端面等部位的轴向跳动。 4、转子止推

19、盘表面粗糙度,止推盘上若有裂纹或严重擦痕更换。 5、对用过盈配合方式联轴器轮毂的转子，拆卸联轴器前应测量并记录轴头在轮毂孔内的凹入深度。轮毂回装前应用红丹检查配合情况 6、转子组件的动平衡检查。隔板等组件检修的主要技术要求 :1、清洗检查隔板无变形、裂纹，所有流道应光滑平整，无气流冲刷沟痕。2、隔板上、下剖分面光滑平整、配合紧密、不错口，各沉头螺钉完好无损。3、隔板与气缸上隔板槽的轴向、径向配合应严密不松动。4、检查各级叶轮气封和平衡盘气封完好。各级气封套装配后无过松和过紧现象。5、检查两端气封应无缺陷，气封齿磨损，间隙超标者应更换。气封装配要求松紧适宜。6、气封两侧间隙用塞尺测量；吊出转子，压铅丝法测量气封间隙。7、检查轴承座与下半缸体的联接螺栓应无松动.离心压缩机检修要求离心压缩机检修要求缸体检修的主要技术要求:1、清扫缸体内外表面无裂纹、冲刷、腐蚀等缺陷。2、空缸扣合，打入定位销后紧固1/3中分面螺栓，检查中分面结合情况。3、缸体导向槽、导向键清洗检查，无变形、损伤、卡涩等缺陷，间隙符合标准要求。4、清扫气缸猫抓与机架支承面，应平整无变形。5、