[發明專利]離心式氣體壓縮機防腐蝕裝置

在審

• 申請號: 201310631468.6
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN104675739A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 程忠振;余志文;劉金亮;孫喜;徐霖;田龍舟;楊志國;望姣赟;查溪
• 申請（專利權）人: 中國五環工程有限公司
• 主分類號: F04D29/00
• 分類號: F04D29/00;F04D27/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

技術領域

本發明涉及一種氣體壓縮機，具體的說一種離心式氣體壓縮機的防腐蝕裝置。

背景技術

離心式氣體壓縮機在運行過程中，時常發生低壓和/或高壓軸振動值高聯鎖停車，正常生產被迫中斷的事故。此時需要對機組進行解體檢查和修理。例如某臺離心式CO₂壓縮機在發生機械故障后對高壓缸解體檢查發現，轉子三段入口擋圈和流道有嚴重沖刷腐蝕，第一級葉輪根部下方已局部掏空，前兩級葉輪流道和擴壓室內有大量結垢，級間氣封磨損超差。導致轉子動平衡破壞，振動值升高。其原因是該壓縮機的工作介質是含有飽和水蒸氣液滴的CO₂濕氣。

圖1是典型的離心式CO₂壓縮機氣體流程。流程說明如下：含有飽和水蒸氣的CO₂氣體進入一級入口分離器，分離出H₂O滴后的CO₂氣體夾帶水霧送入壓縮機的一級壓縮單元，壓縮后的高溫CO₂氣體進入一級冷卻器，經冷卻水（CW）冷卻后的CO₂氣體和冷凝水混合物一同送入一級分離器。分離出水滴后的CO₂氣體夾帶水霧進入壓縮機二級壓縮單元，壓縮后的高溫CO₂氣體進入二級冷卻器，經冷卻水冷卻后的CO₂氣體和冷凝水混合物一起送入二級分離器。分離出H₂O后的CO₂氣體夾帶水霧進入壓縮機的三級壓縮單元，壓縮后的高溫CO₂氣體進入三級冷卻器，用水冷卻后的CO₂氣體和冷凝水混合物一塊送入三段分離器。分離后的CO₂氣體夾帶水霧進入壓縮機四級壓縮單元，壓縮后的高溫高壓CO₂（含水）氣體送至用戶。

從每級冷卻器出來的冷凝水和水霧液滴直徑約為20～0.5μm，而在分離器中采用葉片式分離元件，只能分離出≥5～8μm的水霧，＜5～8μm的水滴跟隨著CO₂氣體帶入壓縮機氣缸。離心式壓縮機的低/高壓缸轉速分別能夠達到7200和13900rpm。水霧液滴對轉子和葉輪的危害是很大的。

例如，1個直徑5μm的水滴以15.21m/s的速度與直徑100mm，13900rpm轉子相碰撞，產生的切應力為7.57×10^-11N，當碰撞接觸點面積為分子級截面時，應力增大8.62×10¹⁸倍，切應力為653×10⁶N/m²(653MN/m²)，該力大于金屬晶體層面產生滑動所需要的臨界切應力（例如鎳和銅的臨界切應力實測值分別為5.8和1.0MN/m²），在接觸表面處晶體層面產生位錯和位移，晶體層面滑移的疊加而從主體金屬表面被切削下來。在碰撞接觸面處由于分子切削作用，形成不規則的麻點，麻面，凹坑等等，形成各種沖刷腐蝕形態，沖刷下來的晶粒物帶到后續的葉輪流道，擴壓室等處粘附沉積下來，形成結垢物。

為了減緩轉子和葉輪的沖刷腐蝕，通常采用的方法是采用高效的氣液分離器，和提高金屬材料的質量，但是在分離工程學和金屬材料學方面這些都有一定的極限，還會導致投資成本的提高。因此，轉子和葉輪的沖刷腐蝕問題國內外至今仍未得到根源性的解決方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種結構簡單、投資及改造成本低、有效解決液滴對壓縮機的轉子和葉輪的沖刷腐蝕問題的離心式氣體壓縮機的防腐蝕裝置。

技術方案包括離心式氣體壓縮機，所述離心式氣體壓縮機包括多級壓縮單元，其中，上一級壓縮單元的出口經冷卻器和分離器與下一級壓縮單元的入口連接，所述上一級壓縮單元的出口還經旁路管線與下一級壓縮單元的入口和/或上一級壓縮單元的入口連接，所述旁路管線上設有溫度調節閥。

所述壓縮單元的入口處均設有氣體溫度傳感器、所述分離器出口也設有氣體溫度傳感器，所述氣體溫度傳感器與溫差轉換器連接，所述溫差轉換器與溫差指示調節器連接，所述溫差指示調節器控制溫度調節閥。