在石油化工装置中广泛地使用气体压缩机来输送气体和提高气体的压力。压缩机种类繁多，按其工作原理可分为速度式和容积式两大类。如图2-1所示。 图2-1 压缩机的分类
速度式（也称透平式）压缩机是依靠高速旋转的工作叶轮，将机械能传递给气体介质，并转化成气体的压力能。容积式压缩机依靠容积的周期性变化来实现气体的增压和输送。 根据用途进行分类，如氢气压缩机，空气压缩机，裂解气压缩机，乙烯压缩机等。按出口压力pd又可分为：通风机，pd﹤0.0142MPa；鼓风机，0.0142MPa≤pd﹤0.245MPa；压缩机，pd﹥0.245MPa。
一、概述
1. 离心式压缩机的应用
在现代大型石油化工装置中，除了个别需要超高压、小流量的场合外，离心式压缩机已基本取代了活塞式压缩机，成为压缩和输送各种气体的关键设备，占有极其重要的地位。如在化肥厂使用的离心式氮氢气压缩机、二氧化碳压缩机，石油化工厂使用的离心式石油气压缩机、乙烯压缩机，炼油厂使用的离心式空气压缩机、烃类气体压缩机，以及制冷用的氨气压缩机等。实践证明，在大型化生产中采用离心式压缩机具有以下几方面优点：
（1）排气量大，结构紧凑，机组尺寸小，重量轻，占地面积小。
（2）运转平稳可靠，易损件少，连续运转时间长，机器利用率高，操作维修费用低。
（3）可以做到绝对无油的压缩过程，对于不允许气体带油的某些工艺过程具有重要意义。
（4）机器转速高，适宜采用工业汽轮机或燃汽轮机直接驱动，使生产过程中产生的蒸汽、烟气的副产品得以利用，降低产品成本。
离心式压缩机存在的缺点表现在以下几方面：
（1）目前还不适用于气量太小及压比过高的场合。
（2）气量调节的经济性较差，工作流量偏离设计流量时，效率下降幅度较大。
（3）离心式压缩机效率一般仍低于活塞式压缩机。
2. 离心压缩机的种类
离心压缩机的种类繁多，根据其性能、结构特点，可按如下几方面进行分类，见表1所示。
表2-1 离心式压缩机的分类 |
分类方法 | 类型名称 | 结构特点或用途 |
按照机壳数目分 | 单缸型 | 只有一个机壳tz15 |
多缸型 | 具有二个以上机壳 |
按照气体在压缩过程中的冷却次数分 | 单段型 | 气体在压缩过程中不进行冷却 |
多段型 | 银膜气体在压缩过程中至少冷却一次 |
等温型 | 气体在压缩过程中每次都进行冷却 |
按照机壳的剖分方式分 | 水平剖分型 | 机壳被水平剖分为上下两半 |
筒型 | 机壳为垂直剖分的圆筒 |
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二、离心压缩机的工作原理
采果器
汽轮机（或电动机）带动压缩机主轴叶轮转动，在离心力作用下，气体被甩到工作轮后面的扩压器中去。而在工作轮中间形成稀薄地带，前面的气体从工作轮中间的进汽部份进入叶轮，由于工作轮不断旋转，气体能连续不断地被甩出去，从而保持了气压机中气体的连续流动。气体因离心作用增加了压力，并以很大的速度离开工作轮，气体经扩压器逐渐降低了速度，动能转变为静压能，进一步增加了压力。如果一个工作叶轮得到的压力还不够，可通过使多级叶轮串联起来工作的办法来达到对出口压力的要求。级间的串联通过弯道、回流器来实现。这就是离心式压缩机的工作原理。
离心压缩机的结构和工作原理与离心泵相似，都是依靠高速旋转的叶片推动流体流动，从而增加流体的动能和压力能。但是离心压缩机压缩的是气体介质，其介质密度小，所产生的离心力小，因而依靠离心力作功获得的能量较少。为使气体获得更多的能量以提高气体的压力，离心式压缩机都采用很高的转速。转速往往高达每分钟近万转或每分钟一万转以上。转速越高，压缩机流通内气体的流速也就越高。这些使离心压缩机的结构有其特点，设计制造要求比普通离心泵更为严格、难度更大。
点子通
三、离心压缩机的结构
离心式压缩机本体结构由转子及定子两大部分组成，结构如图2-3所示。转子包括主轴及固定在轴上的叶轮、轴套、平衡盘、推力盘和联轴节等零部件。定子则由气缸和定位于缸体上的各种隔板以及轴承等零部件组成。在转子与定子之间需要密封气体之处还设有密封元件。有的压缩机，气体从气缸中间排出，到缸外进行冷却后，再回到气缸内继续进行压缩，有一次这样中间排出又返回的称为二段压缩，有的压缩机一缸可以有几个这样的段。下面将对离心式压缩机主要部件的基本结构和作用进行介绍。
1.吸入室 2.叶轮 3.扩压器 4.弯道 5.回流器 6.蜗壳 7usb存储器、8.轴端密封 9.支持轴承 10.止推轴承 11.卡环 12.机壳 13.端盖 14.多人交互式VR螺栓 15.推力盘 16.主轴 17.联轴器 18轮盖密封 19.隔板密封 20.隔板
图2-3 离心式压缩机纵剖面结构图
1.主轴
主轴是起支持旋转零件及传递扭矩作用的。转子上的各零部件红套在主轴上，随主轴高速旋转。过盈装配不仅是传递扭矩需要，还是为了防止转动部件在旋转时由于离心力的作用而松动。另外，主轴与叶轮、平衡盘、推力盘等部件间还设有键，起到放松作用。各转子零部件在主轴上的定位是靠轴肩、定距套、锁进螺母及卡环来实现的。根据主轴的结构形式分为阶梯轴和光轴两种。
2.叶轮
叶轮又称工作轮，是压缩机转子上最主要的部件，叶轮随主轴高速旋转，对气体作功。气体在叶轮叶片的作用下，跟着叶轮作高速旋转，受旋转离心力的作用以及叶轮里的扩压流
动，在流出叶轮时，气体的压力、速度和温度都得到提高。它是压缩机中唯一的作功部件。按结构形式叶轮分为开式、半开式和闭式三种。
开式叶轮（见图2-4）结构最简单，仅由轮毂和径向叶片组成。在叶轮上，叶片槽道两个侧面都是敞开着的，气体通道是由叶片槽道和与叶片前后有一定间隙的机壳形成的。这种通道对气体流动不利，使气体流动损失很大，此外，在叶轮和机壳之间引起的摩擦鼓风损失也最大，故这种叶轮的效率最低，在压缩机中很少被采用。
半开式叶轮（见图2-5）叶片槽道一侧被封闭，另一侧敞开，改善了气体通道，减少了流动损失，提高了效率。但是，由于叶轮侧面间隙很大，有一部分气体从叶轮出口倒流回进口，内泄漏损失大。此外，叶片两边存在压力差，使气体通过叶片顶部从一个槽道潜流向另一个槽道，因而这种叶轮效率仍不高。
闭式叶轮由轮盖、和叶片组成。这种叶轮对气体流动有利。轮盖处装有气体密封，减少了内泄漏损失。叶片槽道间潜流引起的损失也不存在，因此效率比前两种叶轮都高。另外，叶轮侧面和定子间隙也不像半开式叶轮那样要求严，可以适当放大，使检修时拆装方
便。这种叶轮在制造上虽较前两种复杂，但有较高的效率和其他优点，故在工业压缩机中得到广泛应用。
图2-4 开式叶轮 图2-5 半开式叶轮
3.平衡盘
在多级离心式压缩机中因每级叶轮两侧的气体作用力大小不等，使转子受到一个指向低压端的合力，这个合力即称为轴向力。轴向力对于压缩机的正常运行是有害的，容易引起止推轴承损坏，使转子向一端窜动，导致动件偏移与固定元件之间失去正确的相对位置，情况严重时，转子可能与固定部件碰撞造成事故。平衡盘是利用它两边气体压力差来平衡轴向力的零件。如图2-6所示，平衡盘位于高压端，它的一侧压力是末级叶侧间隙中的压力，另一侧通向大气或进气管，通常平衡盘只平衡一部分轴向力，剩余轴向力由止推轴承承受，在平衡盘的外缘需安装气封，用来防止气体漏出，保持两侧的差压。轴向力的平衡也可以通过叶轮的两面进气 和叶轮反向安装来平衡。 图2-6 平衡盘装置
4.推力盘
由于平衡盘只平衡部分轴向力，其余轴向力通过推力盘传给止推轴承上的止推块，构成力
的平衡，推力盘与推力块的接触表面，应做得很光滑，在两者的间隙内要充满合适的润滑油，在正常操作下推力块不致磨损，在离心压缩机起动时，转子会向另一端窜动，为保证转子应有的正常位置，转子需要两面止推定位，其原因是压缩机起动时，各级的气体还未建立，平衡盘二侧的压差还不存在，只要气体流动，转子便会沿着与正常轴向力相反的方向窜动，因此要求转子双面止推，以防止造成事故。
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