摘要：随着社会科技的发展进步，工业生产也随着发展起来，其中对于压缩机的需求量逐渐增加，目前，离心压缩机已发展成工业生产的心脏设备，其发展有着巨大意义,该文通过对离心压缩机结构形式的讨论与分析,来总结归纳离心压缩机结构的发展过程,在文中详细论述了3种离心式压缩机的结构特点:单轴离心压缩机、组装式离心压缩机和原动机-离心压缩机组合结构分类，最后指出了离心式压缩机结构的发展方向。
关键词： 离心压缩机；结构分类；发展现状；展望
引言
作为持续提供压缩气体的高效节能设备类型，离心式压缩机在我国工业现代化中扮演着十分重要的角色。无论是重大化工装置还是气体输送、液化等领域，都能够看到离心压缩机的身影。离心压缩机最早出现于上个世纪初期，历经百年的发展，不但在技术应用水平上取得了较大的突破，同时也逐渐分化出几种不同的类别，现介绍如下。
1离心压缩机结构分类概述
结合目前国内离心压缩机的技术研发现状来看，常用的离心压缩机的结构可以大体划分为三个类别，分别是单轴离心压缩机、齿轮组离心压缩机以及原动机与离心压缩机的组合机构类型。三种压缩机本身都具有自身的优势和特色，在应用过程中应用的领域以及侧重点也存在较大的差异。其中，不同的类型结构可能由于实际需求的不同还会体现出一些其他的差异，或者在结构上有一定的变动，这样才能够更好的适应压缩机结构的需求。
2齿轮组装式离心压缩机结构
根据前面叙述的压缩机特征，研究者们将原动机与离心压缩机进行结构，形成了新的组合结构，这种组合结构的优势十分明显，具有缩小占地面积、减少密封系统的作用，所以能够有效降低压缩机的维护工作量。
2.1原动机和离心压缩机结构
上面所描述的是不同气体所需要压缩机的构造。把压缩机和原动机组合在一起,是近年来各类压缩机制造厂商们纷纷探讨的首要课题,在组合方式上他们也有所突破,类似于膨胀机和压缩机组合的结构形式、复合组装式压缩机结构形式、电动机和压缩机组合结构形式,这些组合便是原动机和离心压缩机的重要组合方式,通过组合使其压缩机的结构及生产方式产生了巨大变化,主要作用于密封系统,用来省略轴端,减小其用地面积,其维修养护的工作量也随之被优化缩小。
2.2复合组装压缩机
组装齿轮压缩机在功能上满足了不同行业的特殊需求，但是复合组装式压缩机将原有的设计思路进行了延伸，添加了工艺尾气的能量回收模块，提升了整体效率，降低了能源的消耗总量，这对于整个生产环节都具有十分重要的意义。当前全球需求压缩机制造供应企业都开始采用这种新型的复合组装压缩机，并进行了技术上的研发与更新，提升了应用针对性。
2.3普通齿轮组装式压缩机
齿轮组装式压缩机能用到的地方很多,像空气、氮气等气体,它们如果想要被压缩,由此放到一些装备器置中,那就必须用到齿轮组装式压缩机,其特点为效率高、结构紧凑等。以前的齿轮组装式压缩机基本上只能够用于普通的气体压缩,而今,齿轮式组装压缩机可以用在多样化的气体压缩中,应用更为广泛。齿轮组装式压缩机最重要的特点在于安装维修养护都比其他压缩机方便快捷,可使交货时间大大缩短。
2.4工业流程组装式齿轮压缩机
以往的研究者认为齿轮组装式压缩机只能用于空气、氮气等安全气体压缩层面,其实这种说法小觑了齿轮组装式压缩机,齿轮组装式压缩机经过了数十年的漫长发展,可以用于多样化的气体压缩,在气体压缩上取得了重大突破。齿轮组装式压缩机在某些功能上的优点已经远远超过了单轴压缩机的功能,数十年来压缩机的制造厂商不断对齿轮组装式压缩机技术层面上的欠缺之处进行完善。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆他所展现的更新升级,在工艺气体压缩层面上有很大进步,它将工艺气体包含的有毒、易燃易爆、腐蚀性强的气体加以缩减,使其不再泄露,氧气、天然气等各种气体的压缩设备基本上都是齿轮组装式压缩机;干气密封的第一次投放,更加印证了齿轮组装式压缩机不再只能应用于单一场合,从1965年开始,齿轮组装式压缩机的研发工作取得了重大突破。
3离心式压缩机未来技术发展方向
3.1高效率叶轮
在三元粘性流场分析设计技术不断进步的情况下，叶轮压缩效率取得了巨大提升。调查显示，如果马赫数合适，中等流量系数的叶轮的效率可以达到96%之高。换言之，叶轮损失仅仅有4%。
当然，高效率叶轮并非完全开发，例如对于大流量系数叶轮的应用而言，基于此压缩机的径向尺寸可以得到大幅度降低，制造成本得到有效控制，如果压缩机气体密度变化较大，那么叶轮选型时就需要对最后几个叶轮予以充分考虑，对小流量系数叶轮加以运用，使叶轮宽度得到增加，进而创造有利条件支持制造工艺生产。由此可见，叶轮开发空间依然是存在的，例如叶轮相对宽度、轮廓尺寸、工况范围等方面都可以进行进一步优化。
3.2高能头叶轮
随着压缩机市场竞争的激烈程度越来越高，成本控制成为制造商的重点研究课题，基于相同的设计参数，如果能将压缩机叶轮数进行缩减，就可以使轴向跨距缩短、缸体数目减少，进而就可以提高产品的技术竞争力。而为了实现这一点，提升单级压比是比较可靠的一种方法。在以往，航空领域对高压比离心叶轮的应用非常广泛。受到内部流动的影响，激波损失有所增加，基于高压比对高效率叶轮进行开发具有一定的难度。在企业中，由于企业种类比较多，其物性与压缩机压比有着紧密联系。在叶轮对气体做功的能力方面，人们往往会用能量头来代替压比进行衡量，因此，关于合成气压缩机的发展而言，其方向就是对单级能量头进行提升。
3.3集成压缩机的开发应用
对于单轴类压缩机而言，集成式压缩机是其未来发展的主要方向之一。以德国某公司开发的HOFIM集成压缩机为例，这种压缩机能够实现撬装化与无人值守，在很多方面具有突出优势，例如设计形式采用全封闭式罐装设计、干起密封系统被减去，因此工作气体就不会泄漏，进而对环境保护有着积极影响 ；又比如压缩机运用了磁力轴承，实现了无油化，进而可以保护环境，同时也是低温条件下的润滑油冻结问题得到避免，此外还提高了转子设计的稳定性与灵活性。
结语
随着近些年来我国经济和科技的快速发展，我国的离心压缩机制造的水平已与国外知名离心压缩机制造商大幅缩小，但仍然在压缩机结构和类型、集成度和紧凑型、气动力学性能和效率、材料利用率等诸多方面存在一定的差距。所以，离心压缩机在国内还有更大的发展空间，也需要我们投入更多的人力、物力和财力来促进我国离心压缩机的多元化发展，相信我国的离心压缩机的研发和制造水平终将位于世界领先水平。
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论文作者:郑立忠,孙建强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/20
标签：压缩机论文; 叶轮论文; 结构论文; 齿轮论文; 组合论文; 气体论文; 原动机论文; 《电力设备》2018年第28期论文;