離心式氫氣站壓縮機的研制

金 鑫

（沈陽鼓風機集團股份有限公司，遼寧 沈陽 110869）

1 前言

某項目氫氣站壓縮機氣量大，同時升壓達到13kg，常規離心機需要3個缸才能實現，投資大，且效率低、檢修困難，因此需要研制雙缸、高效離心式氫氣站壓縮機。

作為國內最大的氫氣站裝置，項目成功研發了國內首套離心式氫氣站壓縮機，替代了傳統的往復式壓縮機，實現了純氫氣的增壓，滿足了業主投資成本低、占地面積小、運行維護費用低且能長周期運行的需求。

2 主要內容及方法

通過氣動方案、葉輪加工及強度優化、機組安全設置等方面的深入研究，相關人員開發氫氣站壓縮機。氫氣站離心壓縮機設計參數：流量為89060～102420Nm3/h；進口壓力為1.9MPa，出口壓力為3.2MPa；進口溫度為40℃，出口溫度為95℃。

2.1 壓縮機氣動方案

不同于石化上裝置上的氫氣重整增壓機，也不同于乙二醇裝置上的氫氣循環氣壓縮機，氫氣站壓縮機的氫氣含量為99.9%，分子量為2.03，可以說是真正的“純”氫壓縮機。按照常規設計，需要24級壓縮才能實現，即需要3個缸，每個缸8級。但這樣投資成本高，而且氫氣壓縮機必須為筒型結構，即3個缸均為筒型結構，筒型壓縮機檢修時，需要將內機殼水平抽出，那么肯定會有1個缸檢修困難，需要將整個壓縮機吊起，這樣行車投資和廠房投資都大大增加。因此，需要開發專屬模型級，實現雙缸壓縮。

依據氫氣的特點，開發馬赫數為0.3、流量系數為0.025的葉輪，優化葉片數量、葉片型線坐標及進出口角度等，以提高效率、提高能頭。同時，為進一步提高模型級的能頭系數，所有擴壓器均采用全高葉片式擴壓器，采用葉片式擴壓器，氣流在擴壓器中的行程大大增加，提高了擴壓度，機組能頭提高約4%。……