劉明輝

摘要：離心壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出了明顯的遞進(jìn)式發(fā)展規(guī)律，從最初的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單統(tǒng)一到結(jié)構(gòu)復(fù)雜功能多樣再到集成，體現(xiàn)出了技術(shù)進(jìn)步與工業(yè)發(fā)展需求的過程。盡管目前原動(dòng)機(jī)與離心壓縮機(jī)的組合結(jié)構(gòu)具有較高的效率與穩(wěn)定性，但是其依然存在許多問題，需要繼續(xù)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，提升離心壓縮機(jī)的技術(shù)針對(duì)性，開發(fā)更為復(fù)雜高效的設(shè)備，為我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化做出新的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：離心壓縮機(jī)；級(jí)間密封泄漏；優(yōu)化

作為持續(xù)提供壓縮氣體的高效節(jié)能設(shè)備類型，離心式壓縮機(jī)在我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化中扮演著十分重要的角色。無論是重大化工裝置還是氣體輸送、液化等領(lǐng)域，都能夠看到離心壓縮機(jī)的身影。離心壓縮機(jī)最早出現(xiàn)于上個(gè)世紀(jì)初期，歷經(jīng)百年的發(fā)展，不但在技術(shù)應(yīng)用水平上取得了較大的突破，同時(shí)也逐漸分化出幾種不同的類別，現(xiàn)介紹如下。

1離心壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)分類概述

結(jié)合目前國(guó)內(nèi)離心壓縮機(jī)的技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀來看，常用的離心壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)可以大體劃分為三個(gè)類別，分別是單軸離心壓縮機(jī)、齒輪組離心壓縮機(jī)以及原動(dòng)機(jī)與離心壓縮機(jī)的組合機(jī)構(gòu)類型。三種壓縮機(jī)本身都具有自身的優(yōu)勢(shì)和特色，在應(yīng)用過程中應(yīng)用的領(lǐng)域以及側(cè)重點(diǎn)也存在較大的差異。其中，不同的類型結(jié)構(gòu)可能由于實(shí)際需求的不同還會(huì)體現(xiàn)出一些其他的差異，或者在結(jié)構(gòu)上有一定的變動(dòng)，這樣才能夠更好的適應(yīng)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的需求。

2離心式工作原理干氣密封工作原理

2.1離心式壓縮機(jī)工作原理

離心式壓縮機(jī)的主要作用是壓縮氣體，以此達(dá)到人們?cè)诠ぷ髦械哪撤N需求的目的。工作中，離心壓縮機(jī)通過其葉輪進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，而且葉輪在旋轉(zhuǎn)中會(huì)帶動(dòng)通管中的空氣進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，這樣能夠不斷加速通道內(nèi)部的空氣旋轉(zhuǎn)，通過氣理性作用形成一種擴(kuò)壓器。通常，離心式壓縮機(jī)的工作原理是通過其葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再產(chǎn)生空氣的推動(dòng)力。在空氣的作用下，將葉輪及擴(kuò)壓器產(chǎn)生的空氣在流通通道內(nèi)進(jìn)行壓縮，并且合理運(yùn)用離心原則及降速原理等等，把離心機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械性能轉(zhuǎn)換為空氣的壓力功能。此外，空氣在擴(kuò)壓器的作用下日益壓縮的過程中，會(huì)使得空氣的流通速度迅速上升，從而造成通道底部空氣加速度減少，而空氣也會(huì)降低速度，后方的空氣仍舊是不斷前進(jìn)和擠壓的，這樣就會(huì)讓空氣的動(dòng)量勢(shì)能轉(zhuǎn)化為靜態(tài)壓能，最終達(dá)到壓縮空氣的目標(biāo)。

2.2干氣密封工作原理

典型的干氣密封結(jié)果主要是由五個(gè)部分組成，分別是密封圈、旋轉(zhuǎn)環(huán)、彈簧、彈簧座以及靜環(huán)。旋轉(zhuǎn)環(huán)密封面受到研磨拋光處理后，在其上面加工出具有特殊功能的流體動(dòng)壓槽。干氣密封摩擦面的槽型中具有代表性的T型槽、單向螺旋等等，在實(shí)際使用中單向旋轉(zhuǎn)槽型可以保證流體通暢運(yùn)行。氣膜具有較強(qiáng)的剛度，在強(qiáng)壓下可以保持其最初的形態(tài)。處于這種情況下。其載荷軸承能力就可以在以往的基礎(chǔ)上把瞬態(tài)工況，或者變動(dòng)工況期間的長(zhǎng)動(dòng)態(tài)表明基礎(chǔ)的風(fēng)險(xiǎn)減少到最小。一般來說，完善該性能的重點(diǎn)是螺旋槽的內(nèi)泵動(dòng)效應(yīng)。在整個(gè)干氣密封過程中，瞬態(tài)工況對(duì)離心式壓縮機(jī)而言具有重要的意義，并且這項(xiàng)技術(shù)也是干氣密封的關(guān)鍵。

3密封改進(jìn)原理

MCO1404+3BCL457壓縮機(jī)級(jí)間密封采用迷宮密封；在壓縮機(jī)各級(jí)葉輪進(jìn)口圈外緣和隔板軸孔處都裝有迷宮密封減少各級(jí)串氣，提高壓縮空氣量，提高做功率。迷宮密封采用鋁合金制成，是為了避免損壞軸套和葉輪。為避免熱膨脹而使密封變形發(fā)生抱軸事故一般將密封體做成帶有“L”形卡臺(tái)。密封齒為梳齒狀，密封體外環(huán)上半用沉頭螺釘固定在上半隔板上不固定死。外環(huán)下半自由裝在下隔板。對(duì)尺寸較大的密封，根據(jù)需要切割成兩半，且切口留有間隙，來滿足受熱膨脹的要求。影響離心壓縮機(jī)中級(jí)間密封間隙泄漏是主要因素。離心式壓縮機(jī)進(jìn)口有效氣量是通過葉輪做功后大部分進(jìn)入擴(kuò)壓器，進(jìn)入下一級(jí)繼續(xù)提高壓力來滿足分餾系統(tǒng)所需壓力外，還有少部分從葉輪出口通過高壓氣流從輪蓋密封和隔板軸封泄漏出去，形成兩個(gè)環(huán)流漏氣損失。實(shí)踐證明隔板軸封泄漏量是輪蓋氣封泄漏量的1/3左右，隔板處的泄漏量比輪蓋密封泄漏量小很多。隔板軸封泄漏量沒有直接要求外界多增加能量，只是減少了工作葉輪后的有效能量。通過葉輪的輪蓋處密封的泄漏量增加工作葉輪的進(jìn)口流量。輪蓋密封處的泄漏量直接要求外界能量增加，這股氣流在輪蓋密封處不斷循環(huán)。能量損失使葉輪多耗機(jī)械功，影響壓縮機(jī)效率。減少輪蓋密封泄漏量是提高離心壓縮機(jī)效率的重要因素之一。從而看出輪蓋密封泄漏損失是一個(gè)不可忽視的問題。空氣壓縮機(jī)出現(xiàn)能耗高，達(dá)不到設(shè)計(jì)值是密封泄漏所導(dǎo)致的；離心壓縮機(jī)在理論上希望級(jí)間密封間隙盡可能小，甚至不泄漏，提高壓縮機(jī)做功率。但在壓縮機(jī)設(shè)計(jì)制造過程中為了安全運(yùn)行可靠；在生產(chǎn)運(yùn)行過程中壓力及流量在某種原因情況下發(fā)生大幅度的波動(dòng)引起轉(zhuǎn)動(dòng)部件與靜止部件摩擦從而引發(fā)事故。所以在設(shè)計(jì)制造壓縮機(jī)的過程中級(jí)間密封間隙往往在上限值。特別是新研發(fā)的機(jī)型在沒有成功的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的前提下，級(jí)間密封間隙設(shè)計(jì)值應(yīng)該大于實(shí)際運(yùn)行間隙值。一般新機(jī)型經(jīng)實(shí)驗(yàn)或用戶生產(chǎn)實(shí)踐運(yùn)行后，才能適當(dāng)進(jìn)行修正級(jí)間密封間隙值。為今后設(shè)計(jì)和生產(chǎn)壓縮機(jī)級(jí)間密封間隙值提供重要依據(jù)。壓縮機(jī)其他參數(shù)也都相應(yīng)的進(jìn)行糾正，為新機(jī)型提供有力的參考依據(jù)。在設(shè)計(jì)制造和運(yùn)行維修過程中應(yīng)特別注意，壓縮機(jī)的級(jí)間密封的間隙盡可能控制在一個(gè)合理范圍內(nèi)，使壓縮機(jī)有較高的效率又能安全運(yùn)行。由于原有的梳齒密封間隙設(shè)計(jì)時(shí)偏大導(dǎo)致運(yùn)行中泄漏量大，促使壓縮機(jī)負(fù)荷受到了很大的影響。密封結(jié)構(gòu)的好壞對(duì)壓縮機(jī)組由很大的影響，對(duì)此我們多次與沈鼓壓縮機(jī)廠家進(jìn)行研究探討，決定更換增壓機(jī)級(jí)間、段間密封，將原有的梳齒密封更換為可接觸碳環(huán)密封，減少級(jí)間串氣帶來的氣體損失；提高增壓機(jī)的排氣量。

4結(jié)束語

總而言之，離心式壓縮機(jī)是石油化工行業(yè)的不可缺少的設(shè)備。其自身的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的，不僅耐磨，抗腐蝕，而且使用壽命長(zhǎng)，價(jià)格合理。但是這種類型的壓縮機(jī)在使用一段時(shí)間后，也會(huì)出現(xiàn)各種故障。因此，必須要加強(qiáng)對(duì)離心式壓縮機(jī)的檢修和維護(hù)，來降低故障出現(xiàn)幾率。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊艷，劉二斌，韓斌.離心式壓縮機(jī)干氣密封工作原理與典型故障研究[J].化工管理，2016（18）：192.

[2]王莉，李旭昆，祁金青，等.離心式壓縮機(jī)干氣密封工作原理與典型故障研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2016（08）：64-65.

[3]褚菲，王福利，王小剛.大型離心壓縮機(jī)性能預(yù)測(cè)的混合建模方法研究[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2017，32（12）：2821-2826.

[4]JamesM.Sorokes，MarkJ.Kuzdzal，張海界.離心壓縮機(jī)的發(fā)展歷程[J].風(fēng)機(jī)技術(shù)，2017（03）：61-71.

（作者單位：大唐阜新能源化工工程有限公司）