氧气离心压缩机内部实际流量减少的方法_0

1、一、前言某于 80 年代初由日本日立引进了日立型离心式氧气压缩机(以下简称氧压机)的全套设计制造技术,其结构轴封差压密封系统是诸多保安措施中的一种,它可以有效地防止氧气由压缩机内往外泄漏,还可以有效防止外面的介质漏入压缩机内,保证了氧压机的安全运行。但这套系统也使氧压机内部的实际流量增大,影响了整机效率的进一步提高。本文就如何减少密封中的泄漏量从而减小实际流量与名义流量的比值提出了改进方法。二、影响密封泄漏量大小的主要因素在氧压机中,通常采用非接触式的迷宫密封。气流经过一个密封器后其泄漏量用公式可以表示为740)this.width=740border=undefined式中 G泄漏量 泄漏系

2、数,在氧压机迷宫密封结构能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一中取常数 0.7D密封间隙的平均直径S密封间隙的大小p1密封器前压力p2密封器后压力R气体常数T气流温度由于转子动力学的要求,在氧压机中,密封直径 D 很难减小;出于安全性的要求,密封间隙 S也不能太小,故减少密封泄漏量最有效的方法就是减小密封器前后的压力差值,即 p1 和 p2 的差值。三、日立型双缸氧压机的密封泄漏分析图 1 为日立型双缸氧压机的密封图,为论述方便,对符号作如下规定:数字不加者表示一处迷宫密封,如 7 表示能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一低压缸

3、平衡盘处的迷宫密封;数字加者表示一根管道,如lz 表示低压氧气平衡管;以 G 表示气体的质量流量,如 G7 表示经过平衡盘密封器泄漏的气体流量,Glz 表示低压氧气平衡管中气体的流量。气封系统由 4 部分组成:吸入氧气、氧氮混合气、轴封氧气、轴封氮气, 设其压力为ps,pm,po,pN。正常运行时控制要求:740)this.width=740border=undefined图中另外两根重要的管道是和,即低压氧气平衡管和高压氧气平衡管。其主要作用是平衡轴向力。因为平衡盘前后压差很大,所以由于平衡盘密封器的泄漏而回流到每个缸进气管的气量很大,即G和 G很大。740)this.width=740bo

4、rder=undefined能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一740)this.width=740border=undefined即低压缸内实际流量除了名义流量 G外,还增加了低压氧气平衡管的流量 G,通过迷宫密封 6 的位置往内漏的流量 G6 和机组氧气平衡管回流的流量 G(26)。由于迷宫密封 19 和 17 的位置前后压力约等于 7 级进气压力和1 级进气压力,而迷宫密封 16、20、5、9 的位置前后差压为 4kPa,迷宫密封 6、8位置前后差压为6.5kPa,故Glw、 Glv流量很大,而 G和 G流量很小,使得机组氧气平衡管内流量 G(26)也很

5、大,G6 相对很小。总体效果使得低压缸内实际流量 G 低与名义流量 G(16)之比值较大。高压缸内实际流量740)this.width=740border=undefined由(4),(5),(6)式可得出740)this.width=740border=undefined即高压缸内实际流量除了名义流量 G(16)外,能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一增加了高压氧气平衡管回流量 G(20)和机组氧气平衡管的回流量 G(26),再减去通过迷宫密封 17位置漏去的量 G17。以一个排压为 310MPa 表压的常规氧压机为例,实测结果,低压缸实际流量比名义流量增加

6、约 10%,高压缸实际流量比名义流量增加约 5%。四、新型双缸氧压机减少内部实际流量的有效方法从上面的分析可知,若减少氧压机内实际流量,最有效的方法是减少每个缸自身高压向低压的回流量以及机组平衡氧气向一级进气的回流量,基于以上思路,重新设计了压缩机内部结构和密封管路,开发出新型双缸氧压机,其密封图 2所示。首先,将氧压机内叶轮排列方向重新布置,原来低压缸内 6 级叶轮是同一方向布置,现设计成 4 级叶轮两个方向布置,即 1、2 级叶轮一个方向,3、 4 级叶轮一个方向,且最右侧布置非低压缸压力最高的第 3 级,右侧泄漏源的压力有效降低。能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你

7、长大了。我一这样,叶轮自身就可以平衡很大一部分轴向力,平衡盘需平衡的轴向力大大减少,平衡盘前后的差压也会大大减少。在具体结构上将平衡盘设置在 2、4 级叶轮之间,原低压氧气平衡管就可以取消。740)this.width=740border=undefined高压缸内部结构与低压缸类似,将压力非最高的第 7 级排在最右侧。在具体结构上,高压缸左边设置 4 个密封腔,右边设置 5 个密封腔。高压缸两边最外面各 3 个密封腔和低压缸两边各 3个密封腔与原机型功能相同,起差压保护作用,可有效防止氧气往外泄漏和外面的介质漏入压缩机内。右侧第一个密封腔接 5 级进气管,显然其压力等于 5 级进气压力,而向

8、其漏入气体的迷宫密封前的压力为 7 级进气压力,两者压差较小。右侧第二个密封腔与左侧第一个密封腔一起接到 3 级进气管,显然其压力等于 3 级进气压力。1、2 级叶轮内实际流量740)this.width=740border=undefined能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一式中 Gl为名义流量,G6 为通过迷宫密封 6的位置往内漏的量,由于其前后差压为 6.5kPa,数值很小。机组氧气平衡管内流量740)this.width=740border=undefined由前面分析可知,迷宫密封 22、17 和 8 的位置前后压差约等于 3 级进气压力和 1 级

9、进气压力的差压,比原日立机型小,故 G(28)也相应减小。3、4 级叶轮内实际流量740)this.width=740border=undefined即 3、4 级叶轮内实际流量与 1、2 级比,增加了高压缸的回流量 G(24)和低压缸平衡盘迷宫密封泄漏量 G7,减少了 3 级进气处往外的泄漏量G8。同样可得出:5、6 级叶轮内实际流量740)this.width=740border=undefined能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一7、8 级叶轮内实际流量740)this.width=740border=undefined现以一个气量为 20000Nm3/h,排压为 310MPa的氧压机为例,经过计算,1、 2 级叶轮内实际流量为 20400,3、4 级为 20700,5、6 级为 2