離心空壓機組在大型化工型空分裝置中的應用

楊文軍

摘 ?要：隨著近幾年我國經濟發展速度的不斷加快，我國全球能源的格局也出現了非常大的變化，隨著潔凈煤技術應用范圍的不斷擴大，化工空分裝置的應用范圍也在不斷擴大，作為空分裝置的核心設備，離心空壓機有著性能非常優越，運行效率非常高的特點。本文就離心空壓機組在大型化工型空分裝置中的應用進行研究，希望能夠在一定程度上提高我國化工行業的發展速度。

關鍵詞：空分裝置;離心空壓機組;蜂窩密封

隨著近幾年我國社會發展水平的不斷提升，全球能源的格局也出現了非常大改變，很多化工企業在進行化工聯產系統投產的時候，經常會采用潔凈煤技術進行生產，這話情況在一定程度上擴大了國內外空分設備的應用，提高了人們對空分設備的需求。相關人員在進行離心空壓機組設計的過程中，要不斷提高其的可靠性，降低其在運行過程中消耗的能源，對現有的生產規模進行有效的整合，我國裝備制造業的發展水平才能得到提升。

1 三種離心空壓機介紹

以空氣為主要工作介質的離心式壓縮機由蒸汽透平驅動，大致有以下三類。

1.1 DMCL+2MCL+3BCL型

該機型是由沈陽鼓風機集團設計制造的離心壓縮機組，采用雙層布置，外置中間冷卻器，單軸系三缸運轉模式。其中低壓缸轉子首級為雙吸氣結構，兩進氣口條件完全相同，氣體在出口蝸殼混合后進入中壓缸，殼體為水平剖分型，無葉擴壓器，型號為DMCL型。中壓缸采用三級兩段壓縮的結構，一、二段葉輪背靠背布置，第一級及二級排氣經過中間冷卻器后進入第三級葉輪，型號為2MCL型。蒸汽透平通過齒輪變速箱與高壓缸聯接，高壓缸為三段七級，一、三段為順排，一、三段與二段葉輪背靠背布置。垂直剖分的缸體結構，隔板束通過拉桿螺栓組成可水平剖分的壓縮機內缸，帶有兩個中間冷卻器和一個末級冷卻器。氣體經兩段四級的壓縮和冷卻后，其中只有部分氣體進入第三段壓縮達到出口壓力狀態，另一部分氣體則經旁路抽出送往空分膨脹機增壓端。中低壓缸為焊接機殼，高壓缸為鍛造缸體。

1.2 RIK+RBZ型

該機型由陜西鼓風機廠與MANTURBO公司（陜西鼓風機（集團）有限公司）合作制造，離心壓縮機為單軸系兩缸運轉模式。壓縮機分為主風機及增壓機兩部分，其中主風機為等溫型離心壓縮機，內置中間冷卻器，軸向進氣，氣體入口處設置進口導葉調節裝置。入口端止推及徑向軸承布置在進口導葉前，轉子兩端支撐，四級三元流葉輪，前三級葉輪每級后均布置兩套氣體冷卻器管束，氣體由葉輪出口直接進入中間冷卻器冷卻后再進入下一級壓縮，設有轉子頂升裝置，型號為RIK型。

1.3 RIKT+RG型

該機型由MANTURBO公司制造。壓縮機分為主風機及增壓機，主風機為等溫型離心壓縮機，水平剖分機殼，內置中間冷卻器，軸向進氣，共四級葉輪。第一級葉輪為半開式懸臂結構，后三級為閉式三元流葉輪，止推及徑向組合軸承位于一、二級葉輪之間，設有轉子頂升裝置。增壓機為多軸齒輪增速型壓縮機，驅動軸通過中間大齒輪軸（傳動軸）和三根小齒輪軸聯動來傳遞動力，各級葉輪分配轉速輸出不同壓力，共五級壓縮，一級及三級葉輪通過入口導葉調節氣量，各軸端密封均為碳環密封，汽輪機與增壓機之間通過齒式聯軸器聯接，增壓機機殼設置加速度傳感器監控殼體振動。

2 特點分析

2.1 均采用高效三元流閉式或半開式葉輪。隨著國內加工焊接及熱處理技術不斷發展，三元流葉輪逐漸成為空壓機葉輪選型的基本要求。而且主風機（或低壓缸）一級葉輪入口設置可調導葉，使氣流產生預旋，減少功率損耗，在保證恒定出口壓力的條件下，穩定調節范圍擴大;RG型多軸齒輪增速型壓縮機中各級葉輪直徑和轉速最佳分配，分別在最佳設計轉速下運轉，保證了各級葉輪的高效率。

2.2 相關人員在進行大型化工型空分裝置設置的過程中，要保證其能夠滿足人們對大額定流量的需求，并且在進行裝置選取的過程中，還要避免其在選取的過程中出現選取一輪葉輪的直徑出現過大的情況。在進行葉輪設計直徑選擇的過程中，相關人員要根據其的實際機型選擇合適的葉輪設計方式，這種方式能夠有效避免葉輪在運轉過程中出現雙吸結構的情況。在進行RIK/RIKT型空分裝置設置的過程中，相關人員可以采用懸臂式半開式葉輪結構的形式進行設計。在進行DMCL型空分裝置設置的過程中，相關人員要滿足其的壓背要求，對中低壓缸進行有效的壓縮，保證四級葉輪做功的有效性。相關人員在進行設備設計的過程中，要不斷增大其的壓力，并且在進行壓力增大的過程中，相關人員還要對其壓縮機的級數進行升高處理，提高其的運轉速度，增大壓縮機的自身的應力，設備的整體水平才能得到有效的提升。

相關人員在進行大型空分裝置設備設計的過程中，可以采用低壓缸轉子葉輪的形式進行設計，在進行設計的過程中，相關人員可以采用雙吸的結構，相關人員在進行RIK/RIKT型設備設計的過程中，要保證其的背壓設計能夠滿足相關規定的要求，在對其進行設計的過程中相關人員還要對其的葉輪進行壓縮處理，增加大葉尖的應力，提高其的速度，保證其在出口條件相同的情況下，設備的整體性能能夠有所提高。

2.3 相關人員在進行壓縮機結構設計的過程中，要根據其實際的結構特點對其進行設備結構的分布進行優化，在對其進行結構布置設計的過程中，相關人員可以采用碳環密封、蜂窩密封等方式減少相關部件之間的縫隙，這種方式不僅能夠有效提高其的施工效率，還能降低其在運行過程中出現的泄漏現象，在進行RIK型壓縮機制作的過程中，相關人員可以采用玻璃絲和環氧樹脂的方式進行制作，相關人員在進行設計的過程中，要設計一個密封的環槽，提高其運行的質量。

相關人員在對壓縮機進行設計的時候，要減少其在運行過程中出現的交叉耦合力，其在運行過程中出現的不穩定現象才能得到有效的減少，在進行3BCL型壓縮機制作的過程中，相關人員采用的一般主要是蜂窩密封的方式進行設計，這種設計方式能夠有效降低其的切向速度。相關人員在進行RG型壓縮機設計的過程中，要提高壓縮機本身的阻尼性，增加壓縮機本身的系統阻尼，其在運行過程中出現的氮氣隔離低壓差才能得到有效的降低。

3 總結

綜上所述，隨著近幾年我國空分設備發展水平的不斷提升，人們對化工空分設備的要求也在不斷提升，因此相關人員要結合國內外先進的經驗和理論對其進行創新，降低其的制造成本，提高其運行的效率，我國裝備制造行業的發展速度才能得到提升。相關人員在進行大型化工空分裝置設置的過程中，要加大對設備性能的重視，采用先進的科學技術對其進行完善，其在運行過程中出現質量問題的概率才能得到降低。

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