离心式压缩机是透平式压缩机的一种。早期只用于压缩空气,并且只用于低、中压力及气量很大的场合。目前离心式压缩机可用来压缩和输送化工生产中的多种气体。它具有:处理量大,体积小,结构简单,运转平稳,维修方便以及气体不受污染等特点。离心式压缩机主要用于大功率、大流量的场合。离心式压缩机属于速度式(又称动力式)压缩机,其压缩原理与容积式压缩机有着根本的区分,是技术和资金密布的高端产品,单机价值高。具有高速、大排量、无油、气流无脉动、重量体积小、运行可靠、效率高、必须有防喘振体系、工况顺应范围窄等特点。是冶金、化工、石油、电力、动力、空气分离等行业的焦点设备之一。

随着气体动力学的研究,使得离心式压缩机的效率不断提高;又因为高压密封、小流量窄叶轮的加工和多油楔轴承等技术要害的研究制造成功,解决了离心压缩机向高压力、宽流量范围成长的一系列问题,使离心压缩机的应用范围大为扩展,乃至在许多场合可以代替往复活塞式压缩机。

事情原理

一般说来,提高气体压力的主要目标就是增加单位容积内气体分子的数量,也就是缩短气体分子与分子间的距离。达到这个目标可接纳的方法有:

1、用挤压元件来挤压气体的容积式压缩方法(如活塞式);

二、用气体动力学的方法,即利用机器的作功元件(高速反转展转的叶轮)对气体作功,使气体在离心思场中压力得到提高,同时动能也大为增加,随后在扩压流道中流动时这部分动能又转酿成静压能,而使气体压力进一步提高,这就是离心式压缩机的事情原理或增压原理。

优缺点

优点:

(1)排气量大,气体流经离心压缩机是连续的,其流通截平面或物体表面的大较大,且叶轮转速很高,故气流速度很大,因而流量很大。

(2)结构紧凑、尺寸小。它比同气量的活塞式小得多;

(3)运转平稳可靠,连续运转时间长,维护费用省,操作人员少;

(4)不污染被压缩的气体,这对化工生产是很重要的;

(5)转速较高,适宜用蒸汽轮机或燃气轮机直接拖动。

6)在制冷中,冷媒中混入的润滑油极少,对换热器的传热效果影响小,机组具有较高效率。

缺点:

(1)单级压力比不高,不适用于较小的流量;

(2)稳定工况区较窄,尽管气量调节较方便,但经济性较差

应用

1.化工及石油化工工艺用

2.动力工程用

3.制冷工程和气体分离用

4.气体输送用

接纳多级串联和多缸串联的必要性

离心压缩机的压力比一般都在3以上,有的高达150,甚至更高。离心压缩机的单级压力比,较活塞式的低,所以一般离心压缩机多为多级串联式的结构。考虑到结构的紧凑性与机器的安全可靠性,一般主轴不能过长。对于要求高增压比或输送轻气体的机器需要两缸或多缸离心压缩机串联起来形成机组。

分段与中间冷却以减少耗功

为了降低气体温度,节省功率,在离心压缩机中往往接纳分段中间冷却的结构,而不接纳汽缸套冷却。各段由一级或若干级组成,段与段之间在机器以外由管道连接中间冷却器。应当指出,分段与中间冷却不能仅考虑省功,还要考虑下列因素:

1)被压缩介质的特性属于易燃、易爆则段出口的温度低一些,对于某些化工气体,因在高温下气体发生不必要的分解或化合变化,或会产生并增速对机器质料的腐化,这样的压缩机冷却次数必需多一些。

)用户要求排出的气体温度高,以利于化学反应(由氮、氢化合为氮)或燃烧,则不必接纳中间冷却,或尽量减少冷却次数。

3)考虑压缩机的具体结构、冷却器的布置、输送冷却水的泵耗功、设备成本与环境条件等综合因素。

4)段数确定后,每段的最佳压力比,可根据总耗功最小的原则来确定。

按机器结构特点选型

1)单级离心压缩机

(2)多级多轴结构

(3)多缸串联机组

(4)气缸结构

(5)叶轮结构与排列

(6)扩压器结构

(7)轴流离心混合型压缩机