离心压缩机的种类、特点与应用浅析

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：离心压缩机转速高、排量大、体积小,是大型天然气液化装置中的气体增压设备。离心压缩机的壳体有整体型和中开型。整体型离心压缩机的壳体实际上是圆柱形的壳体,转子安装时是竖起来安装的。离心压缩机有单级和多级之分。图5-2示出单级离心压缩机结构。由于叶轮和扩压器的标准化设计,使离心压缩机可以在很宽的范围内工作。图5-4 M型离心压缩机流量与转速的关系a)卧式 b)立式

离心压缩机转速高、排量大、体积小,是大型天然气液化装置中的气体增压设备。流线型设计的叶轮(亦称转子)具有很高的精度,能确保气体流道的平滑,使设备运转平稳,提高了设备的可靠性。空气动力特性的弹性设计,使动力学特性可以调节,使之适合用户的工作要求。效率达到80%～90%。

离心压缩机的壳体有整体型和中开型。整体型离心压缩机的壳体实际上是圆柱形的壳体,转子安装时是竖起来安装的。分开型的壳体是水平剖分,上下两半组合起来的,转子安装时可水平安装,转子安装好后,将上半部分壳体再连接上。

离心压缩机有单级和多级之分。图5-2示出单级离心压缩机结构。图5-3为多级离心压缩机结构。单级压缩机用于压比较小的场合,如LNG蒸发气体的处理系统。也就是蒸发气体(Boil-offGas)压缩机,LNG接收终端用于给BOG增压,这种特殊场合使用的压缩机进气温度可以低至-150℃。

图5-2 单级离心压缩机结构

1—进口导流器 2—叶轮密封 3—机壳 4—叶轮 5—轴封 6—轴承 7—轴承盒 8—推力轴承 9—联轴器 10—主轴

图5-3 多级离心压缩机

1—进气口 2—扩压器 3—气体流道 4—叶轮 5—排气口

离心压缩机主轴的密封装置是非常重要的部件,能防止被压缩的气体向外漏泄,或使漏泄的量控制在允许的范围内。轴封主要有三种形式:机械接触密封、气体密封和浮动碳环密封。机械接触密封经过不断的改进,能确保在运转和停机期间绝对不漏,当压缩机在空转或油泵不工作时,密封结构在停机状态也应不漏泄。对于用惰性气体来做密封材料时,惰性气体向内漏泄的可能性也应尽可能消除。密封的结构型式是可以变化的,取决于处理过程的要求。

气体密封结构采用干燥气体作为密封材料,密封结构能控制密封气体只允许漏泄到环境中,而不能向机内漏泄。密封用的气体通常是一前一后地布置。气体供给系统应具有性能良好过滤器,防止外来的物体进入密封装置。在轴承盒和密封盒之间,有一个附加的隔离密封,防止润滑油进入密封盒。

浮动碳环密封主要用于排出压力较低的压缩机,允许有少量气体漏泄。这种密封可以干式运转。

由于叶轮和扩压器的标准化设计,使离心压缩机可以在很宽的范围内工作。对不同的使用场合,需要对排量进行控制,压缩机的特性也会产生变化。排量控制主要有四种方法:吸入口节流、排出口节流、调整进口导叶及改变转速。选择何种控制方法,需要根据装置的运行要求和准备考虑的压缩机运行点及其他的运行点的效率仔细选择。

改变压缩机的排量可以通过调整进口导叶来实现,使压缩机的工作范围得到扩展,改进压缩机在部分负载下的特性,调节进口导叶也可以和速度控制结合起来。

控制方法需要根据装置的运行要求,压缩机在相关点及其他状态点的效率仔细地选择。调节进口导法扩展了压缩机的运行范围,对部分载荷时,能改善压缩机的效率。

正确选择符合使用要求的压缩机,需要考虑多方面的因素,包括要求的进口流量和排出压力,根据压力和流量的图线,确定压缩机的结构尺寸,然后根据纵坐标上的速度,求出名义工作速度。对于摩尔质量低的气体,使用立式安装型(筒式外壳)的压缩机是比较合适的,因为筒装式结构具有优异的密封性能,这种型式也可适用于工作压力比较高的场合。图5-4示出EBARA公司生产的M型离心压缩机流量与转速的关系。

图5-4 M型离心压缩机流量与转速的关系

a)卧式 b)立式

离心压缩机的种类、特点与应用浅析

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