压缩机增产革新的措施及运用研究

　　1离心式压缩机增产改造的措施

　　离心式压缩机增产改造 ，即提高离心式压缩机的质量流量 ，通常采用以下措施：提高压缩机进气压力 ，如 ：增加零段和进口增压器 ，减小进气管网阻力 ；降低压缩机进气温度 ；降低压缩机出口管网阻力 ；提高压缩机的工作转速 ；采用可转动的进口导叶调节 ，即进气负预旋调节 ；采用可转动的扩压器叶片调节 ，即适当增大叶片扩压器的进口几何角 ；全部或部分改造原设计叶轮 ，即在原设计叶轮的基础上 ，加宽叶轮流道宽度 ，或增加叶轮外径 ，或改变叶轮叶片的出口角等 ；改造扩压器 ，如 ：加宽扩压器流道宽度 ，或改变扩压器叶片的型线和几何角。

　　2离心式压缩机节能改造的措施

　　离心式压缩机节能改造 ，即降低离心式压缩机主机和辅机的能耗 ，主要有以下措施：全部或部分采用高效节能的三元叶轮来更换原一元叶轮或二元叶轮 ；采用小间隙软密封 ；采用光滑气流通道 ；采用干气密封 ；采用磁力轴承 ；采用可转动的进口导叶调节或叶片扩压器的叶片调节 ；降低压缩机各段的进口温度 ；合理匹配级与级之间的参数等。

　　离心式压缩机的增产节能改造的措施 ，往往是上述增产改造措施和节能改造措施的有机组合。

　　3云南天然化工厂空压机101J的改造

　　3.1 天化空压机 101J 改造前的情况

　　101J 空压机总共 12 级 ，分 2 缸 4 段。其中低压缸 2段 5 级 ，呈二三分配。高压缸 2 段 7 级 ，呈三四分配。

　　12 级叶轮采用顺排结构 ，其中低压缸**、二级叶轮为半开式三元叶轮 ，其余均为一元闭式叶轮。

　　叶轮设计主要采用传统的一元设计方法。

　　级进口设置有固定的进口导叶。

　　级间及轮盖密封采用迷宫密封。

　　轴端密封采用油膜密封。

　　采用可倾瓦轴承 ，强制给油润滑。

　　采用气轮机驱动 ，齿轮增速器增速。

　　101J 空压机改造前的主要几何参数缸别低压缸（5CK57）高压缸（7CK31）外径（mm）838. 2 825. 5 452. 4 400叶轮叶片出口宽度（mm）53. 8 43. 1 28. 4 25. 4 19. 5 23. 2 16. 6 11. 1 9. 5叶片出口相对宽度0. 064 0. 052 0. 034 0. 031 0. 024 0. 051 0. 037 0. 025 0. 024叶轮叶片进口直径（mm）428. 6 406. 4 403. 0 400. 5 387. 0 269. 5 252. 0 232. 5 220. 5叶轮叶片进口宽度（mm）123. 8 101. 6 62. 0 70. 0 56. 0 34. 9 24. 0 18. 8 16. 9叶轮进出口叶片数（片）19/ 19 16/ 16 15/ 15 17/ 17 13/ 13叶轮进口外径（mm）552. 4 507. 9 441. 0 459. 9 436. 5 250. 8 225. 4 200. 0 196. 9叶轮进口内径（mm）254. 0 292. 7 146. 4 146. 3叶轮叶片法向厚度（mm）9. 0 7. 7 9. 0 5. 5 5. 7 4. 7扩压器进口直径（mm）889 864. 2 860 858 856 463 413 412扩压器出口直径（mm）8 1266 92 740 688 680扩压器宽度（mm）43. 8 34. 53 22. 73 20. 32 15. 67 18. 60 13. 29 9. 30 7. 65回流器进口直径（mm）1392 / 1244 / 712 / 715 632 /回流器出口直径（mm）750 / 540 / 374 / 350 /回流器进出口宽度（mm）60/ 94 / 38/ 57 33/ 50 / 26/ 33 26/ 36 / 26/ 33 24/ 37 /回流器进出口叶片数（片）20/ 20 / 16/ 16 / 20/ 20 / 20/ 20 18/ 18 /进口导流器进口直径（mm）712 724. 6 / 431. 8 362 340 336进口导流器出口直径（mm）315 / 171. 5 / 180 175 158进口导流器叶片形式径向平直/径向平直扭曲径直扭曲径直进口导流器叶片数（片）20 10 / 10 18 16 18进口预旋角（度）注：**段两级为半开式叶轮，其余均为闭式叶轮。

　　3.2云天化空压机 101J 改造的原则

　　用户要求的改造原则如下 ：保持压缩机气缸、轴承、轴端密封、油系统、联轴节、齿轮增速器、驱动汽轮机不变。

　　仅改造压缩机转子、隔板、气封等内件。

　　增产节能后 ，增加压缩机的质量流量 ，提高压缩机的多变功率 ，具体数值为增产 15 % ，节能 5 %.

　　3.3 云天化空压机 101J 改造措施

　　根据上述改造原则 ，确定了云天化空压机 101J 的改造措施如下 ：调节各段的压缩比 ：将高压缸第三段由三级增加为四级 ，并调整了叶轮直径。

　　将原低压缸**段的两级半开式叶轮改为闭式叶轮。

　　采用新型节能转子 ，即叶轮全部采用三元叶轮 ，提高效率和流量。三元叶轮设计技术是离心式压缩机增产节能改造的主要措施之一 ，也是离心式压缩机发展的必然趋势。三元叶轮的设计采用了国际上先进的三元流动理论及其设计方法 ，使设计的三元扭曲叶片的叶面速度分布或压力分布*佳 ，从而将叶轮中的流动损失减小到*低程度。

　　采用小间隙软密封技术 ，理论上达到零泄露。

　　采用光滑的气流通道设计 ，即扩压器、弯道、回流器等隔板组件 ，均采用钢板焊接结构 ，提高流道表面的光洁度 ，降低流道的摩擦阻力损失。

　　加宽了气流通道 ，即增加了无叶扩压器、弯道、回流器等的流道宽度。

　　对压缩机进行整体优化设计 ，合理匹配级与级之间的气动、热力、几何参数等。

　　101J 空压机改造后的主要几何参数缸别低压缸（5CK57）高压缸（7CK31）段别叶轮外径（mm）825. 5 692. 2 412. 8叶轮叶片出口宽度（mm）58. 34 55. 96 47. 23 40. 08 32. 15 30. 56 26. 59 23. 81 13. 49 13. 1 11. 91 9. 92叶片出口相对宽度（mm）0. 0706 0. 0678 0. 0682 0. 0579 0. 0464 0. 0740 0. 0740 0. 0644 0.

　　0577 0. 0327 0. 0317 0. 0289 0. 0240叶轮叶片进口直径（mm）441 406. 4 383. 2 381 344. 5 215. 9 231. 8 228. 7 209. 6 200 201. 6 200 201. 6叶轮叶片进口宽度（mm）126. 55 114. 9 87. 2 80. 0 66. 26 66. 66 54. 26 48. 57 43. 27 36. 73 31. 33 31. 75 27. 82叶轮进出口叶片数（片）16/ 16 15/ 15叶轮进口外径（mm）539. 75 485. 78 434. 98 422. 28 377. 83 261. 14 265. 11 255. 59 235.

　　74 212. 73 221. 64 217. 5 212. 73叶轮进口内径（mm）279. 4 305. 6 274. 6 154 170. 3叶轮叶片法向厚度（mm）8. 0 7. 5 4. 4 6. 7 4. 4 5. 5 5. 1扩压器出口直径（mm）1440 6 1251 721. 5 750. 5 756. 5 792 774. 5 775 777. 5 661扩压器宽度（mm）46. 63 44. 79 37. 5 37. 96 25. 6 24. 22 24. 20 20. 65 18. 25 10. 71 10. 32 9. 53 7. 94同流器进口直径（mm）1440 / 1192 1196 / 702 718 / 732 736 /进口预旋角注：13级叶轮全部为闭式叶轮。

　　3.4 云天化空压机 101J 改造后的性能

　　101J 空压机经增产节能改造后 ，压缩机的径向振动、轴位移、轴承温度等机械性能均在规定范围之内 ，改造前后的主要性能对比。

　　101J 空压机改造前后的主要性能对比名称进口质量流量（kg/ s）多变效率（ %）轴功率（kW）转速（r/ min）汽轮机额定功率（kW）改造前50567 73 7437 6490 9765改造后60242. 1 77. 98 8444. 4 6800 9765显然 ，改造后的空压机其机械性能良好 ，其气动热力性能也非常好 ，完全达到了增产 15 %、节能 5 %的改造目标。

　　4结束语

　　离心式压缩机的增产节能改造可根据用户的实际情况 ，采用相宜的改造方案 ，离心式压缩机可以通过改造转子、隔板、气封等内件 ，及压缩机流道的整体优化设计和级间气动、热力、几何参数的合理匹配等措施 ，实现压缩机增产节能的改造 ，一般改造后可增产 15 %、节能5 %左右 ，经济效益明显。而且这些改造措施可在现场完成 ，压缩机壳体无需做任何改动 ，只需用增产节能型内件更换掉旧内件即可开车。

　　企业在生产过程中根据自身的实际情况 ，对离心式压缩机进行增产节能改造 ，在能源短缺、竞争激烈的今天 ，具有广泛的实用价值和推广价值。