離心式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)

1、遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械技術(shù)系隋博遠(yuǎn) 【情境導(dǎo)入情境導(dǎo)入】 隨著石油化工行業(yè)裝置向大型化，集約化隨著石油化工行業(yè)裝置向大型化，集約化方向發(fā)展，離心式壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍越來(lái)方向發(fā)展，離心式壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。工程技術(shù)人員應(yīng)了解離心式壓縮機(jī)越廣。工程技術(shù)人員應(yīng)了解離心式壓縮機(jī)的的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用和工作原理；勝任壓縮機(jī)的的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用和工作原理；勝任壓縮機(jī)的安裝、找正、檢修等工作；掌握離心式的安裝、找正、檢修等工作；掌握離心式壓縮機(jī)的運(yùn)行與維護(hù)的操作規(guī)程和常見(jiàn)故壓縮機(jī)的運(yùn)行與維護(hù)的操作規(guī)程和常見(jiàn)故障的排除。障的排除。 【知識(shí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)】 1認(rèn)識(shí)離心式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)、主要零部件的功用，離心式壓縮機(jī)的工作特

2、性。 2熟悉離心式壓縮機(jī)的拆卸與安裝的要求及準(zhǔn)備工作，了解機(jī)組的對(duì)中找正方法。 3掌握離心式壓縮機(jī)檢修內(nèi)容，主要零部件的檢修過(guò)程及質(zhì)量判斷依據(jù)。 4了解離心式壓縮機(jī)的試車(chē)的內(nèi)容、方法和步驟，了解離心壓縮機(jī)的運(yùn)行與調(diào)節(jié)過(guò)程。 5離心式壓縮機(jī)維護(hù)方法與步驟，了解離心式壓縮機(jī)常見(jiàn)故障及故障的處理方法。 【能力目標(biāo)能力目標(biāo)】 1能夠查閱相關(guān)的資料。能夠查閱相關(guān)的資料。 2能對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行拆卸、清洗、檢查能對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行拆卸、清洗、檢查與檢修，能對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行組裝和安裝與檢修，能對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行組裝和安裝。 3能進(jìn)行機(jī)組找正計(jì)算和操作。能進(jìn)行機(jī)組找正計(jì)算和操作。 4能夠熟練對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行試車(chē)，調(diào)節(jié)能夠熟練對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)

3、行試車(chē)，調(diào)節(jié)及日常維護(hù)。及日常維護(hù)。 5能對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行故障分析與判斷。能對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行故障分析與判斷。 【任務(wù)描述】【任務(wù)描述】 假如你是一名檢修工，你應(yīng)了解離心式壓假如你是一名檢修工，你應(yīng)了解離心式壓縮機(jī)的分類(lèi)，組成，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理縮機(jī)的分類(lèi)，組成，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，分析壓縮機(jī)的性能和工況。，分析壓縮機(jī)的性能和工況。 【任務(wù)分析】【任務(wù)分析】 任務(wù)的完成：在對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行維檢修時(shí)，任務(wù)的完成：在對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行維檢修時(shí)，首先要了解壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，壓縮機(jī)的首先要了解壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，壓縮機(jī)的主要零部件的功用及相互位置關(guān)系，壓縮主要零部件的功用及相互位置關(guān)系，壓縮機(jī)的運(yùn)行工況等知識(shí)。機(jī)的運(yùn)行工況

4、等知識(shí)。【相關(guān)知識(shí)相關(guān)知識(shí)】離心式壓縮機(jī)是速度式透平壓縮機(jī)的一種，它是通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的葉輪給氣體以離心力的作用，使被壓縮的氣體沿著垂直于壓縮機(jī)軸的徑向方向流動(dòng)。在早期，離心式壓縮機(jī)主要用來(lái)壓縮空氣，并且只適用于低、中壓力和氣量很大的場(chǎng)合。隨著各種生產(chǎn)工藝過(guò)程的需求和離心式壓縮機(jī)制造工藝及設(shè)計(jì)技術(shù)的提高，離心式壓縮機(jī)已應(yīng)用到高壓領(lǐng)域。尤其近20年來(lái)，在離心式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)、制造方面，不斷采用新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)和新工藝，如采用高壓浮環(huán)密封結(jié)構(gòu)和干氣密封結(jié)構(gòu)，較好地解決了高壓下的軸端密封；采用多油楔徑向軸承及可傾瓦止推軸承，減少了油膜振蕩；圓筒形機(jī)殼的使用解決了高壓氣缸的強(qiáng)度和密封性；電蝕加工和釬焊解決了小流

5、量下窄流道葉輪的加工。 一、離心式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)一、離心式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu) （一）離心式壓縮機(jī)的分類(lèi) 離心式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)方式可分為水平剖分型、垂直剖分型(又稱(chēng)筒型)和等溫型壓縮機(jī)等。按用途和輸送介質(zhì)的性質(zhì)可分為空氣壓縮機(jī)、二氧化碳?jí)嚎s機(jī)、合成氣壓縮機(jī)、裂解氣壓縮機(jī)、氨冷凍機(jī)、乙烯壓縮機(jī)及丙烯壓縮機(jī)等。 1水平剖分型 水平剖分型壓縮機(jī)的氣缸被剖分為上、下兩部分，一般用于空壓機(jī)，排氣壓力限定在45MPa，不適于高壓和含氫多且分子量小的氣體壓縮。此種壓縮機(jī)拆卸方便，適用于中低壓的場(chǎng)合，如圖3-1所示。 圖圖3-1 水平剖分型離心式壓縮機(jī)基本結(jié)構(gòu)圖水平剖分型離心式壓縮機(jī)基本結(jié)構(gòu)圖1-吸氣室；吸氣室；2

6、-止推軸承；止推軸承；3-軸端密封；軸端密封；4-后置密封；后置密封；5-機(jī)殼；機(jī)殼；6-葉輪；葉輪；7-軸蓋密封；軸蓋密封；8-隔板；隔板；9-擴(kuò)壓器；擴(kuò)壓器； 10-彎道；彎道；11-回流器；回流器；12-級(jí)間密封；級(jí)間密封；13-前置密封；前置密封；14-軸承測(cè)溫計(jì)；軸承測(cè)溫計(jì)；15-止推軸承；止推軸承；16-聯(lián)軸器；聯(lián)軸器；17-主軸；主軸；18-排出口排出口 2筒型筒型 筒型也就是垂直剖分型，筒型氣缸里裝入筒型也就是垂直剖分型，筒型氣缸里裝入垂直剖分的隔板，兩側(cè)端蓋用螺栓緊固。垂直剖分的隔板，兩側(cè)端蓋用螺栓緊固。由于氣缸是圓筒型的，抗內(nèi)壓能力強(qiáng)，對(duì)由于氣缸是圓筒型的，抗內(nèi)壓能力強(qiáng)，對(duì)

7、溫度和壓力所引起的變形也較均勻。此種溫度和壓力所引起的變形也較均勻。此種壓縮機(jī)缸體強(qiáng)度高、密封性好、剛性好，壓縮機(jī)缸體強(qiáng)度高、密封性好、剛性好，但是拆裝困難、檢修不便，適用于高壓力但是拆裝困難、檢修不便，適用于高壓力或要求密封性好的場(chǎng)合，如圖或要求密封性好的場(chǎng)合，如圖3-2。 3等溫型 這種壓縮機(jī)就為了能在較小的動(dòng)力下對(duì)氣體進(jìn)行高效的壓縮，把各級(jí)葉輪壓縮的氣體，通過(guò)級(jí)間冷卻器冷卻后再導(dǎo)入下一級(jí)的一種壓縮機(jī)。圖3-3 10級(jí)式齒輪結(jié)構(gòu)示意圖 圖3-3為多軸型離心式壓縮機(jī)。多軸型壓縮機(jī)是為了能在較小的動(dòng)力下對(duì)氣體進(jìn)行高效的壓縮，在一個(gè)齒輪箱中由一個(gè)大齒輪驅(qū)動(dòng)幾個(gè)小齒輪軸，每個(gè)軸的一端或兩端安裝葉輪

8、，把各級(jí)葉輪壓縮的氣體，通過(guò)級(jí)間冷卻器冷卻后再導(dǎo)入下一級(jí)的一種壓縮機(jī)，此種壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，適用于中、低壓的空氣、蒸汽或惰性氣體的壓縮。 圖3-3 10級(jí)式齒輪結(jié)構(gòu)示意圖 （二）離心式壓縮機(jī)的組成 1壓縮機(jī)的構(gòu)件 在離心式壓縮機(jī)中，習(xí)慣上將葉輪與軸的組件統(tǒng)稱(chēng)為轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子多為雙支撐撓性軸結(jié)構(gòu)，主軸上裝有葉輪、平衡盤(pán)、推力盤(pán)、軸套和聯(lián)軸器等。 在離心式壓縮機(jī)中，定子就是機(jī)殼。由吸氣室、級(jí)間隔板（擴(kuò)壓器、彎道、回流器）、排氣室（蝸殼）、軸封、級(jí)間密封、入口導(dǎo)流器等組成，它們也稱(chēng)為固定元件。 此外，為了使壓縮機(jī)持續(xù)安全、高效率地運(yùn)轉(zhuǎn)，還必須有一些輔助設(shè)備和系統(tǒng)，如油路系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)及故障診斷

9、系統(tǒng)。 由圖3-l可知，離心式壓縮機(jī)是由轉(zhuǎn)子及與其配合的固定元件所組成，其主要構(gòu)件有： （1）葉輪 葉輪是離心式壓縮機(jī)中唯一的做功部件，葉輪葉片一般采用出口角3060的后向葉片。它隨軸高速旋轉(zhuǎn)，氣體在葉輪中受旋轉(zhuǎn)離心力和擴(kuò)壓流動(dòng)作用，因此氣體流出葉輪時(shí)的壓力和速度都得到明顯提高。 葉輪有閉式葉輪、半開(kāi)式葉輪和雙面進(jìn)氣葉葉輪有閉式葉輪、半開(kāi)式葉輪和雙面進(jìn)氣葉輪。最常見(jiàn)的是閉式葉輪，其漏氣量小、性輪。最常見(jiàn)的是閉式葉輪，其漏氣量小、性能好、效率高，做功量大、單級(jí)增壓高。雙能好、效率高，做功量大、單級(jí)增壓高。雙面進(jìn)氣葉輪適應(yīng)大流量，且葉輪軸向力本身面進(jìn)氣葉輪適應(yīng)大流量，且葉輪軸向力本身得到平衡。得到

10、平衡。 （2）擴(kuò)壓器）擴(kuò)壓器 是離心式壓縮機(jī)中的轉(zhuǎn)能部件是離心式壓縮機(jī)中的轉(zhuǎn)能部件。氣體從葉輪流出時(shí)速度很高，為此在葉輪。氣體從葉輪流出時(shí)速度很高，為此在葉輪出口后設(shè)置流通截面逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓器，以出口后設(shè)置流通截面逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓器，以將這部分速度能有效地轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。擴(kuò)壓將這部分速度能有效地轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。擴(kuò)壓器一般有無(wú)葉擴(kuò)壓器、葉片擴(kuò)壓器和直壁擴(kuò)器一般有無(wú)葉擴(kuò)壓器、葉片擴(kuò)壓器和直壁擴(kuò)壓器三種結(jié)構(gòu)。壓器三種結(jié)構(gòu)。 （3）彎道 是設(shè)置于擴(kuò)壓器后的氣流通道。其作用是將擴(kuò)壓器后的氣體由離心方向改為向心方向，以便引入下一級(jí)葉輪繼續(xù)壓縮。 （4）回流器 是為了使氣流以一定方向均勻進(jìn)入下一級(jí)葉輪入口。回流器

11、中一般都裝有導(dǎo)向葉片。 （5）吸氣室 吸氣室是用來(lái)把氣體從進(jìn)口管或中間冷卻器引到葉輪中去，一般有軸向、徑向、徑向環(huán)流三種結(jié)構(gòu)型式。 （6）蝸殼 是把從擴(kuò)壓器或直接從葉輪出來(lái)的氣體收集起來(lái)，并引出機(jī)外。 （7）主軸 主軸是離心式壓縮機(jī)的主要零部件之一。其作用是傳遞功率、支承轉(zhuǎn)子與固定元件的位置，以保證機(jī)器的正常工作。主軸按結(jié)構(gòu)一般分為階梯軸、節(jié)鞭軸和光軸等三種類(lèi)型。 （8）緊圈和固定環(huán) 葉輪及主軸上的其他零件與主軸的配合，一般都采用過(guò)盈配合，但由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較高，離心慣性力的作用將會(huì)使葉輪的輪盤(pán)內(nèi)孔與軸的配合處發(fā)生松動(dòng)，導(dǎo)致葉輪產(chǎn)生位移。為了防止位移的發(fā)生，有些過(guò)盈配合后再采用埋頭螺釘加以固定，但

12、有些結(jié)構(gòu)本身不允許采用螺釘固定，而采用兩個(gè)半固定環(huán)及緊圈加以固定。固定環(huán)由兩個(gè)半圈組成，加工時(shí)按尺寸加工成一個(gè)圓環(huán)，然后鋸成兩半。裝配時(shí)先把兩個(gè)半圈的固定環(huán)裝在軸槽內(nèi)，隨后將緊圈加熱到大于固定環(huán)外徑，并熱套在固定環(huán)上，冷卻后即可牢固地固定在軸上。 （9）轉(zhuǎn)子的軸向力及其平衡 離心式壓縮機(jī)工作時(shí)，葉輪受到的軸向力與離心泵完全相同，由于不平衡軸向力的存在，迫使壓縮機(jī)的整個(gè)轉(zhuǎn)子向葉輪的吸入口方向(低壓端)竄動(dòng)，造成止推軸承的損壞并使轉(zhuǎn)子與固定元件發(fā)生碰撞而引起機(jī)器的損壞。 在離心式壓縮機(jī)中，軸向力的平衡方法，原則上同離心泵的方法相同。通常使用最多的是葉輪對(duì)稱(chēng)排列和設(shè)置平衡盤(pán)兩種方法。高壓離心式縮機(jī)還

13、可以在葉輪背面加平衡葉片來(lái)平衡軸向力，該法只有在壓力高、氣體密度大的場(chǎng)合才有效。 （10）推力盤(pán) 推力盤(pán)是將軸向力傳遞給止推軸承的裝置，其一端開(kāi)有凹槽，主要作密封用，另一端也加工有圓弧形凹面，該圓弧形面在主軸上恰好與主軸上的葉輪入口處相連，這樣可以減少因氣流進(jìn)入葉輪所產(chǎn)生的渦流損失和摩擦損失。 2壓縮機(jī)的級(jí)、段、缸、列 在離心式壓縮機(jī)的術(shù)語(yǔ)中，常用的有“級(jí)”、“段”、“缸”、“ 列”。 所謂壓縮機(jī)的“級(jí)”，是由一個(gè)葉輪及與其相配合的固定元件所構(gòu)成。級(jí)是離心式壓縮機(jī)做功的基本單元。一臺(tái)離心式壓縮機(jī)總是由一級(jí)或幾級(jí)所組成。從級(jí)的類(lèi)型來(lái)看，一般可分為首級(jí)，中間級(jí)和末級(jí)三類(lèi)。首級(jí)由吸氣室、葉輪、擴(kuò)壓器、彎道、回流器所組成。中間級(jí)是由葉輪、擴(kuò)壓器、彎道、回流器所組成。末級(jí)是由葉輪、擴(kuò)壓器和蝸殼所組成（有的末級(jí)只有葉輪和蝸