[实用新型]一种双向进气多级离心压缩机

说明书

技术领域

本实用新型属于离心压缩机的技术领域，特别涉及到在化工技术领域中双向输送多组分特殊流体的离心压缩机。

背景技术

在化工企业中，常有两种以上不同成分的流体进入反应罐中在一定的温度和压力下发生化学反应，温度可由反应罐外壳的热交换器调节，而压力则必须采用压缩机提供。不过，这些流体在进入反应罐之前，虽然需要有一定的压力，但不能事先混合，这样就需要采用多个压缩机来分别对各组分的流体加压，这不但需要增加设备的投资；而且也难做到各组分流体的压力匹配。

目前大部分石油化工企业所应用的离心压缩机可分为水平剖分式的压缩机、筒式压缩机(即垂直剖分)、轴流式压缩机等几类，这些种类的压缩机输送的气体都是从一端的进口进入压缩机内，通过转子的增压后从另一端的出口输出，进入到用户的工艺管线中，即使有分为两段或三段的压缩机，也是因气体温度过高，使气体通过冷却器达到冷却的作用，再返回到压缩机内，来提高压力。

在离心压缩机中，主要的部件是工作轮(叶轮)和与其相配合的扩压器、回流器，气体经过叶轮后会获得很大的动能，为了有效地利用这一部分能量，在叶轮后都装有扩压器。扩压器按其结构分为无叶扩压器和叶片扩压器两种，它们对于改善压缩机的性能有很大的作用。

如何有效地使多级离心压缩机的效率提高，降低制造成本，提供一种在较宽的工作范围内可以稳定驱动的高效压缩机便成为了本技术领域科技人员追求的目标。

中国专利CN1015489B公开了一种《多级离心压缩机》，其特征在于：压缩机每个叶轮和与之相连接的扩压器组成一级，压缩机至少有四个离心转子和至少四个导叶型扩压器(即叶片扩压器)。所诉的导叶型扩压器中前一个扩压器的导叶前缘半径与转子出口半径之比大于后一个扩压器的相同比值，且后一扩压器离排出侧较所述的前一个扩压器近。除了具有导叶型扩压器的所述的各级外，还至少有一级无导叶扩压器。由于扩压器中的旋转脱硫是在回流发展并形成在扩压器中旋转的回流带时产生的，而导叶型扩压器通过在无导叶扩压器开始出现回流部位的内侧设置导叶前缘，具有防止回流的作用，如此，回流器中一开始出现的回流即被抑制，也就避免了旋转脱硫的发生，从而可以使压缩机达到很高的效率，并可以在较宽的范围中工作。

中国专利ZL92111548.2公开了一种《离心压缩机》，其特征在于：叶片扩压器的叶片分为两组，第一组叶片具有沿下游方向倾斜而偏离侧板向着芯板延伸的进气边，第二组叶片具有垂直于上述流体方向的进气边，第一组和第二组叶片以混合的方式配置；同时还设置了多个辅助叶片，每个辅助叶片的弦长比每个叶片的弦长短，辅助叶片配置放在径向向内的位置上，其一个表面面对一个叶片；辅助叶片也分为两组，第一组具有沿下游方向倾斜而偏离上述侧板向着上述芯板延伸的进气边；第二组具有垂直于上述流体方向的进气边，该两组叶片也以混合方式配置。上述叶片和辅助叶片涡卷形气流通道的舌部附近是稀疏的；而在上述通道的远离上述舌部的部分是密集的；而舌部的附近是一个包括上述舌部并对应 于不大于整个圆周一般的区域。这种设计进气边的位置更接近叶轮，会尽可能减少或防止产生逆流，从而即使在低的气流速度区间内也能防止喘振。叶片与辅助叶片一起不均匀的配置形成一个稀疏区和一个密集区，也能尽可能减少旋转失速的发生。

中国发明专利申请案CN102434491A公开了一种《离心压缩机》，所述的叶片扩压器的导叶由后缘半径相同而长度不同的长、短导叶组成，在相邻的长导叶之间至少配置一片短导叶，利用短导叶的整流作用，改善压缩机的性能。

上述诸发明的着眼点都关注在扩压器上，然而，离心压缩机中更为重要的部件还是其工作轮(叶轮)，在某种意义上，叶片与扩压器是相互配合的一对矛盾的主体，要提高压缩机的性能，要综合考虑它们的结构和相互关联。除此之外，用同一台压缩机来压缩两种流体，这样就会提高压缩机的整体利用率，式压缩机的效率会更提高一个档次。综上这些正是我们研究工作的着眼点。

发明内容

本实用新型的目的就是要寻找一种双向进气并在较宽的工作范围内可以稳定驱动的高效多级离心式压缩机。我们从研究气体在叶轮中的流动入手，在有限叶片数时，由于叶片通道中环流运动的影响，在叶轮的出口处存在着一个与周速相反的环流速度(即轴向涡)，使得气流的相对速度在出口处朝着反转方向偏转一角度。如果在相邻的两叶片之间，后一个叶轮的叶片设置相对于前一个叶轮的叶片也偏移相应的角度，便可明显地减小轴向涡的存在。相应的改良了对扩压器的设计。为了保证气流在蜗室流道中的均匀流动，我们不仅考虑到了改良径向进口导叶调节器的设计，同时还研究了双向进气的进出口蜗室的结构。