第一节 离心压缩机系统组成
众说周知,整套离心压缩机组是由电气、机械、润滑、冷却、控制等部分组成的一个系统。虽然由于输送的介质、压力和输气量的不同,而有许多种规格、型式和结构,但组成的基本元件大致是相同的,主要由转子、定子、和辅助设备等部件组成。
第二节 主机部件
一、离心压缩机的转子
转子是离心压缩机的关键部件,它高速旋转。转子是由叶轮、主轴、平衡盘、推力盘等部件组成。
叶轮
叶轮也叫工作轮,是离心式压缩机的一个重要部件,气体在工作路轮中流动,其压力、流速都增加,同时气体的温度也升高。叶轮是离心式压缩机对气体作功的唯一元件。
1.在结构上,叶轮典型的有三种型式:
⑴闭式叶轮:由轮盘、轮盖、叶片三部分组成。
⑵半开式式叶轮:无轮盖、只有轮盘、叶片。
⑶双面进气式叶轮:两套轮盖、两套叶片,共用一个轮盘。
⒉叶轮的结构以叶片的弯曲形式来分:
⑴前弯叶片式叶轮:叶片弯曲方向与叶轮的旋转方向相同。叶片出口角>90°。
⑵后弯叶片式叶轮:叶片弯曲方向与叶轮的旋转方向相反,叶片出口角<90°。
⑶径向叶片式叶轮:叶片出口方向与叶轮的半径方向一致,叶片出口角=90°。
主轴
主轴的作用就是支撑安装其上的旋转零部件(叶轮、平衡盘等)及传递扭矩。在设计轴确定尺寸时,不仅考虑轴的强度问题,而且要仔细计算轴的临界转速。
所谓临界转速就是轴的转速等于轴的固有频率时的转速。
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作用力不一致,就会使转子受到一个指向低压端的合力,这个合力,我们称为轴向力。轴向力对于压缩机的正常运转是不利的,它使转子向一端窜动,甚至使转子与机壳相碰,发生事故。因此应设法平衡它,平衡盘就是利用它的两侧气体的压力差来平衡轴向力的零件。热套在主轴上,通常平衡盘只平衡一部分轴向力,剩余的轴向力由止推轴承来承受。
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。
二、离心压缩机的定子
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。
扩压器
扩压器的功能主要是使从叶轮出来的具有较大动能的气流减速,把气体的动能有效地转化为压力能。
扩压器一般分为:无叶扩压器 、叶片扩压器、 直壁式扩压器。
弯道
其作用使气流转弯进入回流器,气流在转弯时略有加速。
回流器
其作用使气流按所须方向均匀的进入下一级。
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,在会聚气体过程中,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。
轴承
支撑轴承:用于支撑转子使其高速旋转。
止推轴承:作用是承受剩余的轴向力。
第三节 辅助设备
㈠离心压缩机传动系统
空分装置中采用的离心压缩机由于转速高,一般采用电动机通过齿轮增速箱来拖动。
对于齿轮的材质要求相当高,一般采用优质合金钢,并经渗碳处理,以提高硬度,同时要求提高加工精度。在出厂前,并经严格的静、动平衡实验。
平衡:包括静平衡、动平衡两种。
静平衡是检查转子重心是否通过旋转轴中心。如果二者重合,它能在任意位置保持平衡;不重合,它会产生旋转,只有在某一位置时才能静止不动。通过静平衡实验,找出不平衡质量,可以在其对称部位刮掉相应的质量,以保持静平衡。
动平衡:经过静平衡试验的转子,在旋转时仍可能产生不平衡。因为每个零件的不平衡质量不是在一个平面内。当转子旋转时,他们会产生一个力矩,使轴线发生挠曲,从而产生振动,因此,转子还需要做动平衡试验。动平衡试验就是在动平衡机上使转子高速旋转,检查其不平衡情况,并设法消除其不平衡力矩的影响。