透平壓縮機(jī)機(jī)組檢修小結(jié)

1、優(yōu)點(diǎn)：（1）排氣量大，氣體流經(jīng)離心壓縮機(jī)是連續(xù)的，其流通截面積較大，且葉輪轉(zhuǎn)速很高，故氣流速度很大，因而流量很大。（2）結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小。它比同氣量的活塞式小得多；（3）運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長，維護(hù)費(fèi)用省，操作人員少；（4）不污染被壓縮的氣體，這對化工生產(chǎn)是很重要的；（5）轉(zhuǎn)速較高，適宜用蒸汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)直接拖動。缺點(diǎn)：（1）單級壓力比不高，不適用于較小的流量；（2）穩(wěn)定工況區(qū)較窄，盡管氣量調(diào)節(jié)較方便，但經(jīng)濟(jì)性較差離心壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子：主軸，固定在主軸上的葉輪、軸套、聯(lián)軸節(jié)、推力盤及平衡盤等。定子：氣缸，其上的各種隔板以及軸承等零部件，如擴(kuò)壓器、彎道、回流器、進(jìn)氣室、排氣蝸殼。驅(qū)動機(jī)轉(zhuǎn)子高速

2、回轉(zhuǎn)葉輪入口產(chǎn)生負(fù)壓（吸氣）氣體在流道中擴(kuò)壓氣體連續(xù)從排氣口排出1吸入室；2主軸；3葉輪；4固定部件；5機(jī)殼；6軸端密封；7軸承；8排氣蝸殼；主要部件包括：主軸、葉輪、擴(kuò)壓器、彎道、回流器、推力盤、平衡盤、聯(lián)軸器、進(jìn)氣室、排氣室等。主軸：主軸的作用是支持旋轉(zhuǎn)零件及傳遞扭矩。葉輪：氣體進(jìn)入葉輪后，在葉片的推動下跟著葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪對氣流作功，增加了氣流的能量，因此氣體流出葉輪時(shí)的壓力能和速度能均有所增加。擴(kuò)壓器：氣體從葉輪流出時(shí)的速度很高，為了充分利用這部分速度能，在葉輪后設(shè)置流通截面逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓器，以便將速度能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ堋澋溃簽榱税褦U(kuò)壓器后的氣流引導(dǎo)到下一級的葉輪去進(jìn)行壓縮，在擴(kuò)壓器后設(shè)置

3、了使氣流由離心方向改為向心方向的彎道?；亓髌鳎夯亓髌魇鞘箽饬饕砸欢ǖ姆较蚓鶆蜻M(jìn)入下一級葉輪進(jìn)口的通道，回流器中一般裝有導(dǎo)葉。推力盤：推力盤的作用是將平衡盤剩余的軸向力傳遞給止推軸承，其工作面為端面。通常推力盤與軸采用過盈配合并用鍵固定。平衡盤：平衡盤位于末級葉輪之后，用來平衡轉(zhuǎn)子所受的軸向力離心壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向力的方向是由葉輪的背面指向葉輪的入口聯(lián)軸器：聯(lián)軸器是用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的零件。進(jìn)氣室：進(jìn)氣室的作用是將氣體從進(jìn)氣管中引至葉輪入口。排氣室：又叫排氣蝸殼，其作用是匯集由擴(kuò)壓器或葉輪內(nèi)排出的氣體，以便引至機(jī)外管網(wǎng)系統(tǒng)。 級：級：段：段：缸：缸

4、：列：列：由一個(gè)葉輪與其相配合的固定元件所構(gòu)成。以中間冷卻器作為分段的標(biāo)志。一個(gè)機(jī)殼稱為一缸，多機(jī)殼稱為多缸。指壓縮機(jī)缸的排列方式，一列可由一至幾個(gè)缸組成。 “級”是離心式壓縮機(jī)的基本單元，從級的類型來看，一般可分為中間級（圖a）: 由葉輪、擴(kuò)壓器、彎道、回流器組成；首級（圖b）: 由吸氣管和中間級組成；末級（圖c）: 由葉輪、擴(kuò)壓器、排氣蝸殼組成；圖a圖b圖c 離心式壓縮機(jī)的壓縮比一般都在3以上，有的高達(dá)150，甚至更高。離心式壓縮機(jī)的單級壓縮比，較活塞式壓縮機(jī)的單級壓縮比低，所以一般離心式壓縮機(jī)多為多級串聯(lián)式的結(jié)構(gòu)。考慮到結(jié)構(gòu)的緊湊性與機(jī)器的安全可靠性，一般主軸不能過長。對于要求高增壓比或

5、輸送輕氣體的機(jī)器需要兩缸或多缸離心壓縮機(jī)串聯(lián)起來形成機(jī)組。 為了降低氣體溫度，節(jié)省功率，在離心壓縮機(jī)中往往采用分段中間冷卻的結(jié)構(gòu)，而不采用汽缸套冷卻。各段由一級或若干級組成，段與段之間在機(jī)器之外由管道連接中間冷卻器。 應(yīng)當(dāng)指出，分段與中間冷卻不能僅考慮省功，還要考慮下列因素： 1）被壓縮介質(zhì)的特性屬于易燃、易爆則段出口的溫度應(yīng)低一些；對于某些化工氣體，因在高溫下氣體發(fā)生不必要的分解或化合變化，或會產(chǎn)生并加速對機(jī)器材料的腐蝕，這樣的壓縮機(jī)冷卻次數(shù)必需多一些。 2）用戶要求排出的氣體溫度高，以利于化學(xué)反應(yīng)(由氮、氫化合為氨)或燃燒，則不必采用中間冷卻，或盡量減少冷卻次數(shù)。 3）考慮壓縮機(jī)的具體結(jié)構(gòu)

6、、冷卻器的布置、輸送冷卻水的泵耗功、設(shè)備成本與環(huán)境條件等綜合因素。 4）段數(shù)確定后，每一段的最佳壓縮比，可根據(jù)總耗功最小的原則來確定。n2nn2nc1c1 為了確保機(jī)器運(yùn)行的安全性，要求工作轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)離第1、2階臨界轉(zhuǎn)速，其校核條件是對于剛性轉(zhuǎn)子 n0.75nc1對于柔性轉(zhuǎn)子 1.3nc1n0.7nc2 為了防止可能出現(xiàn)的軸承油膜振蕩，工作轉(zhuǎn)速應(yīng)低于二倍的第一階臨界轉(zhuǎn)速，即 葉輪是離心壓縮機(jī)中唯一對氣體作功的部件，且是高速回轉(zhuǎn)部件，所以對葉輪的設(shè)計(jì)、材料和制造要求都很高，對葉輪的要求主要是： 可以提供盡可能大的能量頭； 葉輪及與之匹配的整個(gè)級的效率比較高； 所設(shè)計(jì)的葉輪型式能使各級及整機(jī)的性能穩(wěn)定

7、工況區(qū)比較寬； 葉輪的強(qiáng)度及制造質(zhì)量符合要求。1、離心式葉輪 閉式葉輪 半開式葉輪 雙面進(jìn)氣葉輪2、按葉片彎曲形式（葉片出口角度2A ）后彎葉片：彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反，級效率較高， 2A90。徑向葉片：2A90，工作穩(wěn)定范圍較寬，最常用。前彎葉片：彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相同，2A90，效 率低，穩(wěn)定工作范圍較窄，用于部分壓縮機(jī)。3、按制造工藝 鉚接葉輪、焊接葉輪、精密鑄造葉輪、釬焊葉輪和電蝕加工葉輪閉式葉輪半開式葉輪雙面進(jìn)氣式葉輪葉輪性能 葉輪有鉚接、焊接、精密鑄造、釬焊和電蝕加工等制造方法。 下頁圖為閉式葉輪側(cè)面的受力情況。向右的軸向力由F0和F1組成，其中220111()4jmZFp

8、Ddq C向左的軸向力為F2，故葉輪總的向左的軸向推力為210FFFF2222442221211111221()()()()43224mmmjmZuDdpDdDdDdpq CD 葉輪的各種排列方式如下圖所示，圖(a)是葉輪順排，轉(zhuǎn)子上各葉輪軸向力相加；圖(b)和帶有中間冷卻器的圖(c)是葉輪對排，可使轉(zhuǎn)子上的軸向力相互抵消，總軸向力大大降低。(1) (1) 葉輪對排葉輪對排圖（圖（a a） 圖（圖（b b） 圖（圖（c c） 在輪盤背面加幾條徑向筋片，如圖所示，相當(dāng)于增加一個(gè)半開式葉輪。使間隙中的流體旋轉(zhuǎn)角速度增加一倍，從而使離心力增加，壓力減小圖中e、i、j線為無筋時(shí)的壓力分布；（2 2）葉

9、輪背面加筋）葉輪背面加筋而e、i、h為有筋時(shí)的壓力分布?？梢娍績?nèi)徑處的壓力顯著下降，故使葉輪軸向力減少，這種措施對輸送流體密度較大的高壓壓縮機(jī)，減小葉輪軸向力比較有效。 如左圖所示，在末級葉輪之后的軸上安裝一個(gè)平衡盤。并使平衡盤的另一側(cè)與吸氣管相通，靠近平衡盤端面安裝梳齒密封，可使轉(zhuǎn)子上的軸向力大部分被平衡掉。平衡盤是最常用的平衡軸向推力的措施。（3 3）采用平衡盤（亦稱平衡活塞）采用平衡盤（亦稱平衡活塞） 這種軸承由幾塊圓弧形瓦塊組成，可以是對稱的，也可是不對稱的，每段都有較大的偏心，且油楔數(shù)更多，因軸頸受多方油楔的作用，故抑振性能較好。（1 1）多油葉軸承）多油葉軸承 如圖所示，這種軸承的

10、抑振性能與多油葉軸承相似，但由于油楔的不對稱性，故只允許軸頸單向轉(zhuǎn)動。（2 2）多油楔軸承）多油楔軸承(3)(3)可傾瓦軸承可傾瓦軸承 這種軸承由多塊可以繞支點(diǎn)偏轉(zhuǎn)的活動瓦塊組成。這是目前認(rèn)為抑振性能最好的軸承。它不僅油楔數(shù)多，且當(dāng)外部發(fā)生變化使軸頸中心瞬時(shí)離開平衡位置時(shí)，由于瓦塊可以繞支點(diǎn)偏轉(zhuǎn)能夠自動調(diào)整到平衡位置，使其不存在維持振蕩的因素，因而穩(wěn)定性很好。 止推軸承的工作原理與徑向軸承類似，也是由轉(zhuǎn)子上轉(zhuǎn)動的推力盤與軸承上幾塊扇形面形成的收斂油楔動壓力來平衡轉(zhuǎn)子的軸向推力載荷。如圖所示：(4)(4)墊塊式止推軸承墊塊式止推軸承 流體機(jī)械既有靜密封又有動密封。動密封是防止機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)期間和停轉(zhuǎn)

11、期間流體向外或向內(nèi)泄露的構(gòu)件。動密封主要是旋轉(zhuǎn)軸的密封。旋轉(zhuǎn)軸密封又有接觸式密封和非接觸式密封兩種主要類型。 迷宮密封也稱為梳齒型密封，是一種非接觸型密封。主要用于離心壓縮機(jī)級內(nèi)輪蓋密封、級問密封和平衡盤密封上。在壓力較低，且允許流體少量流出時(shí)，也可作為軸密封(軸與殼體問的密封)使用。迷宮密封的結(jié)構(gòu)用的較多的是以下幾種：平滑形、曲折形、臺階形、徑向排利的迷宮密封還有一種新型的迷宮密封叫蜂窩形迷宮密封 迷宮密封是利用節(jié)流原理使氣體每經(jīng)過一個(gè)齒片，壓力就下降一次，經(jīng)過一定數(shù)量的齒片后就形成較大的壓降，實(shí)質(zhì)上迷宮密封就是給氣體的流動以壓差阻力，從而減小氣體的通過量。平滑行迷宮密封平滑行迷宮密封曲折形

12、迷宮密封曲折形迷宮密封臺階形迷宮密封臺階形迷宮密封徑向排列的迷宮密封徑向排列的迷宮密封 蜂窩形迷宮密封蜂窩形迷宮密封 從右圖中可以看出，由于葉輪出口壓力大于進(jìn)口壓力，級出口壓力大于葉輪出口壓力，在葉輪兩側(cè)與固定部件之間的間隙中會產(chǎn)生漏氣，而所漏氣體又隨主流流動，造成膨脹與壓縮的循環(huán)，每次循環(huán)都會有能量損失。該能量損失不可逆的轉(zhuǎn)化為熱能為主流氣體所吸收。1一浮環(huán) 2一L型固定環(huán) 3一銷釘 4一彈簧5一軸套 6一擋油環(huán) 7一甩油環(huán) 8一軸9一高壓側(cè)預(yù)密封梳齒 10一梳齒座 11一高壓側(cè)回油孔 12一空腔 13一進(jìn)油孔 14一低壓側(cè)回油空腔 機(jī)械密封由靜環(huán)1、動環(huán)2、彈性元件3、彈簧座4、緊定螺釘5

13、、動環(huán)密封圈6和靜環(huán)密封圈8等元件組成，防轉(zhuǎn)銷7固定在壓蓋9上以防止靜環(huán)轉(zhuǎn)動。動環(huán)和靜止環(huán)往往還可根據(jù)它們是否具有軸向補(bǔ)償能力而稱為補(bǔ)償環(huán)或非補(bǔ)償環(huán)。旋轉(zhuǎn)脫離壓縮機(jī)的喘振 離心壓縮機(jī)的性能曲線不能達(dá)到流量為零的點(diǎn)。當(dāng)流量減小到某一值（最小流量Qmin）時(shí)，離心壓縮機(jī)就不能穩(wěn)定工作，發(fā)生強(qiáng)烈震動及噪音，這種不穩(wěn)定工況稱為“喘振工況”，Qmin稱為“喘振流量”。壓縮機(jī)性能曲線的左端只能到Qmin。 喘振造成的后果是很嚴(yán)重的，它不僅使壓縮機(jī)的性能惡化，壓力和效率顯著降低，機(jī)器出現(xiàn)異常的噪聲、吼叫和爆音，而且使機(jī)器出現(xiàn)強(qiáng)烈的振動，致使壓縮機(jī)的軸承、密封遭到損壞，甚至發(fā)生轉(zhuǎn)子和固定部件的碰撞，造成機(jī)器的

14、嚴(yán)重破壞。操作者應(yīng)具備標(biāo)注喘振線的壓縮機(jī)性能曲線，隨時(shí)了解壓縮機(jī)工況點(diǎn)處在性能曲線圖上的位置。為偏于運(yùn)行安全，可在比喘振線的流量大出5-10的地方加注一條防喘振線，以提醒操作者注意。降低運(yùn)行轉(zhuǎn)速，可使流量減少而不致進(jìn)人喘振狀態(tài)，但出口壓力隨之降低。在壓縮機(jī)出口設(shè)置旁通管道，如生產(chǎn)中必須減少壓縮機(jī)的輸送流量時(shí)，讓多余的氣體放空，或經(jīng)降壓后仍回進(jìn)氣管，寧肯多消耗流量與功率，也要讓壓縮機(jī)通過足夠的流量，以防進(jìn)入喘振狀態(tài)。在首級或各級設(shè)置導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)以調(diào)節(jié)導(dǎo)葉角度，使流量減少時(shí)的進(jìn)氣沖角不致太大，從而避免發(fā)生喘振。在壓縮機(jī)進(jìn)口安置溫度、流量監(jiān)視儀表，出口安置壓力監(jiān)視儀表，一旦出現(xiàn)異?；蚨苏窦皶r(shí)報(bào)警，最

15、好還能與防喘振控制操作聯(lián)功d4與緊急停車聯(lián)動。運(yùn)行操作人員應(yīng)了解壓縮機(jī)的工作原理，隨時(shí)注意機(jī)器所在的工況位置，熟悉各種監(jiān)測系統(tǒng)和調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的操作，盡量使機(jī)器不致迅人喘損狀態(tài)。一日進(jìn)人喘振應(yīng)立即加大流量退出喘振或市即停機(jī)。停機(jī)后，應(yīng)經(jīng)開缸檢查確無隱患，方可再開動機(jī)器。 壓縮機(jī)與管網(wǎng)聯(lián)合工作時(shí)，應(yīng)盡量運(yùn)行在最高效率工況點(diǎn)附近。在實(shí)際運(yùn)行中，為滿足用戶對輸送氣流的流量或壓力增減的需要，就必需設(shè)法改變壓縮機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)。實(shí)施改變壓縮機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)的操作稱為調(diào)節(jié)。下面是幾種壓縮機(jī)的常用調(diào)節(jié)方法：1 壓縮機(jī)出口節(jié)流調(diào)；2 壓縮機(jī)進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)；3 采用可轉(zhuǎn)動的進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)(又稱進(jìn)氣預(yù)旋調(diào)節(jié))；4 采用可轉(zhuǎn)動

16、的擴(kuò)壓器葉片調(diào)節(jié)；5 改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)；6 聯(lián)合采用兩種或多種方式調(diào)節(jié)；汽輪機(jī)主要由三部分組成： 靜止部分、轉(zhuǎn)動部分、支承部分靜止部分（固定件）： 靜止部分包括基礎(chǔ)、臺板（機(jī)座）、速關(guān)閥、調(diào)速氣門（噴嘴）、汽缸、隔板、隔板套、汽封等。支撐部分（軸承） ： 汽輪機(jī)采用的軸承有徑向支撐軸承和推力軸承兩種。一般單軸汽輪機(jī)的一端采用徑向支撐軸承，也稱主軸承，另一端采用徑向推力聯(lián)合軸承。轉(zhuǎn)動部分（轉(zhuǎn)子） ： 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動部件的組合體稱為轉(zhuǎn)子，它由主軸、葉輪（轉(zhuǎn)鼓）、動葉片、聯(lián)軸器及裝在主軸上的其它零件組成。 1 1 手柄手柄 2 2 滑閥凸肩滑閥凸肩 3 3 滑閥滑閥 4 4 活塞活塞 5 5 套筒套

17、筒 6 6 殼體殼體 7 7 彈簧彈簧 8 8 滑閥凸肩滑閥凸肩 9 9 滑閥凸肩滑閥凸肩10 10 套筒套筒11 11 節(jié)流孔板節(jié)流孔板12 12 銷銷13 13 銷軸銷軸14 14 掛鉤掛鉤 P P 壓力油壓力油 E E 速關(guān)油速關(guān)油 H H 試驗(yàn)油或復(fù)位油試驗(yàn)油或復(fù)位油 T T 回油回油 聯(lián)軸器又叫靠背輪或?qū)?，用來連接各個(gè)轉(zhuǎn)子。在多缸汽輪機(jī)中，如果幾個(gè)轉(zhuǎn)子合用一個(gè)推力軸承，則聯(lián)軸器還將傳遞軸向推力。 聯(lián)軸器一般有三種形式：剛性聯(lián)軸器、半撓性聯(lián)軸器及撓性聯(lián)軸器。 目前，應(yīng)用較多的聯(lián)軸器為：齒式聯(lián)軸器和膜片式聯(lián)軸器。 膜片式聯(lián)軸器的典型結(jié)構(gòu)如下圖。其彈性元件為一定數(shù)量的很薄的多邊環(huán)形(或圓環(huán)形)金屬膜片疊合而成的膜片組，在膜片的圓周上有若干個(gè)螺栓孔，用鉸制孔用螺栓交錯間隔與半聯(lián)軸器相聯(lián)接。這樣將彈性元件上的弧段分為交錯受壓縮和受拉伸的兩部分，拉伸部分傳遞轉(zhuǎn)矩，壓縮部分趨向皺折。當(dāng)機(jī)組存在軸向、徑向和角位移時(shí)，金屬膜片便產(chǎn)生波狀變形。 這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)比較簡單，彈性元件的聯(lián)接沒有間隙，不需潤滑，維護(hù)方便，平衡容易，質(zhì)量小，對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，但扭轉(zhuǎn)彈性較低，緩沖減振性能差，主要用于載荷比較平穩(wěn)的高速傳