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离心式压缩机的基本结构及优缺点说明

未知 2019-07-17 10:53

离心式压缩机又称透平式压缩机,主要用来压缩气体,主要由转子和定子两部分组成:转子包括叶轮和轴,叶轮上有叶片、平衡盘和一部分轴封;定子的主体是气缸,还有扩压器、弯道、回流器、迸气管、排气管等装置。

离心式压缩机的基本结构及优缺点说明

基本结构

转子是离心式压缩机的关键部件,它可以高速旋转。转子由叶轮、主轴、平衡盘、推力盘等部件组成。

1、叶轮

叶轮,也称为工作轮,是离心式压缩机的重要部件。 工作路径中的气流的压力和速度增加,并且气体的温度也增加。 叶轮是离心式压缩机唯一可用于燃气的部件。

在结构上,有三种典型的叶轮类型:

(1)闭式叶轮:由轮盘,轮盖和叶片组成。

(2)半开式叶轮:无轮盖,仅轮盘和叶片。

(3)双面进气叶轮:两套轮盖和两套叶片,共用一个轮盘。

叶轮的结构可以以叶片的弯曲形式分为三个部分:

(1)前弯叶片叶轮:叶片的弯曲方向与叶轮的旋转方向相同。 叶片出口角度大于90度。

(2)后弯叶片叶轮:叶片的弯曲方向与叶轮的旋转方向相反,叶片的出口角度小于90度。

(3)径向叶片叶轮:叶片出口方向与叶轮方向相同,叶片出口角度等于90度。

2、主轴

主轴的功能是支撑安装在其上的旋转部件(叶轮,平衡盘等)并传递扭矩。在确定设计轴的尺寸时,不仅要考虑轴的强度,还要仔细计算轴的临界速度。所谓临界转速就是轴的转速等于轴的固有频率时的转速。

3、平衡盘、推力盘

在多级离心压缩机中,由于每级叶轮两侧的气体力不一致,转子将受到指向低压端的合力,我们称之为轴向力。轴向力不利于压缩机的正常运行。 它使转子移动到一端,甚至使转子和外壳发生碰撞,从而引发事故。因此,应该努力平衡它。平衡板是通过使用其两侧的气体之间的压力差来平衡轴向力的部分。在热套筒的主轴中,平衡盘通常仅平衡轴向力的一部分,并且剩余的轴向力由推力轴承承担。

推力盘是固定在主轴上的止推轴承中的一部分,它的作用就是将转子剩余的轴向力通过油膜作用在止推轴承上,同时还确定了转子与固定元件的位置。

离心式压缩机的基本结构及优缺点说明

定子是压缩机的固定元件,由扩压器、弯道。回流器、蜗壳及机壳组成。

1、扩压器

扩压器的主要功能是使来自叶轮的高动能减速流动,并有效地将气体的动能转换成压力能。扩压器一般分为无叶扩压器、片叶扩压器以及直壁式扩压器。

2、回流器

其作用使气流按所需方向均匀额进入下一级。

3、蜗壳

其主要作用是把扩压器后面或叶轮后面的气体汇集起来,并把它们引出压缩机,流向输送管道或气体冷却器,此外,在汇聚气体过程中,大多数情况下,由于蜗壳外径逐渐增大和流通面积的逐渐增大,也起到了一定的降速扩压作用。

4、轴承

支撑轴承用于支撑转子使其高速旋转;止推轴承的作用则是承受剩余的轴向力。

离心式压缩机的基本结构及优缺点说明

优点

1、离心式压缩机的气量大,结构简单紧凑,重量轻,机组尺寸小,占地面积小。

2、运转平衡,操作可靠,运转率高,摩擦件少,因之备件需用量少,维护费用及人员少。

3、在化工流程中,离心式压缩机对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程。

4、离心式压缩机为一种回转运动的机器,它适宜于工业汽轮机或燃汽轮机直接拖动。对一般大型化工厂,常用副产蒸汽驱动工业汽轮机作动力,为热能综合利用提供了可能。

缺点

1、离心式压缩机还不适用于气量太小及压比过高的场合。

2、离心式压缩机的稳定工况区较窄,其气量调节虽较方便,但经济性较差。

3、离心式压缩机效率一般比活塞式压缩机低。

我国在五十年代已能制造离心式压缩机,从七十年代初开始又以石油化工厂,大型化肥厂为主,引进了一系列高性能的中、高压力的离心式压缩机,取得了丰富的使用经验,并在对引进技术进行消化、吸收的基础上大大增强了自己的研究、设计和制造能力。

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