离心空压机组在大型化工型空分装置中的应用

杨文军

摘  要：随着近几年我国经济发展速度的不断加快，我国全球能源的格局也出现了非常大的变化，随着洁净煤技术应用范围的不断扩大，化工空分装置的应用范围也在不断扩大，作为空分装置的核心设备，离心空压机有着性能非常优越，运行效率非常高的特点。本文就离心空压机组在大型化工型空分装置中的应用进行研究，希望能够在一定程度上提高我国化工行业的发展速度。

关键词：空分装置;离心空压机组;蜂窝密封

随着近几年我国社会发展水平的不断提升，全球能源的格局也出现了非常大改变，很多化工企业在进行化工联产系统投产的时候，经常会采用洁净煤技术进行生产，这话情况在一定程度上扩大了国内外空分设备的应用，提高了人们对空分设备的需求。相关人员在进行离心空压机组设计的过程中，要不断提高其的可靠性，降低其在运行过程中消耗的能源，对现有的生产规模进行有效的整合，我国装备制造业的发展水平才能得到提升。

1 三种离心空压机介绍

以空气为主要工作介质的离心式压缩机由蒸汽透平驱动，大致有以下三类。

1.1 DMCL+2MCL+3BCL型

该机型是由沈阳鼓风机集团设计制造的离心压缩机组，采用双层布置，外置中间冷却器，单轴系三缸运转模式。其中低压缸转子首级为双吸气结构，两进气口条件完全相同，气体在出口蜗壳混合后进入中压缸，壳体为水平剖分型，无叶扩压器，型号为DMCL型。中压缸采用三级两段压缩的结构，一、二段叶轮背靠背布置，第一级及二级排气经过中间冷却器后进入第三级叶轮，型号为2MCL型。蒸汽透平通过齿轮变速箱与高压缸联接，高压缸为三段七级，一、三段为顺排，一、三段与二段叶轮背靠背布置。垂直剖分的缸体结构，隔板束通过拉杆螺栓组成可水平剖分的压缩机内缸，带有两个中间冷却器和一个末级冷却器。气体经两段四级的压缩和冷却后，其中只有部分气体进入第三段压缩达到出口压力状态，另一部分气体则经旁路抽出送往空分膨胀机增压端。中低压缸为焊接机壳，高压缸为锻造缸体。

1.2 RIK+RBZ型

该机型由陕西鼓风机厂与MANTURBO公司（陕西鼓风机（集团）有限公司）合作制造，离心压缩机为单轴系两缸运转模式。压缩机分为主风机及增压机两部分，其中主风机为等温型离心压缩机，内置中间冷却器，轴向进气，气体入口处设置进口导叶调节装置。入口端止推及径向轴承布置在进口导叶前，转子两端支撑，四级三元流叶轮，前三级叶轮每级后均布置两套气体冷却器管束，气体由叶轮出口直接进入中间冷却器冷却后再进入下一级压缩，设有转子顶升装置，型号为RIK型。

1.3 RIKT+RG型

该机型由MANTURBO公司制造。压缩机分为主风机及增压机，主风机为等温型离心压缩机，水平剖分机壳，内置中间冷却器，轴向进气，共四级叶轮。第一级叶轮为半开式悬臂结构，后三级为闭式三元流叶轮，止推及径向组合轴承位于一、二级叶轮之间，设有转子顶升装置。增压机为多轴齿轮增速型压缩机，驱动轴通过中间大齿轮轴（传动轴）和三根小齿轮轴联动来传递动力，各级叶轮分配转速输出不同压力，共五级压缩，一级及三级叶轮通过入口导叶调节气量，各轴端密封均为碳环密封，汽轮机与增压机之间通过齿式联轴器联接，增压机机壳设置加速度传感器监控壳体振动。

2 特点分析

2.1 均采用高效三元流闭式或半开式叶轮。随着国内加工焊接及热处理技术不断发展，三元流叶轮逐渐成为空压机叶轮选型的基本要求。而且主风机（或低压缸）一级叶轮入口设置可调导叶，使气流产生预旋，减少功率损耗，在保证恒定出口压力的条件下，稳定调节范围扩大;RG型多轴齿轮增速型压缩机中各级叶轮直径和转速最佳分配，分别在最佳设计转速下运转，保证了各级叶轮的高效率。

2.2 相关人员在进行大型化工型空分装置设置的过程中，要保证其能够满足人们对大额定流量的需求，并且在进行装置选取的过程中，还要避免其在选取的过程中出现选取一轮叶轮的直径出现过大的情况。在进行叶轮设计直径选择的过程中，相关人员要根据其的实际机型选择合适的叶轮设计方式，这种方式能够有效避免叶轮在运转过程中出现双吸结构的情况。在进行RIK/RIKT型空分装置设置的过程中，相关人员可以采用悬臂式半开式叶轮结构的形式进行设计。在进行DMCL型空分装置设置的过程中，相关人员要满足其的压背要求，对中低压缸进行有效的压缩，保证四级叶轮做功的有效性。相关人员在进行设备设计的过程中，要不断增大其的压力，并且在进行压力增大的过程中，相关人员还要对其压缩机的级数进行升高处理，提高其的运转速度，增大压缩机的自身的应力，设备的整体水平才能得到有效的提升。

相关人员在进行大型空分装置设备设计的过程中，可以采用低压缸转子叶轮的形式进行设计，在进行设计的过程中，相关人员可以采用双吸的结构，相关人员在进行RIK/RIKT型设备设计的过程中，要保证其的背压设计能够满足相关规定的要求，在对其进行设计的过程中相关人员还要对其的叶轮进行压缩处理，增加大叶尖的应力，提高其的速度，保证其在出口条件相同的情况下，设备的整体性能能够有所提高。

2.3 相关人员在进行压缩机结构设计的过程中，要根据其实际的结构特点对其进行设备结构的分布进行优化，在对其进行结构布置设计的过程中，相关人员可以采用碳环密封、蜂窝密封等方式减少相关部件之间的缝隙，这种方式不仅能够有效提高其的施工效率，还能降低其在运行过程中出现的泄漏现象，在进行RIK型压缩机制作的过程中，相关人员可以采用玻璃丝和环氧树脂的方式进行制作，相关人员在进行设计的过程中，要设计一个密封的环槽，提高其运行的质量。

相关人员在对压缩机进行设计的时候，要减少其在运行过程中出现的交叉耦合力，其在运行过程中出现的不稳定现象才能得到有效的减少，在进行3BCL型压缩机制作的过程中，相关人员采用的一般主要是蜂窝密封的方式进行设计，这种设计方式能够有效降低其的切向速度。相关人员在进行RG型压缩机设计的过程中，要提高压缩机本身的阻尼性，增加压缩机本身的系统阻尼，其在运行过程中出现的氮气隔离低压差才能得到有效的降低。

3 总结

综上所述，随着近几年我国空分设备发展水平的不断提升，人们对化工空分设备的要求也在不断提升，因此相关人员要结合国内外先进的经验和理论对其进行创新，降低其的制造成本，提高其运行的效率，我国装备制造行业的发展速度才能得到提升。相关人员在进行大型化工空分装置设置的过程中，要加大对设备性能的重视，采用先进的科学技术对其进行完善，其在运行过程中出现质量问题的概率才能得到降低。

参考文献

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