[發明專利]一種雙向進氣多級離心壓縮機

在審

• 申請號: 201410620598.4
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN104632645A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 石雪松
• 申請（專利權）人: 沈陽斯特機械制造有限公司
• 主分類號: F04D17/12
• 分類號: F04D17/12;F04D29/28;F04D29/42;F04D29/44;F04D29/46;F04D29/08;F04D29/66;F04D29/30
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

技術領域

本發明屬于離心壓縮機的技術領域，特別涉及到在化工技術領域中雙向輸送多組分特殊流體的離心壓縮機。

背景技術

在化工企業中，常有兩種以上不同成分的流體進入反應罐中在一定的溫度和壓力下發生化學反應，溫度可由反應罐外殼的熱交換器調節，而壓力則必須采用壓縮機提供。不過，這些流體在進入反應罐之前，雖然需要有一定的壓力，但不能事先混合，這樣就需要采用多個壓縮機來分別對各組分的流體加壓，這不但需要增加設備的投資；而且也難做到各組分流體的壓力匹配。

目前大部分石油化工企業所應用的離心壓縮機可分為水平剖分式的壓縮機、筒式壓縮機(即垂直剖分)、軸流式壓縮機等幾類，這些種類的壓縮機輸送的氣體都是從一端的進口進入壓縮機內，通過轉子的增壓后從另一端的出口輸出，進入到用戶的工藝管線中，即使有分為兩段或三段的壓縮機，也是因氣體溫度過高，使氣體通過冷卻器達到冷卻的作用，再返回到壓縮機內，來提高壓力。

在離心壓縮機中，主要的部件是工作輪(葉輪)和與其相配合的擴壓器、回流器，氣體經過葉輪后會獲得很大的動能，為了有效地利用這一部分能量，在葉輪后都裝有擴壓器。擴壓器按其結構分為無葉擴壓器和葉片擴壓器兩種，它們對于改善壓縮機的性能有很大的作用。

如何有效地使多級離心壓縮機的效率提高，降低制造成本，提供一種在較寬的工作范圍內可以穩定驅動的高效壓縮機便成為了本技術領域科技人員追求的目標。

中國專利CN1015489B公開了一種《多級離心壓縮機》，其特征在于：壓縮機每個葉輪和與之相連接的擴壓器組成一級，壓縮機至少有四個離心轉子和至少四個導葉型擴壓器(即葉片擴壓器)。所訴的導葉型擴壓器中前一個擴壓器的導葉前緣半徑與轉子出口半徑之比大于后一個擴壓器的相同比值，且后一擴壓器離排出側較所述的前一個擴壓器近。除了具有導葉型擴壓器的所述的各級外，還至少有一級無導葉擴壓器。由于擴壓器中的旋轉脫硫是在回流發展并形成在擴壓器中旋轉的回流帶時產生的，而導葉型擴壓器通過在無導葉擴壓器開始出現回流部位的內側設置導葉前緣，具有防止回流的作用，如此，回流器中一開始出現的回流即被抑制，也就避免了旋轉脫硫的發生，從而可以使壓縮機達到很高的效率，并可以在較寬的范圍中工作。

中國專利ZL92111548.2公開了一種《離心壓縮機》，其特征在于：葉片擴壓器的葉片分為兩組，第一組葉片具有沿下游方向傾斜而偏離側板向著芯板延伸的進氣邊，第二組葉片具有垂直于上述流體方向的進氣邊，第一組和第二組葉片以混合的方式配置；同時還設置了多個輔助葉片，每個輔助葉片的弦長比每個葉片的弦長短，輔助葉片配置放在徑向向內的位置上，其一個表面面對一個葉片；輔助葉片也分為兩組，第一組具有沿下游方向傾斜而偏離上述側板向著上述芯板延伸的進氣邊；第二組具有垂直于上述流體方向的進氣邊，該兩組葉片也以混合方式配置。上述葉片和輔助葉片渦卷形氣流通道的舌部附近是稀疏的；而在上述通道的遠離上述舌部的部分是密集的；而舌部的附近是一個包括上述舌部并對應?于不大于整個圓周一般的區域。這種設計進氣邊的位置更接近葉輪，會盡可能減少或防止產生逆流，從而即使在低的氣流速度區間內也能防止喘振。葉片與輔助葉片一起不均勻的配置形成一個稀疏區和一個密集區，也能盡可能減少旋轉失速的發生。

中國發明專利申請案CN102434491A公開了一種《離心壓縮機》，所述的葉片擴壓器的導葉由后緣半徑相同而長度不同的長、短導葉組成，在相鄰的長導葉之間至少配置一片短導葉，利用短導葉的整流作用，改善壓縮機的性能。

上述諸發明的著眼點都關注在擴壓器上，然而，離心壓縮機中更為重要的部件還是其工作輪(葉輪)，在某種意義上，葉片與擴壓器是相互配合的一對矛盾的主體，要提高壓縮機的性能，要綜合考慮它們的結構和相互關聯。除此之外，用同一臺壓縮機來壓縮兩種流體，這樣就會提高壓縮機的整體利用率，式壓縮機的效率會更提高一個檔次。綜上這些正是我們研究工作的著眼點。

發明內容

本發明的目的就是要尋找一種雙向進氣并在較寬的工作范圍內可以穩定驅動的高效多級離心式壓縮機。我們從研究氣體在葉輪中的流動入手，在有限葉片數時，由于葉片通道中環流運動的影響，在葉輪的出口處存在著一個與周速相反的環流速度(即軸向渦)，使得氣流的相對速度在出口處朝著反轉方向偏轉一角度。如果在相鄰的兩葉片之間，后一個葉輪的葉片設置相對于前一個葉輪的葉片也偏移相應的角度，便可明顯地減小軸向渦的存在。相應的改良了對擴壓器的設計。為了保證氣流在蝸室流道中的均勻流動，我們不僅考慮到了改良徑向進口導葉調節器的設計，同時還研究了雙向進氣的進出口蝸室的結構。