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离心压缩机的工作原理与发展趋势

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-10-09  来源:中国long8龙8国际  作者:中国long8龙8国际  浏览次数:133
核心提示:▉前言多年来,我国压缩机制造业在引进国外技术、消化吸收和自主开发基础上,攻克不少难关,取得重大突破。例如,催化裂化装置用
 ▉ 前言

多年来,我国压缩机制造业在引进国外技术、消化吸收和自主开发基础上,攻克不少难关,取得重大突破。例如,催化裂化装置用的主风机和富气压缩机、加氢装置用的循环氢压缩机、新氢压缩机,乙烯压缩机,化肥压缩机组等已大量在石化生产中应用。其中,离心式压缩机和轴流式压缩机制造技术已接近或达到国际同类产品先进水平,往复式活塞压缩机达到国际同类产品水平。根据离心式压缩机的主要结构与技术特点,文中介绍了这种压缩机的优点、关键技术和国内外发展趋势等问题。

 

▉ 构造与工作原理

离心式压缩机的构造和工作原理与离心式鼓风机极为相似。但其工作原理与活塞式压缩机有本质的区别,它不是利用汽缸容积减小的方式来提高汽体的压力,而是依靠动能的变化来提高汽体压力。离心式压缩机具有带叶片的工作轮,当工作轮转动时,叶片就带动汽体运动或者使汽体得到动能,然后使部分动能转化为压力能从而提高汽体的压力。这种压缩机由于它工作时不断地将制冷剂蒸汽吸入,又不断地沿半径方向被甩出去,所以称这种型式的压缩机为离心式压缩机。其中根据压缩机中安装的工作轮数量的多少,分为单级式和多级式。如果只有一个工作轮,就称为单级离心式压缩机,如果是由几个工作轮串联而组成,就称为多级离心式压缩机。在空调中,由于压力增高较少,所以一般都是采用单级,其它方面所用的离心式制冷压缩机大都是多级的。

单级离心式制冷压缩机的构造主要由工作轮、扩压器和蜗壳等所组成。压缩机工作时制冷剂蒸汽由吸汽口轴向进入吸汽室,并在吸汽室的导流作用引导由蒸发器(或中间冷却器)来的制冷剂蒸汽均匀地进入高速旋转的工作轮(工作轮也称叶轮,它是离心式制冷压缩机的重要部件,因为只有通过工作轮才能将能量传给汽体)。汽体在叶片作用下,一边跟着工作轮作高速旋转,一边由于受离心力的作用,在叶片槽道中作扩压流动,从而使汽体的压力和速度都得到提高。由工作轮出来的汽体再进入截面积逐渐扩大的扩压器(因为汽体从工作轮流出时具有较高的流速,扩压器便把动能部分地转化为压力能,从而提高汽体的压力)。汽体流过扩压器时速度减小,而压力则进一步提高。经扩压器后汽体汇集到蜗壳中,再经排气口引导至中间冷却器或冷凝器中。

 

▉ 离心式制冷压缩机的特性

离心式制冷压缩机与活塞式制冷压缩机相比较,具有下列优点:单机制冷量大,在制冷量相同时它的体积小,占地面积少,重量较活塞式轻5~8倍;由于它没有汽阀活塞环等易损部件,又没有曲柄连杆机构,因而工作可靠、运转平稳、噪音小、操作简单、维护费用低;工作轮和机壳之间没有摩擦,无需润滑。故制冷剂蒸汽与润滑油不接触,从而提高了蒸发器和冷凝器的传热性能;能经济方便的调节制冷量且调节的范围较大;对制冷剂的适应性差,一台结构一定的离心式制冷压缩机只能适应一种制冷剂;由于适宜采用分子量比较大的制冷剂,如制冷量太少,则要求流量小,流道窄,从而使流动阻力大,效率低。根据离心式压缩机的特性,宜采用分子量比较大的制冷剂,且通常是在蒸发温度不太低和大制冷量的情况下,选用离心式制冷压缩机。此外,在石油化学工业中离心式的制冷压缩机则采用丙烯、乙烯作为制冷剂,只有制冷量特别大的离心式压缩机才用氨作为制冷剂。

离心式压缩机的缺点也比较明显,离心式压缩机一般具有以下缺点:同一台机组工况不能有大的变动,适用的范围较窄;转子转速较高,为了保证叶轮一定的宽度,必须用于大中流量场合,不适合小流量场合;喘振是离心式压缩机固有的缺点,机组须添加防喘振系统;单级压比低,为了得到较高压比须采用多级叶轮,一般还要用增速齿轮。

 

▉ 离心式压缩机的应用现状与趋势

目前,国内离心式压缩机的大部分市场主要由欧、日、美的一些制冷企业所占据。比较有名的企业如AXIMA(原苏尔寿)、荏原、三菱等依靠先进的技术及良好工艺主导离心压缩机市场。国内企业主要为沈鼓,早期引进新比隆的技术来开发离心式压缩机。随着社会的发展,用户需要的冷量越来越高,另外由于节能的要求使得离心式压缩机具有越来越广的市场。国外离心机厂家不会轻易公开自己的核心技术,要想研制离心式制冷压缩机,只有走自主开发的道路。随着设计及制造技术的不断成熟,使得国产离心式制冷压缩机的研制成为可能。

随着能源的形式日趋紧张,节能降耗是产品发展的一大趋势。另外由于中国城镇化水平的不断提高,建筑能耗不断增加。具有最高性能系数的离心压缩机无疑将成为市场的热点,近年来离心式压缩机的销量不断提高。

 
 
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