离心式压缩机的结构

压缩机维护与检修之离心式压缩机辽宁石化职业技术学院机械技术系隋博远任务一离心式压缩机的结构和工作原理一、离心式压缩机的结构学习情境三离心式压缩机的维护与检修【情境导入】随着石油化工行业装置向大型化，集约化方向发展，离心式压缩机的应用范围越来越广。工程技术人员应了解离心式压缩机的的结构，应用和工作原理；胜任压缩机的安装、找正、检修等工作；掌握离心式压缩机的运行与维护的操作规程和常见故障的排除。学习情境三离心式压缩机的维护与检修【知识目标】1．认识离心式压缩机的结构、主要零部件的功用，离心式压缩机的工作特性。2．熟悉离心式压缩机的拆卸与安装的要求及准备工作，了解机组的对中找正方法。3．掌握离心式压缩机检修内容，主要零部件的检修过程及质量判断依据。4．了解离心式压缩机的试车的内容、方法和步骤，了解离心压缩机的运行与调节过程。5．离心式压缩机维护方法与步骤，了解离心式压缩机常见故障及故障的处理方法。学习情境三离心式压缩机的维护与检修【能力目标】1．能够查阅相关的资料。2．能对压缩机进行拆卸、清洗、检查与检修，能对压缩机进行组装和安装。3．能进行机组找正计算和操作。4．能够熟练对压缩机进行试车，调节及日常维护。5．能对压缩机进行故障分析与判断。任务一离心式压缩机的结构及工作原理【任务描述】假如你是一名检修工，你应了解离心式压缩机的分类，组成，结构特点和工作原理，分析压缩机的性能和工况。【任务分析】任务的完成：在对压缩机进行维检修时，首先要了解压缩机的结构特点，压缩机的主要零部件的功用及相互位置关系，压缩机的运行工况等知识。任务一离心式压缩机的结构及工作原理【相关知识】离心式压缩机是速度式透平压缩机的一种，它是通过高速旋转的叶轮给气体以离心力的作用，使被压缩的气体沿着垂直于压缩机轴的径向方向流动。在早期，离心式压缩机主要用来压缩空气，并且只适用于低、中压力和气量很大的场合。随着各种生产工艺过程的需求和离心式压缩机制造工艺及设计技术的提高，离心式压缩机已应用到高压领域。尤其近20年来，在离心式压缩机设计、制造方面，不断采用新技术、新结构和新工艺，如采用高压浮环密封结构和干气密封结构，较好地解决了高压下的轴端密封；采用多油楔径向轴承及可倾瓦止推轴承，减少了油膜振荡；圆筒形机壳的使用解决了高压气缸的强度和密封性；电蚀加工和钎焊解决了小流量下窄流道叶轮的加工。任务一离心式压缩机的结构及工作原理一、离心式压缩机的结构（一）离心式压缩机的分类离心式压缩机按结构和传动方式可分为水平剖分型、垂直剖分型(又称筒型)和等温型压缩机等。按用途和输送介质的性质可分为空气压缩机、二氧化碳压缩机、合成气压缩机、裂解气压缩机、氨冷冻机、乙烯压缩机及丙烯压缩机等。任务一离心式压缩机的结构及工作原理1．水平剖分型水平剖分型压缩机的气缸被剖分为上、下两部分，一般用于空压机，排气压力限定在4～5MPa，不适于高压和含氢多且分子量小的气体压缩。此种压缩机拆卸方便，适用于中低压的场合，如图3-1所示。任务一离心式压缩机的结构及工作原理图3-1水平剖分型离心式压缩机基本结构图1-吸气室；2-止推轴承；3-轴端密封；4-后置密封；5-机壳；6-叶轮；7-轴盖密封；8-隔板；9-扩压器；10-弯道；11-回流器；12-级间密封；13-前置密封；14-轴承测温计；15-止推轴承；16-联轴器；17-主轴；18-排出口任务一离心式压缩机的结构及工作原理2．筒型筒型也就是垂直剖分型，筒型气缸里装入垂直剖分的隔板，两侧端盖用螺栓紧固。由于气缸是圆筒型的，抗内压能力强，对温度和压力所引起的变形也较均匀。此种压缩机缸体强度高、密封性好、刚性好，但是拆装困难、检修不便，适用于高压力或要求密封性好的场合，如图3-2。

任务一离心式压缩机的结构及工作原理3．等温型这种压缩机就为了能在较小的动力下对气体进行高效的压缩，把各级叶轮压缩的气体，通过级间冷却器冷却后再导入下一级的一种压缩机。图3-310级式齿轮结构示意图图3-3为多轴型离心式压缩机。多轴型压缩机是为了能在较小的动力下对气体进行高效的压缩，在一个齿轮箱中由一个大齿轮驱动几个小齿轮轴，每个轴的一端或两端安装叶轮，把各级叶轮压缩的气体，通过级间冷却器冷却后再导入下一级的一种压缩机，此种压缩机结构简单、体积小，适用于中、低压的空气、蒸汽或惰性气体的压缩。任务一离心式压缩机的结构及工作原理图3-310级式齿轮结构示意图任务一离心式压缩机的结构及工作原理（二）离心式压缩机的组成1．压缩机的构件在离心式压缩机中，习惯上将叶轮与轴的组件统称为转子，转子多为双支撑挠性轴结构，主轴上装有叶轮、平衡盘、推力盘、轴套和联轴器等。在离心式压缩机中，定子就是机壳。由吸气室、级间隔板（扩压器、弯道、回流器）、排气室（蜗壳）、轴封、级间密封、入口导流器等组成，它们也称为固定元件。任务一离心式压缩机的结构及工作原理此外，为了使压缩机持续安全、高效率地运转，还必须有一些辅助设备和系统，如油路系统、自动控制系统及故障诊断系统。由图3-l可知，离心式压缩机是由转子及与其配合的固定元件所组成，其主要构件有：（1）叶轮叶轮是离心式压缩机中唯一的做功部件，叶轮叶片一般采用出口角30°～60°的后向叶片。它随轴高速旋转，气体在叶轮中受旋转离心力和扩压流动作用，因此气体流出叶轮时的压力和速度都得到明显提高。任务一离心式压缩机的结构及工作原理叶轮有闭式叶轮、半开式叶轮和双面进气叶轮。最常见的是闭式叶轮，其漏气量小、性能好、效率高，做功量大、单级增压高。双面进气叶轮适应大流量，且叶轮轴向力本身得到平衡。（2）扩压器是离心式压缩机中的转能部件。气体从叶轮流出时速度很高，为此在叶轮出口后设置流通截面逐渐扩大的扩压器，以将这部分速度能有效地转变为压力能。扩压器一般有无叶扩压器、叶片扩压器和直壁扩压器三种结构。任务一离心式压缩机的结构及工作原理（3）弯道是设置于扩压器后的气流通道。其作用是将扩压器后的气体由离心方向改为向心方向，以便引入下一级叶轮继续压缩。（4）回流器是为了使气流以一定方向均匀进入下一级叶轮入口。回流器中一般都装有导向叶片。（5）吸气室吸气室是用来把气体从进口管或中间冷却器引到叶轮中去，一般有轴向、径向、径向环流三种结构型式。任务一离心式压缩机的结构及工作原理（6）蜗壳是把从扩压器或直接从叶轮出来的气体收集起来，并引出机外。（7）主轴主轴是离心式压缩机的主要零部件之一。其作用是传递功率、支承转子与固定元件的位置，以保证机器的正常工作。主轴按结构一般分为阶梯轴、节鞭轴和光轴等三种类型。任务一离心式压缩机的结构及工作原理（8）紧圈和固定环叶轮及主轴上的其他零件与主轴的配合，一般都采用过盈配合，但由于转子转速较高，离心惯性力的作用将会使叶轮的轮盘内孔与轴的配合处发生松动，导致叶轮产生位移。为了防止位移的发生，有些过盈配合后再采用埋头螺钉加以固定，但有些结构本身不允许采用螺钉固定，而采用两个半固定环及紧圈加以固定。固定环由两个半圈组成，加工时按尺寸加工成一个圆环，然后锯成两半。装配时先把两个半圈的固定环装在轴槽内，随后将紧圈加热到大于固定环外径，并热套在固定环上，冷却后即可牢固地固定在轴上。任务一离心式压缩机的结构及工作原理（9）转子的轴向力及其平衡离心式压缩机工作时，叶轮受到的轴向力与离心泵完全相同，由于不平衡轴向力的存在，迫使压缩机的整个转子向叶轮的吸入口方向(低压端)窜动，造成止推轴承的损坏并使转子与固定元件发生碰撞而引起机器的损坏。在离心式压缩机中，轴向力的平衡方法，原则上同离心泵的方法相同。通常使用最多的是叶轮对称排列和设置平衡盘两种方法。高压离心式缩机还可以在叶轮背面加平衡叶片来平衡轴向力，该法只有在压力高、气体密度大的场合才有效。任务一离心式压缩机的结构及工作原理（10）推力盘推力盘是将轴向力传递给止推轴承的装置，其一端开有凹槽，主要作密封用，另一端也加工有圆弧形凹面，该圆弧形面在主轴上恰好与主轴上的叶轮入口处相连，这样可以减少因气流进入叶轮所产生的涡流损失和摩擦损失。2．压缩机的级、段、缸、列在离心式压缩机的术语中，常用的有“级”、“段”、“缸”、“列”。任务一离心式压缩机的结构及工作原理所谓压缩机的“级”，是由一个叶轮及与其相配合的固定元件所构成。级是离心式压缩机做功的基本单元。一台离心式压缩机总是由一级或几级所组成。从级的类型来看，一般可分为首级，中间级和末级三类。首级由吸气室、叶轮、扩压器、弯道、回流器所组成。中间级是由叶轮、扩压器、弯道、回流器所组成。末级是由叶轮、扩压器和蜗壳所组成（有的末级只有叶轮和蜗壳而无扩压器）。如图3-4所示。任务一离心式压缩机的结构及工作原理图3-4离心式压缩机的级“段”，是以中间冷却器作为分段的标志。“缸”一个机壳称为一个缸，多机壳的压缩机即称为多缸压缩机。叶轮数目较多，如果都装在同一根轴上，会使临界转速变得很低，结果工作转速与第二临界转速过于接近，这是不允许的。为使机器设计得更合理，压缩机各级需要采用一种以上转速时，也需分缸。“列”就是压缩机缸的排列方式，一列可由一至几个缸组成。任务一离心式压缩机的结构及工作原理图3-4离心式压缩机的级氯气压缩机机组氯气压缩机转动组件：转子主机外形图及汽体走向主机缸体主机缸体缸体上半（便于拆卸）缸体下半缸体下半（进出汽管口清晰可见）缸体内部（含前后轴承箱便于讲解）主机隔板（通流部分）可单独拆卸及