按壓縮氣體的方式不同，壓縮機通常分為兩類：

容積式壓縮機宜用于中小流量的場合；透平式壓縮機宜用于大流量的場合。

從能量觀點來看：壓縮機是把原動機的機械能轉變為氣體能量的一種機械。

容積式壓縮機氣體壓力的提高是利用氣體容積的縮小來達到；

透平式壓縮機氣體壓力的提高是利用葉輪和氣體的相互作用來達到。

按氣體壓縮方式：

按氣流運動方向：

離心式—氣體在壓縮機中的流動方向大緻與旋轉軸相垂直。

軸流式—氣體在壓縮機中的流動方向大緻與旋轉軸相平行。

複合式—在同一台壓縮機内，同時具有軸流式與離心式工作葉輪，一般軸流在前，離心在後。

按壓力高低分類：

通風機：指大氣壓在101.325Kpa，溫度為20℃,出口全壓值小于15 Kpa（表壓）的風機。

鼓風機：指升壓在15 Kpa~200Kpa（表壓）之間或壓比大于1.15小于3的風機。

壓縮機：指升壓大于200 Kpa（表壓）或壓比大于3的風機。

工作原理：氣體由吸氣室吸入，通過葉輪對氣體做功，使氣體壓力、速度、溫度提高。然後流入擴壓器，使速度降低，壓力提高。彎道和回流器主要起導向作用，使氣體流入下一級繼續壓縮。最後，由末級出來的高壓氣體經渦室和出氣管輸出。

離心式壓縮機零件很多，這些零件又根據它們的作用組成各種部件。我們把離心式壓縮機中可以轉動的零部件統稱為轉子，不能轉動的零、部件稱為靜子。

結構及部件：

主軸：主軸上安裝所有的旋轉零件，它的作用就是支持旋轉零件及傳遞轉矩，因此主軸應該具有一定強度與剛度。主軸的軸線也就确定了各旋轉零件的幾何軸線。

葉輪：葉輪也稱為工作輪，它是壓縮機中最重要的一個部件。氣體在葉輪葉片的作用下，跟着葉輪做高速的旋轉。而氣體由于受旋轉離心力的作用以及在葉輪裡的擴壓流動，使氣體通過葉輪後的壓力得到了提高。此外，氣體的速度能也同樣在葉輪裡得到了提高。因此可以認為葉輪是使氣體提高能量的唯一途徑。

隔套：隔套熱裝在軸上，它們把葉輪固定在适當的位置上，而且能保護沒裝葉輪部分的軸，使軸避免與氣體相接觸，同時也起到導流的作用。

平衡盤：平衡盤就是利用它的兩邊氣體壓力差來平衡軸向力的零件。它位于高壓端，它的一側壓力約為末級出口壓力(高壓)，另一側連通進氣管（低壓）由于平衡盤也是用熱套法套在主軸上。上述兩側壓力差就使轉子受到一個與軸向力反向的力。其大小決定于平衡盤的受力面積。通常，平衡盤隻平衡一部分軸向力。剩餘的軸向力由止推盤（止推軸承）承受。

機殼：機殼也稱為氣缸、機殼是靜子中最大的零件。通常是用鑄鐵或鑄鋼澆鑄出來的。機殼一般有水平中分面，以便于裝配、檢修。

吸氣室、蝸殼也是機殼的一部分，它的作用是把氣體均勻地引入葉輪，然後順暢地導出機殼。

擴壓器：氣體從葉輪流出時，它具有較高的流動速度，為了充分利用這部分速度能，常常在葉輪後面設置了流通面積逐漸擴大的擴壓器，用以把速度能轉化為壓力能，以提高氣體的壓力。

擴壓器一般有無葉型、葉片型、直壁型擴壓器等多種形式。

彎道及回流器：多級離心式壓縮機中，氣體欲進入下一級就必須拐彎，為此要采用彎道。彎道是由機殼和隔闆構成的彎環形通道空間。回流器的作用是使氣流按所需要的方向均勻地進入下一級。它由隔闆和導流葉片組成。

蝸室：蝸室的主要目的是把擴壓器後面或葉輪後面的氣體彙集起來，把氣體引導到壓縮機外面去，使它流到氣體輸送管線或流到冷卻器去進行冷卻。此外，在彙集氣體的過程中，在大多數情況下，由于蝸室外徑的逐漸增大和通流截面的漸漸擴大，也對氣流起到一定的降速擴壓作用。

具有自動調心平衡外載和抑制油膜自激渦動,抗振性能好，不易産生油膜振蕩。

壓縮機輔助系統：

潤滑油系統：壓縮機的潤滑油系統在壓縮機安全運行的過程中起着重要的作用。它不僅僅使壓縮機運行時各摩擦部位得到充分的潤滑，而且降低了各部件接觸面的負荷，還使得壓縮機運行摩擦産生的熱量有效地擴散。還能減少設備的腐蝕，降低設備的故障率，從而使壓縮機的使用壽命得以延長。

潤滑油作用：密封、潤滑、沖洗、冷卻、減震、卸荷、保護。

密封系統：

内密封：

迷宮密封：是一種由一系列節流齒隙和膨脹空腔構成的非接觸密封形式，主要用于密封氣體介質。

結構形式：在固定部件與輪蓋、隔闆與軸套、軸的端部設置密封件，采用梳齒式（迷宮式）密封。

特點：

适應高溫、高壓、高轉速場合。

結構簡單，性能穩定可靠。

廣泛用作為蒸汽透平、燃氣透平、離心式壓縮機、鼓風機等熱力機械的軸端密封或級間密封。

缺點是洩漏大。

工作原理：利用節流原理，減小通流截面積，經多次節流減壓，使在壓差作用下的漏氣量盡量減小。即通過産生的壓力降來平衡密封裝置前後的壓力差。

減小齒逢間隙；增加密封齒數；

加大齒片間的空腔和流道的曲折程度。

幹氣密封：

氣膜密封：依靠幾微米的氣體薄膜潤滑的機械密封，也稱為幹氣密封。

與其它密封相比，氣膜密封可省去密封油系統。

洩漏量少、磨損小、壽命長、能耗低，操作簡單可靠，被密封的流體不受油污染。

結構：和傳統上的液相用機械密封有相似的剖面外形，特别之處在于動環表面加工出一系列溝槽（深度一般為0.0025～0.01mm），這些溝槽在軸旋轉時可對氣體的溢出有抑制作用，當氣體壓力與彈簧力平衡後，在動靜環間形成氣膜使動靜環互不接觸。

工作原理：密封氣體注入密封裝置後，動靜環均受到流體的靜壓力作用。當動環随軸轉動時，螺旋槽裡的氣體被剪切，産生動壓力，氣體從外緣流向中心，而密封壩抑制氣體流動，氣體壓力升高，動靜環分開，當氣體壓力與彈簧恢複平衡後，維持一最小間隙，形成氣膜，密封工藝氣體。

雙端面幹氣密封：

适用于不允許工藝氣洩漏到大氣中，但允許密封氣（例如氮氣）進入機内的工況 。

串聯幹氣密封：

适用于不允許工藝氣洩漏到大氣中，也不允許密封氣進入機内的工況。

盤車系統：

沖擊式盤車裝置：

盤車裝置的作用：如果機組在熱态停機，轉子不再轉動，在冷卻過程中，會因受力不均出現轉子彎曲，這種彎曲導緻轉子偏心，動平衡被破壞，再重新啟動時會造成明顯震動，引起葉片、氣封的嚴重損壞，同時震動也會使滑動軸承過早的磨損。

如果停車冷卻階段中，讓轉子連續轉動均勻冷卻，就會避免上述情況，沖擊式盤車裝置就是在每個運轉周期使汽輪機轉子旋轉一定的角度，滿足這個條件。

利用電磁閥改變液壓油的流向，使之按照一定時間間隔注入油缸活塞上部與下部，帶動活塞上下移動，通過棘輪系統将活塞的往複運動轉化成主軸的旋轉，達到盤車目的。

喘振是離心式壓縮機固有的特性，當離心式壓縮機的進口流量小到某一值（喘振值）時，就會在整個擴壓器流道中産生嚴重的旋轉失速，壓縮機的進出口壓力和流量會發生周期性的大幅度波動，引起壓縮機組的強烈振動并發出風的吼叫聲，這種現象叫做壓縮機的喘振。

喘振的特征：

喘振時壓縮機工作極不穩定 ，氣動參數會出現周期性的波動，振幅大，頻率低，同時平均排氣壓力值下降。喘振時有強烈的周期性氣流噪聲，出現氣流吼叫聲。喘振時機器強烈振動，機體、軸承等振幅急劇增加。

喘振的危害：

喘振原因：

系統壓力升高：系統壓力大于壓縮機出口壓力，使壓縮機出口流量降低至喘振流量以下，氣體倒流回壓縮機，形成喘振。

介質密度改變：

壓縮介質密度突然發生大幅變化，在一定壓力下，引起出口壓力流量下降，造成喘振。

喘振的防治：

防喘振控制系統：

喘振控制策略：

安全裕度：喘振線與控制線的差稱為安全裕度；

工作裕度：工作點與喘振點的差稱為工作裕度。

如果系統檢測到工作點越過喘振線，表示喘振已經發生，喘振控制線将被右移一個校準量，一般為2～4%，用以提高安全裕度。

當工作點在喘振控制線右方時，防喘振控制器的設定點（盤旋點）按照一定速率跟蹤當前工作點（2%/s），二者偏離距離可設置，一般為5%左右，當工作點向左側喘振區移動越過跟蹤區間（越過盤旋點）則防喘振閥打開，起到預防喘振的作用。

臨界轉速：

臨界轉速：轉子在運轉中都會發生振動，轉子的振幅随轉速的增大而增大，到某一轉速時振幅達到最大值（也就是平常所說的共振），超過這一轉速後振幅随轉速增大逐漸減少，且穩定于某一範圍内，這一轉子振幅最大的轉速稱為轉子的臨界轉速。這個轉速等于轉子的固有頻率，當轉速繼續增大，接近2倍固有頻率時振幅又會增大，當轉速等于2倍固有頻率時稱為二階（級）臨界轉速 ，依次類推有三階、四階…

離心壓縮機軸的額定工作轉速高于或者低于轉子的一階臨界轉速，n1，或者介于一階臨界轉速n1與二階臨界轉速n2之間。前者稱作剛性軸，後者稱作柔性軸。

剛性軸要求： n ≤ 0.7n1

柔性軸要求： 1.3nl≤n≤0.7n2

對于柔性軸，機組升速過程需要快速通過臨界轉速區間。

本文來源于互聯網，作者：大慶石化。暖通南社整理編輯。

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