離心壓縮機(jī)原理及結(jié)構(gòu)

1、離心壓縮機(jī)原理及結(jié)構(gòu)離心壓縮機(jī)原理及結(jié)構(gòu)文省政文省政目錄第一章 概述第一節(jié) 壓縮機(jī)械的分類第二節(jié) 離心壓縮機(jī)的主要技術(shù)術(shù)語和技術(shù)參數(shù)第二章 離心壓縮機(jī)的工作原理第一節(jié) 轉(zhuǎn)子第二節(jié) 靜子第三節(jié) 段和級第三章 陜鼓離心類風(fēng)機(jī)系列結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和分類第一節(jié) 陜鼓離心風(fēng)機(jī)型號命名及含義 第二節(jié) 系列分類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第三節(jié) 陜鼓與MAN合作生產(chǎn)的離心風(fēng)機(jī)型號 命名及含義 第四節(jié) 潤滑油及潤滑油系統(tǒng)簡介第五節(jié) 軸承系列簡介第一章：概述第一章：概述 一、 按壓縮氣體的方式不同，壓縮機(jī)通常分為兩類： 容積式和透平式。容積式和透平式。 一般容積式壓縮機(jī)宜用于中小流量的場合； 透平式壓縮機(jī)宜用于大流量的場合。從能量觀點(diǎn)來

2、看：壓縮機(jī)是把原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w能量的一種機(jī)械。容積式壓縮機(jī)氣體壓力的提高是利用氣體容積的縮小來達(dá)到的。透平式壓縮機(jī)氣體壓力的提高是利用葉輪和氣體的相互作用來達(dá)到。 第1節(jié) 壓縮機(jī)械的分類氣體壓縮機(jī)氣體壓縮機(jī)容積式透平式往復(fù)式回轉(zhuǎn)式活塞式柱塞式隔膜式羅茨式葉氏式螺桿式滑片式離心式軸流式斜流式復(fù)合式按壓縮氣體的方式按壓縮氣體的方式 二、 按氣流運(yùn)動方向分類 1. 離心式氣體在壓縮機(jī)中的流動方向大致與旋轉(zhuǎn)軸相垂直。 2. 軸流式氣體在壓縮機(jī)中的流動方向大致與旋轉(zhuǎn)軸相平行。 3. 斜流式氣體在壓縮機(jī)中的流動方向介于離心式和軸流式之間，流動方向與旋轉(zhuǎn)軸成某一夾角。 4. 復(fù)合式在同一臺壓縮機(jī)內(nèi)，

3、同時具有軸流式與離心式（斜流式）工作葉輪，一般軸流在前，離心在后。 第1節(jié) 壓縮機(jī)械的分類按壓力分類 透平式壓縮機(jī)械按出口壓力高低可分為通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)。 1. 通風(fēng)機(jī)：指大氣壓在101325 Pa，溫度為20,出口全壓值小于15 Kpa（表壓）的風(fēng)機(jī)。 2. 鼓風(fēng)機(jī)：指升壓在15 Kpa200Kpa（表壓）之間或壓比大于1.15小于3的風(fēng)機(jī)。 3. 壓縮機(jī)：指升壓大于200 Kpa（表壓）或壓比大于3的風(fēng)機(jī)。 第1節(jié) 壓縮機(jī)械的分類 四、 其它分類 （1） 按用途分類 根據(jù)風(fēng)機(jī)用于某種裝置的名稱或者在裝置中的作用來命名分類：如高爐鼓風(fēng)機(jī)、催化裂化主風(fēng)機(jī)、轉(zhuǎn)爐煤氣鼓風(fēng)機(jī)、鍋爐引風(fēng)機(jī)、燒結(jié)

4、鼓風(fēng)機(jī)。 （2） 按輸送介質(zhì)分類 如：氨氣壓縮機(jī)、氧氣壓縮機(jī)、氫氣壓縮機(jī)、天然氣壓縮機(jī)等。 名詞解釋名詞解釋 透平機(jī)械：透平是英語Turbine的音譯，其意思可以譯為渦輪機(jī)械，它泛指具有葉片或葉輪的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，如汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、水輪機(jī)等。 第1節(jié) 壓縮機(jī)械的分類一、主要術(shù)語 1、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)： 指壓力為760 mmHg,溫度為0的干空氣. 2、濕度： 表示大氣干濕程度的物理量，分為：絕對濕度：指單位體積空氣中所含水蒸汽質(zhì)量。相對濕度：指空氣中實際所含水蒸汽密度和同溫度下飽含水蒸汽密度的百分比值，用 表示. 3、氣體常數(shù)R：R=8314/J/kg.k(是分子量)，對每一種氣體它是一個常數(shù)，單一氣體可

5、查表，混合氣體可以計算 4、絕熱指數(shù)：氣體的定壓比熱與定容比熱之比第2節(jié)：離心式壓縮機(jī)的主要術(shù)語和技術(shù)參數(shù)二、主要的技術(shù)參數(shù) 、 介質(zhì)：壓縮機(jī)輸送的氣體及成份。 2、流量：又稱風(fēng)量，指單位時間內(nèi)流經(jīng)壓縮機(jī)的氣體量，通常用容積流量和質(zhì)量流量來表示。 容積流量指單位時間內(nèi)流經(jīng)壓縮機(jī)的氣體容積量。用表示，常用單位m3/min。（應(yīng)注明是進(jìn)口還是出口，不注明，一般按進(jìn)口法蘭處容積流量考慮。） 質(zhì)量流量指單位時間內(nèi)流經(jīng)壓縮機(jī)的氣體質(zhì)量。用表示，常用單位kg/sec,如果忽略外泄量，壓縮機(jī)進(jìn)口與出口處質(zhì)量流量是相等的。 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)容積流量又稱標(biāo)態(tài)流量，指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（壓力為101325 Pa,溫度為0）的容積

6、流量,用QN表示,常用單位Nm3/min。 3、 溫度：一般用攝氏溫度t ()表示,在工程計算中多利用絕對溫度T(K)來表示,兩者之間的關(guān)系為T= t +273.15 4、 壓力：氣體在單位面積的容器壁上所作用的力叫做氣體壓力。其單位有mmH2O、mmHg、kgf/cm2、Pa、Mpa、bar等。 5、 功率：單位時間所做的功叫功率，常用單位是KW。 內(nèi)功率用于提高氣體壓力和克服內(nèi)損失（流動和泄漏）所消耗的功率，用Ni表示。 軸功率用于提高氣體壓力和克服內(nèi)、外損失（機(jī)械）所消耗的功率，也就是驅(qū)動壓縮機(jī)所需要的功率，用NS表示。 6、 轉(zhuǎn)速：指壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子在單位時間內(nèi)的轉(zhuǎn)動速度，用n表示，其單位為

7、r/min。 每臺壓縮機(jī)必須標(biāo)出其流量、壓力、轉(zhuǎn)速、功率等主要性能參數(shù)，并注明其進(jìn)氣條件和介質(zhì)種類。 第2章 離心壓縮機(jī)的工作原理。 氣體由吸氣室吸入，通過葉輪對氣體做功，使氣體壓力、速度、溫度提高。然后流入擴(kuò)壓器，使速度降低，壓力提高。彎道和回流器主要起導(dǎo)向作用，使氣體流入下一級繼續(xù)壓縮。最后，由末級出來的高壓氣體經(jīng)渦室和出氣管輸出。 由于氣體在壓縮過程中溫度升高，而氣體在高溫下壓縮，消耗功將會增大，為了減少壓縮耗功，故對壓力較高的離心式壓縮機(jī)在壓縮過程中采用中間冷卻器，即由某中間級出口的氣體，不直接進(jìn)入下一級，而是通過蝸室和出氣管，引到外面的中間冷卻器進(jìn)行冷卻，冷卻后的低溫氣體，再經(jīng)吸氣室

8、進(jìn)入下級壓縮。 離心式壓縮機(jī)零件很多，這些零件又根據(jù)它們的作用組成各種部件。我們把離心式壓縮機(jī)中可以轉(zhuǎn)動的零部件統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)子，不能轉(zhuǎn)動的零、部件稱為靜子。第1節(jié) 轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子是離心壓縮機(jī)的主要部件，它是由主軸、葉輪、平衡盤等組成的。一、 葉輪 葉輪也稱為工作輪，它是壓縮機(jī)中最重要的一個部件。氣體在葉輪葉片的作用下，跟著葉輪做高速的旋轉(zhuǎn)。而氣體由于受旋轉(zhuǎn)離心力的作用以及在葉輪里的擴(kuò)壓流動，使氣體通過葉輪后的壓力得到了提高。此外，氣體的速度能也同樣在葉輪里得到了提高。因此可以認(rèn)為葉輪是使氣體提高能量的唯一途徑。 葉輪是由輪盤、輪蓋和葉片組成，這種葉輪稱為閉式葉輪。 按照工藝方法的不同，葉輪又可以分為鉚

9、接葉輪，焊接葉輪，銑制焊接葉輪和整體鑄造葉輪。 二、主軸 主軸上安裝所有的旋轉(zhuǎn)零件，它的作用就是支持旋轉(zhuǎn)零件及傳遞轉(zhuǎn)矩。主軸的軸線也就確定了各旋轉(zhuǎn)零件的幾何軸線。 主軸通常為階梯軸，以便于零件的安裝。各階梯的突肩起軸向定位作用。也可采用光軸，因為它具有形狀簡單，加工方便的特點(diǎn)。 三、 平衡盤 在多級離心壓縮機(jī)中,由于每級葉輪兩側(cè)的氣體作用力的大小不等,使轉(zhuǎn)子受到一個指向低壓端的合力，這個合力稱為軸向力。軸向力對于壓縮機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是不利的，它使轉(zhuǎn)子向一端竄動。甚至使轉(zhuǎn)子與機(jī)殼相碰，造成事故。因此要設(shè)法平衡（消除）它。 平衡盤就是利用它的兩邊氣體壓力差來平衡軸向力的零件。它位于高壓端，它的一側(cè)壓力

10、可以認(rèn)為是末級葉輪輪盤側(cè) 的間隙中的氣體壓力(高壓)。另一側(cè)通向大氣或進(jìn)氣管，它的壓力是大氣壓或進(jìn)氣壓力（低壓）。 由于平衡盤也是用熱套法套在主軸上。上述兩側(cè)壓力差就使轉(zhuǎn)子受到一個與軸向力反向的力。其大小決定于平衡盤的受力面積。通常，平衡盤只平衡一部分軸向力。剩余的軸向力由止推盤（止推軸承）承受。 平衡盤的外緣安裝氣封，可以減少氣體泄漏。 第2節(jié) 靜子 靜子中所有零件均不能轉(zhuǎn)動，它是由機(jī)殼、擴(kuò)壓器、彎道、回流器、蝸室和密封等組成。一、 機(jī)殼 機(jī)殼也稱為氣缸、機(jī)殼是靜子中最大的零件。它通常是用鑄鐵或鑄鋼澆鑄出來的。對于高壓離心壓縮機(jī)，采用圓桶形鍛鋼機(jī)殼，以承受高壓。機(jī)殼一般有水平中分面，以便于裝

11、配、檢修。上下機(jī)殼用定位銷定位，用螺栓聯(lián)接，下機(jī)殼裝有導(dǎo)向柱，便于拆裝定位。 吸氣室、蝸殼也是機(jī)殼的一部分，它的作用是把氣體均勻地引入葉輪，然后順暢地導(dǎo)出機(jī)殼。吸氣室內(nèi)通常澆鑄有分流肋，使氣流更加均勻，也起到增加機(jī)殼剛性的作用。 二、 擴(kuò)壓器 氣體從葉輪流出時，它具有較高的流動速度，為了充分利用這部分速度能，常常在葉輪后面設(shè)置了流通面積逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓器，用以把速度能轉(zhuǎn)化為壓力能，以提高氣體的壓力。擴(kuò)壓器一般有無葉型、葉片型、直壁型擴(kuò)壓器等多種形式。 三、 彎道 在多級離心式壓縮機(jī)中，氣體欲進(jìn)入下一級就必須拐彎，為此要采用彎道。彎道是由機(jī)殼和隔板構(gòu)成的彎環(huán)形通道空間。 左 機(jī) 殼右 機(jī) 殼隔 板

12、 四、 回流器 回流器的作用是使氣流按所需要的方向均勻地進(jìn)入下一級。它由隔板和導(dǎo)流葉片組成。通常，隔板和導(dǎo)流葉片整體鑄造在一起。隔板借銷釘或外緣凸肩與機(jī)殼定位。 五、 蝸室 蝸室的主要目的是把擴(kuò)壓器后面或葉輪后面的氣體匯集起來，把氣體引導(dǎo)到壓縮機(jī)外面去，使它流到氣體輸送管線或流到冷卻器去進(jìn)行冷卻。此外，在匯集氣體的過程中，在大多數(shù)情況下，由于蝸室外徑的逐漸增大和通流截面的漸漸擴(kuò)大，也對氣流起到一定的降速擴(kuò)壓作用。 六、密封 密封有隔板密封、輪蓋密封和軸端密封。密封的作用是防止氣體在級間倒流及向外泄漏。為了防止通流部分中的氣體在級向倒流，在輪蓋處設(shè)有輪蓋密封。在隔板和轉(zhuǎn)子之間設(shè)有隔板密封。這兩種

13、密封統(tǒng)稱為內(nèi)密封。 為了減少和杜絕機(jī)器內(nèi)部的氣體向外泄漏，或外界空氣向機(jī)器內(nèi)部竄入，在機(jī)器端安置端密封。這種密封稱為外密封。 最常用的是迷宮密封，密封片為軟金屬制成，將它嵌入密封體內(nèi)。由于密封片較軟，當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生振動與密封片相碰時，密封片易磨損，而不致使轉(zhuǎn)子損壞。密封的作用原理，是利用氣流經(jīng)過密封時的阻力來減少泄漏量。 第三節(jié) 段和級 正如前述，為了節(jié)省壓縮機(jī)的耗功，壓縮機(jī)常常有中間冷卻器，中間冷卻器把全部級分隔成幾個段。在每段里，有一個或幾個級，每個級是由一個葉輪及與其相配合的固定零件所構(gòu)成。對于離心式壓縮機(jī)級來說，從其基本結(jié)構(gòu)上來看，它可以分為中間級和末級兩種。 一、中間級 中間級由葉輪、擴(kuò)

14、壓器、彎道和回流器等組成。氣體經(jīng)過中間級后將直接流到下一級去繼續(xù)進(jìn)行增壓。 在離心壓縮機(jī)的每一段里，除了段中的最后一級外，都屬于這種中間級。 二、末級 末級由葉輪、擴(kuò)壓器、蝸室等組成。 氣體經(jīng)過這一級增壓后將排出機(jī)外。流到冷卻器進(jìn)行冷卻，或送往排氣管道輸出。 對于這兩種級的結(jié)構(gòu)型式來說，葉輪是這兩種級所共同具有的，只是在固定元件上有所不同。對于末級來說，它是以蝸室取代中間級的彎道和回流器，有時還取代了級中的擴(kuò)壓器。 第3章 陜鼓離心風(fēng)機(jī)系列及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和造型第一節(jié) 離心風(fēng)機(jī)型號命名及含義型號由以下幾部分組成 第二節(jié) 系列分類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) A單級、低速、懸臂結(jié)構(gòu) A單級、低速、雙支承結(jié)構(gòu)。 鋼板焊接

15、機(jī)殼 鑄鐵機(jī)殼 B單級、高速、懸臂結(jié)構(gòu)，一般為鑄鐵機(jī)殼。 B單級、高速、雙支承結(jié)構(gòu)，一般為鑄鐵機(jī)殼。 C多級、低速、鑄鐵機(jī)殼、壓力強(qiáng)制潤滑 D、DL多級、高速、鑄鐵機(jī)殼（帶有垂直剖分面），壓力強(qiáng)制潤滑。 E多級、高速、鑄鐵機(jī)殼、水平剖分機(jī)殼，壓力強(qiáng)制潤滑。 E多級、高速、鑄鐵機(jī)殼、帶有垂直剖分、帶中間冷卻器、壓力強(qiáng)制潤滑。 EZ、EP多級、高速、鑄鐵機(jī)殼、不帶有垂直剖分、帶中間冷卻器、壓力強(qiáng)制潤滑。 SJ單級、雙支承、鋼板焊接機(jī)殼，主軸轉(zhuǎn)速在1500r/min以下。 W單級、雙支承、鋼板焊接機(jī)殼，輸送介質(zhì)入口溫度大于350 AI系列系列AI系列系列A系列離心鼓風(fēng)機(jī)剖面圖單吸單級雙支承懸臂結(jié)構(gòu)，

16、電機(jī)通過聯(lián)軸器直聯(lián)驅(qū)動機(jī)殼為鑄鐵鑄而成，水平剖分轉(zhuǎn)子由葉輪，密封套，傳動軸等組成，經(jīng)靜、動平衡校驗密封：口圈密封為梳齒型； 軸端密封視介質(zhì)不同分別采用梳齒形，碳環(huán)或充氣密封進(jìn)氣方向：軸向排氣方向：根據(jù)需要AII系列系列單吸入（或雙吸入）單級雙支承結(jié)構(gòu)AII系列系列進(jìn)氣流量：500 3500m3/min升 壓：3 40KP溫 度：200 轉(zhuǎn) 速： 3000RpmB系列系列進(jìn)口流量 ：40400m3/min進(jìn)口介質(zhì)溫度 ：20 250壓比 ：1.2 1.85 電機(jī)功率 ：132 1000kW工作轉(zhuǎn)速 ：6000 15000rpm電動機(jī)通過聯(lián)軸器與增速器低速軸相聯(lián)，葉輪安裝在高速軸軸端。底座為整體鋼

17、板焊接結(jié)構(gòu)，兼作油箱。B系列系列C系列系列D系列系列D7002.4/0.98離心鼓風(fēng)機(jī)外形圖D系列系列D1400D系列系列雙軸4級3次冷卻DL系列系列廣泛應(yīng)用于空分、儀表空氣等領(lǐng)域E系列系列系列離心壓縮機(jī)為多級系列離心壓縮機(jī)為多級雙支承水平剖分結(jié)構(gòu)雙支承水平剖分結(jié)構(gòu)應(yīng)用于冶金、石化、制藥發(fā)酵、空分、動力、環(huán)保等領(lǐng)域。5E14603.4/0.718催化裂化主風(fēng)機(jī)，三元流設(shè)計催化主風(fēng)機(jī)組E系列系列EI系列系列EI系列多級有冷卻機(jī)殼水平+垂直剖分 應(yīng)用于鋼鐵、應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、化石油、化工、化肥、空分、煤氣、肥、空分、煤氣、天然氣輸送、制天然氣輸送、制藥和制冷等工業(yè)藥和制冷等工業(yè)裝置中。裝置中

18、。型號：型號：EI8003.4/0.98EI8003.4/0.98結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): : 二段三級二段三級流量流量: 800 m: 800 m3 3/min/min壓力壓力: 3.4/0.98 kgf/cm: 3.4/0.98 kgf/cm2 219971997年投用年投用EI系列系列EI系列系列Ep 、Ez系列系列EP系列多級有冷卻機(jī)殼水平剖分Ep 、Ez系列系列Ep 、Ez系列系列裝置規(guī)模：裝置規(guī)模： 川維川維1010萬噸萬噸/ /年甲醇年甲醇 投運(yùn)日期：投運(yùn)日期： 96 96 年年風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī):IEP3528.5/6 :IEP3528.5/6 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): :兩缸三段兩缸三段流量流量:35m:35m3

19、 3/min/min壓力壓力:28.5:28.56 6功率功率: 1100kW: 1100kW汽機(jī)汽機(jī): NG25/20 : NG25/20 壓力壓力: 37/7.5 bar : 37/7.5 bar 功率功率: 1210kW: 1210kWSJ、A、W系列系列其性能范圍為：其性能范圍為：介質(zhì)介質(zhì)空氣、煤氣和各種化工氣體空氣、煤氣和各種化工氣體流量流量可達(dá)可達(dá)23000m3/min或更大或更大壓力壓力25000Pa左右左右介質(zhì)介質(zhì)最高可達(dá)最高可達(dá)450使用環(huán)境使用環(huán)境室內(nèi)、露天、高原和寒熱地區(qū)室內(nèi)、露天、高原和寒熱地區(qū)進(jìn)排氣方向進(jìn)排氣方向可根據(jù)用戶需要設(shè)計可根據(jù)用戶需要設(shè)計第三節(jié) 陜鼓與MAN

20、合作生產(chǎn)的離心風(fēng)機(jī)型號命名及結(jié)構(gòu)型式 RZ離心式、中間帶冷卻器 RIK離心式、等溫型、冷卻器內(nèi)置式 RB離心式、筒型結(jié)構(gòu)，一般為煅鋼機(jī)殼 RBZ離心式、筒型結(jié)構(gòu)、中間帶冷卻器 RZ系列系列煉 油安慶富氣壓縮機(jī)安慶富氣壓縮機(jī)RZ45-6介質(zhì)介質(zhì)：富氣Qj=84m3 3/minPc=13.8kgf/cm2 2n=14767r/minRZ系列系列石家莊煉油廠富氣壓縮機(jī)石家莊煉油廠富氣壓縮機(jī)柳化柳化 RIK100RIK100渭化渭化 RIK100RIK100唐鋼唐鋼 RIK90RIK90RIK系列系列RB系列系列(金陵石化金陵石化RB28-4)RBZ系列系列(渭化渭化RBZ45-2+2+3) 例如： （1）RBZ 3 + 4 第二段共四級葉輪 第