培训教材
机械-离心式压缩机
培训大纲
1、压缩机的分类
2、离心式压缩机的结构与原理
3、2MCL457/1压缩机的结构与原理
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一、压缩机的分类按其原理可分为：
往复式（活塞式）压缩机、离心回转式（旋转式）压缩机（涡轮式、水环式、透平）压缩
机，轴流式压缩机，喷射式压缩机及螺杆压缩机等各种型式。按压缩机的气缸位置（气缸中心线）可分为：
（1）卧式压缩机，气缸均为横卧的（气缸中心线成水平方向）。（2）立式压缩机气缸均为竖立布置的（直立压缩机）。
（3）角式压缩机，气缸布置成L型、V型、W型和星型等不同角度的。按气缸的排列方法可分为：
（1）串联式压缩机：几个气缸依次排列于同一根轴上的多段压缩机，又称单列压缩机。（2）并列式压缩机：几个气缸平行排列于数根轴上的多级压缩机，又称双列压缩机或多列
压缩机。
（3）复式压缩机：由串联和并联式共同组成多段压缩机。
（4）对称平衡式压缩机：气缸横卧排列在曲轴轴颈互成180度的曲轴两侧，布置成H型，
其惯性力基本能平衡。（大型压缩机都朝这方向发展）。
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按活塞的压缩动作可分为：
（1）单作用压缩机：气体只在活塞的一侧进行压缩又称单动压缩机。
（2）双作用压缩机：气体在活塞的两侧均能进行压缩又称复动或多动压缩机。(3 )多缸单作用压缩机：利用活塞的一面进行压缩，而有多个气缸的压缩机。（4）多缸双作用压缩机：利用活塞的两面进行压缩，而有多个气缸的压缩机。按压缩机的排气终压力可分为：
（1）低压压缩机：排气终了压力在3～10表压。（2）中压压缩机：排气终了压力在10～100表压。（3）高压压缩机：排气终了压力在100～1000表压。（4）超高压压缩机：排气终了压力在1000表压以上。
离心式压缩机
一、离心式压缩机的原理
1. 工作原理
离心式制冷压缩机有单级、双级和多级等多种结构型式。单级压缩机主要由吸气室、叶轮、扩压器、蜗壳等组成.对于多级压缩机，还设有弯道和回流器等部件。多级离心式制冷压缩机的中间级.级数较多的离心式制冷压缩机中可分为几段，每段包括一到几级。离心式制冷压缩机的工作原理如下：通过叶轮对气体做功，使其动能和压力能增加，气体的压力和流速得到提高。然后大部分气体动能转变为压力能，压力进一步提高。对于多级离心式制冷压缩机，则利用弯道和回流器再将气体引入下一级叶轮进行压
离心式压缩机
离心式压缩机
离心式压缩机
离心式压缩机与活塞式压缩机相比较，具有下列特点：①在相同功率时，其外形尺寸小、重量轻、占地面积小。
②无往复运动部件，动平衡特性好，振动小，基础要求简单。③磨损部件少，连续运行周期长，维修费用低，使用寿命长。④易于实现多级压缩和节流，达到同一台制冷机多种蒸发温度的操作运行。
⑤能够经济地进行无级调节。
⑥对大型压缩机，若用经济性高的工业汽轮机直接带动，实现变转速调节，节能效果更好。
⑦转速较高，用电动机驱动的一般需要设置增速器。
⑧当入口压力太低时，压缩机组会发生喘振而不能正常工作。
离心式压缩机
二、离心式压缩机的分类
按气体运动方向分类
1、离心式：气体在压缩机内大致沿径向流动2、轴流式：气体在压缩机内大致沿轴向流动
3、轴流离心组合式：有时机组在轴流的高压段配上离心式。
按排气压力分
1、通风机：PD〈0.0142MPA 表压
2、鼓风机：0.0142MPA〈PD〈0.245MPA 表压3、压缩机：PD〉0.245MPA 表压
按剖分形式分
1、水平剖分：机组外壳按水平形式剖分MCL2、筒形：机组外壳为垂直形式剖分BCL
离心式压缩机
三、离心式压缩机的结构离心压缩机的的品种和型号很多，但就其最基本的组成而言，主要有定子和转子两部分组成。定子部分1、气缸：是压缩机的壳体，又称为机壳。由壳体和进排气室组成，内装有隔板、密封体、轴承等零部件。对它的主要要求是：有足够的强度以承受气体的压力，法兰结合面应严密，主要由铸钢组成。离心式压缩机2、隔板：隔板是形成固定元件的气体通道，根据隔板在压缩机所处的位置，隔板可分为4种类型：进口隔板、中间隔板、段间隔板、排气隔板。进气隔板和气缸形成进气室，将气体导流到第一级叶轮入口，对于采用可调和欲旋的压缩机，在进气隔板上还可装上可调叶片，以改变气流的方向。中间的隔板用处有2个，一是形成扩压室，使气体流出后具有的动能减少，转变成压强的增高：二是形成弯到流向中心，流到下级叶轮入口。段间隔板的作用是指在段间对排的2MCL、2BCL型压缩机中分隔两段排气口。排气隔板除了与末级叶轮前隔板形成末级扩压式之外，还要形成排气室.离心式压缩机
离心式压缩机3、气封：密封段与段，级与级之间的静密封。形状向梳子所以又称为梳齿密封。a)镶嵌曲折型密封c)台阶型密封b)整体平滑型密封离心式压缩机
4、轴承：离心压缩机上的轴承分径向轴承和止推轴承两种。径向轴承的作用是承受转子重量和其他附加径向力，保持转子转动中心和气缸中心一致，并且在一定转速下正常旋转。图8 五油锲倾斜块式径向轴承
1．瓦块2.上轴承套3.螺栓4.圆柱销5.下轴承套
6．定位螺钉7.进油节流圈
离心式压缩机
离心式压缩机
止推轴承的作用是承受转子的
轴向力，转子的轴向转动，保持转子在气缸中的轴向位置。其可分为米契尔轴承和金斯伯雷轴承。
金斯伯雷止推轴承1.底环2.上水准块3.下水准块4.止推瓦块
离心式压缩机
转子部分1、主轴压缩机的关键部件，他是主要起到装配叶轮、平衡盘、推力盘的作用，是转子部分的中心部位。离心式压缩机
2、叶轮叶轮又称工作轮，是压缩机的最主要的部件。叶轮随主轴高速旋转，对气体做功。气体在叶轮叶片的作用下，跟着叶轮作高速旋转，受旋转离心力的作用以及叶轮里的扩压流动，在流出叶轮时，气体的压强、速度和温度都得到提高。按结构型式叶轮分为开式、半开式、闭式三种，在大多数情况下，后二种叶轮在压缩机中得到广泛的应用。离心式压缩机
3、平衡盘
平衡盘又名卸荷盘，压缩机的平衡盘一般装载汽缸末级的后面，他的一侧受末级的气体压力，另一侧受常与机器的吸气室相通，平衡盘的外圆上一般都有迷宫密封装置使盘两侧维持压差。4、推力盘
推力盘主要承受推力轴承的轴向力，它分为上下两半，由光洁度很高的不锈钢板材经线切割制造而成。其两侧分别为推力轴承的正副止推块。推力盘有的设置在压缩机的高压端有的设置在机组的压缩机的两段之间
离心式压缩机
该机组由意大利新比隆公司生产。丙烷压缩机组有驱动电机、增速齿轮箱和离心压缩机（2MCL457/1）三部分通过齿式联轴器连接而成，机组安装在同一公共底座上，齿轮箱、压缩机的润滑油由主辅油泵供给。机组装有在线监控系统，离心式压缩机
离心压缩机（2MCL457/1）,如图2所示，压缩机是水平剖分壳体结构，两段压缩共有7级叶轮，叶称直径为450mm，型号2MCL457/1后的常数“1”表示在压缩机存在中间注入段；压缩机装有两个相反的吸入端，叶轮采用“背靠背”安装，以平衡部分轴向推力，设计安装在两段排出侧的平衡盘，也是出于这个目的；径向轴承为5块可倾瓦轴承，止推轴承为金斯伯雷型；级间密封，采用迷宫密封，两端则采用干气密封。
离心式压缩机
润滑油系统
润滑油系统由油箱、主副油泵、过滤器、油冷器、油压调节装置、油加热装置及安全装置组成。油泵将安装在基座底部油箱中的油抽出，经油冷器，油滤器给3-K1及齿轮箱的推力、径向轴承等提供润滑。油泵有两台，可互为备用。设备停车后，油循环应保证工作15分钟。发生意外，油泵不能正常启动时，高位油罐可提供轴承的润滑冷却作用；油冷器和油滤器能在结垢和压差过大时通过切换阀切换处理，而不影响机组运行。利用油流视镜，检查从止推和颈向轴承流出的油流是否正常。润滑油路如图5：
离心式压缩机
离心式压缩机
干气密封与传统的机械密封相类似，密封面由动环和静环组成。其中动环端面上刻有许多沟槽，他们互不相通。各个沟槽从旋转环的外径向中心延伸，但不贯通，接口槽外深内浅，在沟槽的末端形成了密封堰。当处于非运行状态时，动环与静环的密封面接触，在运行状态时，气体被吸入沟槽中压缩的同时，遇到密封堰的阻拦，气体压力升高，克服静环座弹簧力和作用在静环上的流体静压力，使动、静环密封面脱离接触，产生很小的间隙3-7微米。通过这种方法使间隙持久的存在，机械密封面并不接触，流经密封面的密封气同时也起到了冷却机封的作用。
离心式压缩机
机组主要技术性能表
项目数据项目数据制造厂新比隆公司一段入口温度℃-29.9型号2MCL457/ 一段出口温度℃2压缩级数三二段入口温度℃-8.3一段入口压力bar0.628二段出口温度℃40一段出口压力bar2.24三段入口温度℃33.2二段入口压力bar2.24三段出口温度℃67二段出口压力bar7.8额定轴功率kw1230三段入口压力bar7.8电机功率kw1480三段出口压力bar15.8额定转速rpm9560
电机额定转速rpm1492
离心式压缩机
3.1日常维护
3.1.1每小时巡回检查一次,检查设备几个系统的运行情况,通过闻、听、看、摸等手段判断设备运行是否正常以及有无泄漏现象；记录现场指示仪表的指示值并要准确、整洁记录存档备查；3.1.2监测压缩机及电机的振动情况和轴位移变化情况,并认真作好记录,发现异常情况应及时进行分析并采取相应调整措施,若危险情况不能消除,应停机处理；
3.1.3检查润滑油的压力、温度、流量，检查滑油过滤器的压差等，必要时进行调整和切换过滤器，检查各传动设备联轴器等须润滑部位的润滑情况及油脂量是否正常，必要时应给予补充；3.1.4在保证安全的前提下处理设备的跑、冒、滴、漏，必要时应停机处理；3.1.5检查防腐保温是否完好，发现损坏应及时修理；
3.1.6检查仪表整定值是否正确，调节动作是否稳定、准确，运行操作值是否符合工艺、设计和安全方面的要求，检查各联锁开关和切换开关是否在正确位置；
3.1.7检查油系统备用泵及其它备用设备状态，应能够满足快速启动的要求，检查润滑油系统各阀门应在正确的开、关位置，润滑油压、密封气压力、N2压力，各阀风压信号应稳定，且符合工艺要求，辅助油泵启动开关应在自动位置，检查油箱油位是否正常且稳定；3.1.8检查循环冷却水供应是否正常；3.1.9检查N2发生器工作是否正常；3.1.10保持设备清洁卫生。
离心式压缩机故障现象压缩机异常振动故障原因1、对中不好2、管道应力过大3、联轴器故障处理方法1、检查对中情况，必要时重新对中。2、正确固定气体管线，消除管道应力。3、检查联轴节。4、联轴节不平衡5、压缩机密封间隙过小4、拆卸联轴节，检查其不平衡性。5、检修或更换密封。6、轴承工作不正常。7、压缩机喘振或气动不稳定8、气体带液体或杂质侵入9、叶轮过盈量小，在工作转速下消失。6、消除油膜涡动对轴承影响7、设法使压缩机运行条件偏离喘振点。8、更换密封、排放积水。9、消除叶轮与轴装配过盈小的缺陷。离心式压缩机压缩机喘振1、运行点落入喘振区或离喘振线太近。2、防喘装置未投自动。3、压缩机入口温度过高。4、吸入气量不足。1、调整机组各段压比，改变运行工况点。2、防喘装置投自动。3、调整工艺参数，检查段间冷却器工作情况。4、打开防喘阀。5、级间内泄漏增大。6、防喘振调节器整定值不正确。5、更换级间密封。6、从新给定整定值。离心式压缩机压缩机轴位移大波动1、负荷变化大，各段压力控制不好，压比变化大。2、内部密封、平衡盘密封磨损，间隙超差或密封损坏3、齿式联轴器齿面磨损4、压缩机喘振或气流不稳定。1、调整工艺参数，稳定运行。2、修理或更换各密封。3、检查更换联轴器4、消除喘振或旋转分离5、推力盘端面跳动大，止推轴承座变形大6、轴位移探头零位不正确或探头特性差5、更换止推面，查找轴承座变形原因，予以消除。6、重新整定探头零位或更换探头离心式压缩机轴承温度温度升高1、测温热电偶元件漂移,接线松动2、供油温度高、油质不符合要求3、润滑油压低，油量减少4、轴承损坏或瓦块工作性能差1、检查热电偶2、调整进油温度或更换补充滑油3、检查油泵，调整润滑油压力4、检查轴承情况，必要时更换5、轴向推力增大或止推轴承组装不当。6、轴承间隙太小5、调整工艺参数，降低轴向推力；必要时检查止推轴承，调整各密封间隙.6、修复或更换瓦块离心式压缩机油滤器压差高1、过滤器滤芯长期未更换，太脏2、油中带水1、更换油滤器滤芯2、对油进行油水分离处理3、机组开车期间因油温低、粘度大、压差高而将滤芯压扁、变形联轴器齿面磨损1、中心偏差大，齿面相对位移大。2、润滑不充分或干磨3、油质不清洁联轴器齿面腐蚀联轴器齿面点蚀1、轴电流击穿引起1、油质差，油中含有机酸或硫化物3、更换油过滤器芯，提高油温1、校正中心2、检查油量，使润滑对准齿的部位3、过滤油，使油中最大颗粒<25μm1、更换润滑油1、检查转子剩磁情况防止轴电流发生。离心式压缩机
离心式压缩机
压缩机喘振：
当压缩机的进口流量小到足够的时候，会在整个扩压器流道中产生严重的旋转失速，压缩机的出口压力突然下降，使管网的压力比压缩机的出口压力高，迫使气流倒回压缩机，一直到管网压力降到低于压缩机出口压力时，压缩机又向管网供气，压缩机又恢复正常工作。当管网压力又恢复到原来压力时，流量仍小于机组喘振流量，压缩机又产生旋转失速，出口压力下降，管网中的气流又倒流回压缩机。如此周而复始，一会气流输送到管网，一会又倒回到压缩机，使压缩机的的流量和出口压力周期的大副波动，引起压缩机的强烈气流波动，这种现象就叫做压缩机的喘振。一般管网容量大，喘振振幅就大，频率就低，反之，管网容量小，喘振的振幅就小，频率就高。
离心式压缩机
压缩机喘振的特征：
1、压缩机的工况及不稳定，压缩机的出口压力和入口流量周期性的大幅度波动，频率教低，同时平均排气压力值下降。2、喘振有强烈的周期气流声，出现气流吼叫。
3、机器强烈振动。机体、轴承、管道的振幅急剧增加，由于振动剧烈、轴承润滑条件遭到破坏，损坏轴瓦。转子与定子会产生摩擦、碰撞，密封元件将严重损坏。
离心式压缩机
防止压缩机喘振的条件：
1、防止进气压力低、进气温度高、和气体分子量小等。2、防止管网堵塞使管性改变。
3、要坚持在开、停车过程中，升降速不可太快，并且先升速后升压和先降压后降速。
4、开、关防喘阀时平稳缓慢。关防喘阀时要先低压后高压，开防喘时要先高压
后低压。
如万一出现“旋转失速”和“喘振”时，首先应全部打开防喘阀，增加压缩机的流量，然后再根据具体情况进行处理。
离心式压缩机
压缩机异常振动的原因：
1、压缩机转子上叶轮等零部件不均匀磨损或掉块，压缩机的不均匀穿声腐蚀，
造成转子不平衡。
2、固定在转子的某些零件产生松动、变形和位移，使转子重心改变。3、转子中有残余应力，在一定条件下，该残余应力使转子弯曲。
4、定子部件与转子部件间隙过小，产生摩擦，转子受摩擦而局部升温而产生弯
曲变形。
5、联轴器故障或不平衡。6、转子对中不好
7、轴承磨损、轴承座松动或压缩机的基础松动。8、压缩机产生喘振。
9、转子的转速与机组的临界转速过于接近。
