[发明专利]湿气压缩机和方法

说明书

描述一种用于处理湿气的离心压缩机。离心压缩机包括：外壳和至少一个压缩机级，压缩机级包括至少一个叶轮(100)，叶轮旋转地布置在外壳中，并且设有叶轮轮毂(107)和多个叶轮叶片(111)，各个叶轮叶片具有吸力侧和压力侧。压缩机级包括至少一个微滴分散，其布置构造成促进流过压缩机级的液滴分散。

技术领域

本文公开的实施例大体涉及离心压缩机，并且更特别地涉及用于处理湿气的压缩机及其构件。本公开进一步涉及用于运行离心压缩机的方法，离心压缩机用于处理工作流体，即，湿气，工作流体包含液相和气相。

背景技术

压缩机典型地用来通过接收来自原动机(例如电动马达或涡轮)的功率，以及对工作流体施加压缩力，来提高工作流体中的压力。工作流体可为气体，诸如空气或二氧化碳、制冷剂等。在一些应用中，工作流体是湿气。湿气要理解为包含一部分液相的气体，例如呈微滴或悬浮微粒的形式。

污染物，特别是呈进入气体流中的液滴的形式的液体污染物，可导致离心压缩机在机械上失效。液滴可通过在气体冲击压缩机内的表面时冷凝而聚积在气体流中。液滴可击中压缩机的彼此碰撞的旋转部件(特别是压缩机叶轮)，并且形成较大的微滴。较大的微滴的一部分很可能沿压缩机的气体流方向继续，同时那些较大的微滴的其余部分粘在旋转的叶轮表面上。残留在叶轮表面上的较大的微滴将与冲击叶轮表面的新微滴聚结在一起，而且这将增大微滴的尺寸。较大的微滴最终将被气体流夹带，并且表示腐蚀性潜在风险高。此外，形成于叶轮的叶片表面上的液体膜可变得不稳定，并且导致形成大小较大的微滴，从腐蚀的角度看，这可能是非常有害的。

为了在湿气流进入离心压缩机之前减少湿气流中的液相的量，通常提供洗涤器。图1示意性地示出使用洗涤器来处理湿气的压缩机布置。整体上用参考标号1指示该布置。压缩机布置1包括离心压缩机3，其设有多个压缩机级5。各个压缩机级5包括压缩机叶轮7。压缩机叶轮7由离心压缩机3的外壳11中的公共转子轴9支承。首先通过洗涤器15处理在13处进入的湿气流。在洗涤器15中，液相在洗涤器15的底部中被分离成液体冷凝物，并且通过液体管道或冷凝物管道17从洗涤器15中移除液体冷凝物。气相从洗涤器15的顶部输送通过干气管道19，朝向压缩机3的入口。压缩气体从排出管道21输送出，而液相则由液体管道或冷凝物管道17输送到泵23，并且通过输送管道25。取决于应用的类型，液相和气体相然后可再次聚合，并且在湿流排出管道27中结合。

图2示出现有技术的压缩机3的透视图，移除了外壳的一部分，该图显示了压缩机的内部构件。在图2中示出的有代表性的现有技术的离心压缩机3中，提供了五个压缩机级，它们各自包括相应的叶轮7。可采用不同数量的级。

图3是根据图2的现有技术，沿着离心压缩机3的纵向轴线的示意性横截面。该横截面示出了三个压缩机级5。工作介质流通过入口通道19A进入第一压缩机级5，并且流过第一叶轮7。沿径向离开第一压缩机级5的叶轮7的压缩气体输送通过扩散器31和形成于压缩机外壳11中的外壳带33。气体从那里进一步流过回行通道35和带37，进入下游压缩机级后面的叶轮7中，诸如此类。

在从现有技术中了解到的一些实施例中，为了减少与液滴在压缩机级中聚积和聚结有关的问题，使用微滴捕捉器。在WO 2001/0053278中公开了这样的微滴捕捉器的示例。微滴捕捉器需要对叶轮进行特别复杂的机械加工。从压缩机外壳中移除从主要工作介质流中移除的微滴必须，并且因此需要液体移除系统。这些系统复杂且昂贵。此外，移除收集在压缩机外壳中的液体往往需要使压缩机停止。

本公开适合较高效地处理离心压缩机中的湿气的需要，以便消除或减轻与压缩机级中存在液滴有关的至少一个问题。

发明内容