柳工（柳州）压缩机有限公司
摘要：离心式压缩机在我国化工行业的各大领域中都占据着重要的地位，为化工行业的发展提供了有效的设备技术。然而，如果离心式压缩机的结构设计出现问题，对化工行业的生产以及经济都会造成巨大的打击。本文就离心式压缩机的结构设计，重点讨论其工作原理、结构特点、主要元件等，从而为离心式压缩机的结构设计提供一些借鉴价值。
关键词：离心式压缩机；结构设计；设计参数；探析
０ 引言
离心式压缩机，又名透平式压缩机，其设备的主要作用是用来压缩气体，从而实现气体压力的升高。随着我国化学工业的发展，大型化工厂的种类逐渐丰富，离心式压缩机作为重要的设备在其中占有越来越重要的地位，而如今，离心式压缩机已经成为各种气体压缩和运输的关键设备，极大地提高了化工生产的工作效率，促进了化工经济效益的发展，同时还能以优质的设备技术保证生产产品的高质量水平。离心式压缩机的结构设计是为了达到压缩气体和运输气体的目的，每一个设计点和设计参数都会有其自身的科学依据，保证离心式压缩机的正常运行工作。然而，如果离心式压缩机的结构设计方面出现失误，将对整个离心式压缩机的效能产生影响，正所谓“牵一发而动全身”，这种失误会对化工生产和运营造成巨大的冲击，更有甚者还可能会发生安全事故，危害工作人员的生命安全。所以，为了避免结构问题而出现的消极影响，积极排除结构的质量隐患，下文将围绕离心式压缩机的结构设计，从各个角度以科学的方式探析其结构设计，以此来提升离心式压缩机的结构设计质量和水平。
１ 离心式压缩机以及其工作原理
１.１离心式压缩机的概念
离心式压缩机的结构包括转动部分、固定部分、辅助部分，转动部分包括叶轮和轴，叶轮上分布有叶片、平衡盘和部分轴封；固定部分包括扩压器、弯道、排气管等，其主体是气缸。而离心式压缩机压缩气体的主要结构是旋转部分的叶轮旋转和固定部分的扩压器扩压，通过叶轮的高速旋转和扩压器的面积增加来实现的，离心式压缩机按结构划分可以分为水平剖分离心式压缩机和垂直剖分离心式压缩机。
１.２离心式压缩机的工作原理
离心式压缩机主要是依托旋转叶轮和扩压器，将气体先进入旋转部分，通过高速运转的叶轮促使气体在离心作用下，提升了压力和速度，将气体初始转化成静压能和动能；随后，气体会流进扩压器的通道，当气体与通道的接触面积逐渐增大时，气体的运输速度会逐渐降低，后来的气体速度会高于前面的气体，在这样的作用下，促使原来转化成的动能慢慢转化为静压能，同时压力也在不断增大。由此可见，离心式压缩机的气体压缩主要的工作动能还是在于旋转叶轮，后面的扩压器只是辅助作用，所以，要加大离心式压缩机的压缩效率，就应该增加叶轮外院的圆周速度，圆周速度越大，叶轮对气体的动能就越大。
２ 离心式压缩机的类型及其结构
２.１水平剖分离心式压缩机
水平剖分离心式压缩机的结构主要分为转子和定子两部分组成，而水平剖分是指机壳被轴心线水平剖开分为上下两部分，上下即可用螺栓连接成为一个整体，而转子安装在上部分。水平剖分离心式压缩机的结构分为上下两部，便于拆卸修理。
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２.２垂直剖分离心式压缩机
垂直剖分与水平剖分的不同之处在于垂直剖分是将壳体的横截面剖开即左右两部分，用联结螺栓将其左右两部分连接成一个整体。垂直剖分离心式压缩机的缸体是筒形状，用联结螺栓和缸体组成两端盖的整体，机转子是从剖面轴向推进去。垂直剖分离心式压缩机的拆卸需要打开端盖，同时将转子和隔板从筒形缸体抽出。［１］
３ 离心式压缩机的结构元件
３.１叶轮
叶轮是压缩气体最基本的功能元件，气体首先进入的是叶轮，由叶轮的旋转作用下会提高其速度和压力，进而转变为静压力和动能，随着叶轮的旋转脱出运输至扩压器的压力通道。
３.２扩压器
扩压器被设计为环形通道，围绕着叶轮出口的两侧隔板。扩压器因为叶片结构，可以分为无叶扩压器和叶片扩压器两种结构。
３.３弯道和回流器
弯道和回流器是扩压器之后的结构，由扩压器作用后的气体增加静压力、转变动力之后进入弯道，弯道的流向作用１８０°之后再进入回流器。
３.４进气室
进气室又称作吸气室，是气体进入离心式压缩机的主要途径。吸气室将气体吸入叶轮部分之后，才能展开气体压缩的工作，所以吸气室是离心式压缩机的首要工作元件。吸气室结构设计的要点是，要保证其气流速度均匀，才能确保叶轮结构中具备均匀的速度场和压力场。
３.５排气室
排气室将在叶轮和扩压器装置作用完之后的气体排出离心力压缩机，从而将压缩后的气体引入机械外的管网系统。排气室是离心力压缩机的最后一个结构装置，也能起到增压降速的效果，确保排出的气体能够达到压缩的标准。
３.６密封
为了控制转子和定子两者之间的最小摩擦力，保证离心式压缩机的工作效率和运行寿命，一定要在结构设计时注意转子和定子两者之间的距离间隙。转子和定子之间存在间隙，可能会导致密封方面存在缺陷，所以在设计时还要弥补密封上的不足，采取有效的设计措施提高密封性能。
３.７干气密封
一般情况下，如果离心式压缩机的工艺管道工作时间一长，就无法避免管道出现油污染，对气体压缩的质量和效率都会造成负面影响，而在设备的结构设计时，采用干气密封处理，比如串联干气密封，主要作用于设备的外置密封处理，保证工艺气和大气之间形成阻隔；双密封法是将密封的压力稍稍高于工作压力，从而保证密闭的工作环境。
３.８润滑
在设备的结构设计中，润滑保证了转子运行的润滑度，降低了轴颈和轴承直面的摩擦力，缓解了过度的机械损耗问题，确保离心式压缩机的工作效率和安全质量，并且延长了机械的工作寿命。
４ 结束语
综上所述，离心式压缩机以结构紧凑简单、机组体积小［２］、工作效率高、操作运行可靠等特点被运用在各种化学工业当中。虽然离心式压缩机的结构较为简单，但每一个结构元件都发挥着重要的工作效用，如果其中一个元件出现了细微的问题，则会影响到整个机组的正常工作。所以设计人员要深入了解机组的每个元件在工作时的状态和优缺点，查缺补漏，完善机组的结构设计，从而提高离心式压缩机结构的科学性和合理性，保证其能为我国工业事业提供更可靠的技术和价值。
参考文献：
［１］刘洪涛.离心式压缩机的结构设计探析[J].工程技术研究，2017（4）：135-136.
［２］钟亚东.离心式压缩机的故障分析[J].化工设计通讯，2017，43（7）：134-134.
论文作者:陈继旋,岑林华
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第4期
论文发表时间:2019/9/19
标签：压缩机论文; 离心式论文; 叶轮论文; 气体论文; 结构论文; 结构设计论文; 转子论文; 《建筑细部》2019年第4期论文;