CN106151063A - 一种co循环气压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种CO循环气离心压缩机,它主要包括有:主轴、叶轮、隔套、推力盘、平衡盘、膜片联轴器、扩压器、回流器、弯道、进出口蜗室、密封、轴承组部件、壳体,其特征在于:(1)采用四个叶轮串联在同一主轴上,叶轮采用两两背对形式,前一个叶轮与后一个叶轮出口处直径相同,在相邻的两个叶轮之间,后一个叶轮的叶片设置相对于前一个叶轮的叶片偏转一定的角度;(2)扩压器采用无叶扩压器与叶片扩压器的组合,无叶扩压器在前而叶片扩压器在后;(3)压缩机的隔板采用镶嵌结构,在平衡盘两侧均采用后一块隔板安装在前一块隔板上,形成组合隔板;(4)采用隔板两侧带加强筋的进出口蜗室;(5)进气方式采用双侧进气中间出气的结构。特别适合于CO循环气介质的压缩。

Description

一种CO循环气压缩机
技术领域
本发明属于离心压缩机的技术领域,特别涉及到在化工技术领域中CO循环气介质的离心压缩机组。
背景技术
在石油化工企业中,不同的压缩介质对压缩机的结构性能的要求也是各不相同的,这就需要对不同的压缩的气体设计相应的压缩机组,这样才能使公司的生产效率和利益达到最大化。
目前大部分石油化工企业所应用的离心压缩机有水平剖分式的压缩机、筒式压缩机(即垂直剖分)、轴流式压缩机等等,这些种类的压缩机输送的气体都是从一端的进口进入压缩机内,通过转子的增压后从另一端的出口输出,进入到用户的工艺管线中,即使有分为两段或三段的压缩机,是气体温度过高,使气体通过冷却器达到冷却的作用,再返回到压缩机内,来提高压力。
在离心压缩机中,主要的部件是工作轮(叶轮)和与其相配合的扩压器、回流器,气体经过叶轮后会获得很大的动能,为了有效地利用这一部分能量,在叶轮后都装有扩压器。扩压器按其结构分为无叶扩压器和叶片扩压器两种,它们对于改善压缩机的性能有很大的作用。
如何有效地使多级离心压缩机的效率提高,降低制造成本,提供一种在较宽的工作范围内可以稳定驱动的高效压缩机便成为了本技术领域科技人员追求的目标。
中国专利CN1015489B公开了一种《多级离心压缩机》,其特征在于:压缩机每个叶轮和与之相连接的扩压器组成一级,压缩机至少有四个离心转子和至少四个导叶型扩压器(即叶片扩压器)。所诉的导叶型扩压器中前一个扩压器的导叶前缘半径与转子出口半径之比大于后一个扩压器的相同比值,且后一扩压器离排出侧较所述的前一个扩压器近。除了具有导叶型扩压器的所述的各级外,还至少有一级无导叶扩压器。由于扩压器中的旋转脱硫是在回流发展并形成在扩压器中旋转的回流带时产生的,而导叶型扩压器通过在无导叶扩压器开始出现回流部位的内侧设置导叶前缘,具有防止回流的作用,如此,回流器中一开始出现的回流即被抑制,也就避免了旋转脱硫的发生,从而可以使压缩机达到很高的效率,并可以在较宽的范围中工作。
中国专利ZL92111548.2公开了一种《离心压缩机》,其特征在于:叶片扩压器的叶片分为两组,第一组叶片具有沿下游方向倾斜而偏离侧板向着芯板延伸的进气边,第二组叶片具有垂直于上述流体方向的进气边,第一组和第二组叶片以混合的方式配置;同时还设置了多个辅助叶片,每个辅助叶片的弦长比每个叶片的弦长短,辅助叶片配置放在径向向内的位置上,其一个表面面对一个叶片;辅助叶片也分为两组,第一组具有沿下游方向倾斜而偏离上述侧板向着上述芯板延伸的进气边;第二组具有垂直于上述流体方向的进气边,该两组叶片也以混合方式配置。上述叶片和辅助叶片涡卷形气流通道的舌部附近是稀疏的;而在上述通道的远离上述舌部的部分是密集的;而舌部的附近是一个包括上述舌部并对应于不大于整个圆周一般的区域。这种设计进气边的位置更接近叶轮,会尽可能减少或防止产生逆流,从而即使在低的气流速度区间内也能防止喘振。叶片与辅助叶片一起不均匀的配置形成一个稀疏区和一个密集区,也能尽可能减少旋转失速的发生。
中国发明专利申请案CN102434491A公开了一种《离心压缩机》,所述的叶片扩压器的导叶由后缘半径相同而长度不同的长、短导叶组成,在相邻的长导叶之间至少配置一片短导叶,利用短导叶的整流作用,改善压缩机的性能。
上述诸发明的着眼点都关注在压缩机的内部结构上,并没有针对某一种压缩介质,而不同介质对压缩机的内部结构要求都是不一致的,例如:叶轮的大小及排列组合,扩压器内叶片的形式,进出风口的布置等方面都是各不相同的。这正是设计人员的着眼点。
发明内容
本发明的目的是设计一种CO循环气离心压缩机。我们从研究CO气体在流道中的流动特性,设计出适合CO循环气介质的压缩机,从压缩机的性能、效率、成本上都达到最优化。
本发明提供了一种CO循环气离心压缩机,它主要包括有:主轴、叶轮、隔套、推力盘、平衡盘、膜片联轴器、扩压器、回流器、弯道、进出口蜗室、密封、轴承组部件、壳体,其特征在于:
(1)采用四个叶轮串联在同一主轴上,叶轮采用两两背对形式,前一个叶轮与后一个叶轮出口处直径相同,而入口处直径不同的设计理念,叶轮叶片的形式前一个与后一个是不同的,平衡盘前与平衡盘后的叶轮叶片也是不同的,在相邻的两个叶轮之间,后一个叶轮的叶片设置相对于前一个叶轮的叶片偏转一定的角度;
(2)扩压器采用无叶扩压器与与叶片扩压器的组合,无叶扩压器在前而叶片扩压器在后;
(3)压缩机的隔板采用镶嵌结构,在平衡盘两侧均采用后一块隔板安装在前一块隔板上,形成组合隔板;
(4)采用隔板两侧带加强筋的进出口蜗室;
(5)进气方式采用双侧进气中间出气的结构。
本发明的CO循环气压缩机,所说的在叶轮相邻的两个叶轮之间,后一个叶轮的叶片设置相对于前一个叶轮的叶片偏转一定的角度;对于后弯叶片为:5~15度;对于前弯叶片为:5~15度;对于径向叶片为5~30度。
本发明的CO循环气压缩机,所说的叶轮采用两两背对形式布置,可以有效的减少气体对转子产生的轴向推力,使整套机组运行更加平稳。
本发明的CO循环气压缩机,所说的出口隔板两侧带加强筋的进出口蜗室是由上下两部分拼接而成,隔板两侧板面上分别设有蜗线型蜗室流道,两侧板面之间分布有加强筋板;隔板上下部之间的中分面上还没有环形加强筋。
本发明的CO循环气压缩机,所说的隔板采用镶嵌结构,第二块隔板安装在第一块隔板上,这样设计对于两侧气体在出风口更平稳的汇集,不会产生强烈碰撞,从而也保证了机组的平稳。
本发明的CO循环气进气方式采用两侧同时进气结构,气体则由一个出风筒出气,其压缩机的下机壳带有三个气口,即两个为进气口,一个为出气口。
附图说明
图1是本发明的CO循环气压缩机的整体剖面图;
图2是本发明的CO循环气压缩机的主视图;
图3是本发明的CO循环气压缩机的侧视图;
图4为一侧叶轮组合图;
图5是隔板组合图。
具体实施方式
下面结合附图对发明的CO循环气压缩机作进一步的说明和补充。
如图1所示,本发明的CO循环气压缩机包括1机壳、2隔板组部、3转子、4叶轮组部、5轴承组部、6进风筒、7出风筒。其中机壳包括上机壳和下机壳;隔板组部包括进口隔板、出口隔板和中间隔板;叶轮组部包括四个叶轮,叶片形式各不相同,后一的叶轮的叶片设置相对于前一个叶轮的叶片偏转一定的角度;对于后弯叶片为:5~15度;对于前弯叶片为:5~15度;对于径向叶片为5~30度;轴承组部包括支撑轴承和推力轴承。
图2所示为本发明CO循环气压缩机组装完成之后的外形的主视图,可以清晰的看出上下机壳是由把合螺栓结合在一起的,6进风筒、7出风筒位于下机壳的下方,进风筒6分别位于下机壳的两侧,出风筒7位于下机壳的中间。图3显示的是本发明的侧视图。
图4所示为本发明转子上左侧叶轮的排列形式,41叶轮与42叶轮的出口处直径的尺寸是相同,但两个叶轮的进口处的尺寸是不同的,41叶轮轮盘内孔比42叶轮轴盘内孔小;另一侧的叶轮排列形式与这一侧排列形式相同,唯有不同的是叶轮的旋向不同。
图5所示为本发明隔板组部中左侧的隔板组合形式,隔板21为进口隔板,隔板22为内部隔板,隔板22安装在隔板21上形成组合型隔板。
以下我们通过具体的实施例对本发明的CO循环气压缩机的参数作进一步的说明。
实施例1带前弯叶片的CO循环气压缩机
本实施例1为四级离心压缩机,叶轮采用采用二元闭式叶轮,其叶片采用前弯式结构,前后两叶轮叶片之间偏转5度;无叶扩压器配置在低压级侧,而叶片扩压器则配置在高压级一侧。其余的导叶角度可调的进气道、出口隔板两侧带加强筋的进出口蜗室、出口隔板两侧带加强筋的进出口蜗室、气封体和油封组结构均如前所述,无需另加说明。
实施例2带径向叶片的CO循环气压缩机
本实施例2为四级离心压缩机,叶轮采用闭式叶轮,叶轮采用二元,其叶片采用径向结构,前后两叶轮的叶片之间偏转15度;无叶扩压器配置低压级侧,每一个无叶扩压器后则配置叶片扩压器。其余的导叶角度可调的进气道、出口隔板两侧带加强筋的进出口蜗室、出口隔板两侧带加强筋的进出口蜗室、气封体和油封组结构如前所述,无需另加说明。
实施例3带后弯叶片的CO循环气压缩机
本实施例3为四级离心压缩机,叶轮采用采用二元闭式叶轮,其叶片采用后弯式结构,前后两叶轮叶片之间偏转5度;无叶扩压器配置在低压级侧,而叶片扩压器则配置在高压级一侧。其余的导叶角度可调的进气道、出口隔板两侧带加强筋的进出口蜗室、出口隔板两侧带加强筋的进出口蜗室、气封体和油封组结构均如前所述,无需另加说明。
实施例4带后弯叶片的CO循环气压缩机
本实施例4为四级离心压缩机,叶轮采用闭式叶轮,叶轮采用二元与三元组合式,其叶片采用后弯式结构,前后两叶轮的叶片之间偏转15度;无叶扩压器配置低压级侧,每一个无叶扩压器后则配置叶片扩压器。其余的导叶角度可调的进气道、出口隔板两侧带加强筋的进出口蜗室、出口隔板两侧带加强筋的进出口蜗室、气封体和油封组结构如前所述,无需另加说明。
实施例5带后弯叶片的CO循环气压缩机
本实施例5为四级离心压缩机,叶轮采用闭式叶轮,四个叶轮全部采用三元轮,其叶片采用后弯式结构,前后两叶轮的叶片之间偏转10度;无叶扩压器配置低压级侧,每一个无叶扩压器后则配置叶片扩压器。其余的导叶角度可调的进气道、出口隔板两侧带加强筋的进出口蜗室、出口隔板两侧带加强筋的进出口蜗室、气封体和油封组结构如前所述,无需另加说明。
上述各方案仅仅是根据用户提出的使用条件而提出的设计方案,经过高级工程师的核算和对比,最后选用了本发明的实施例5,它相对其它在机组的使用年限、效率以及其他各方面都是最优的。
本发明着重研究了CO循环气压缩机的性能参数和机组的布置结构,并在这一基础上,对扩压器的组合、进气道、进出口蜗室和油封组的结构进行了相应的改良,最终形成了这一全新的设计方案。其特征对于CO循环气来说是最优的设计。

Claims (5)

1.一种CO循环气离心压缩机,它主要包括有:主轴、叶轮、隔套、推力盘、平衡盘、膜片联轴器、扩压器、回流器、弯道、进出口蜗室、密封、轴承组部件、壳体,其特征在于:
(1)采用四个叶轮串联在同一主轴上,叶轮采用两两背对形式,前一个叶轮与后一个叶轮出口处直径相同,在相邻的两个叶轮之间,后一个叶轮的叶片设置相对于前一个叶轮的叶片偏转一定的角度;
(2)扩压器采用无叶扩压器与与叶片扩压器的组合,无叶扩压器在前而叶片扩压器在后;
(3)压缩机的隔板采用镶嵌结构,在平衡盘两侧均采用后一块隔板安装在前一块隔板上,形成组合隔板;
(4)采用隔板两侧带加强筋的进出口蜗室;
(5)进气方式采用双侧进气中间出气的结构。
2.按权利要求1所述的CO循环气离心压缩机,其特征在于所说的在叶轮相邻的两个叶轮之间,后一个叶轮的叶片设置相对于前一个叶轮的叶片偏转一定的角度;对于后弯叶片为:5~15度;对于前弯叶片为:5~15度;对于径向叶片为5~30度。
3.按权利要求1所述的CO循环气离心压缩机,其特征在于所说的出口隔板两侧带加强筋的进出口蜗室是由上下两部分拼接而成,隔板两侧板面上分别设有蜗线型蜗室流道,两侧板面之间分布有加强筋板;隔板上下部之间的中分面上还没有环形加强筋。
4.按权利要求1所述的CO循环气离心压缩机,其特征在于所说的隔板采用镶嵌结构,第二块隔板安装在第一块隔板上。
5.按权利要求1所述的CO循环气离心压缩机,其特征在于进气方式采用两侧同时进气结构,气体则由一个出风筒出气,其压缩机的下机壳带有三个气口,即两个为进气口,一个为出气口。
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