图解各种压缩机结构及工作原理

　　一、离心式压缩机

　　离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机(即透平式压缩机)。在离心式压缩机中，高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用，以及在扩压通道中给予气体的扩压作用，使气体压力得到提高。早期，由于这种压缩机只适于低，中压力、大流量的场合，而不为人们所注意。由于化学工业的发展，各种大型化工厂，炼油厂的建立，离心式压缩机就成为压缩和输送化工生产中各种气体的关键机器，而占有极其重要的地位。随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效率不断提高，又由于高压密封，小流量窄叶轮的加工，多油楔轴承等关键技术的研制成功，解决了离心压缩机向高压力、宽流量范围发展的一系列问题，使离心式压缩机的应用范围大为扩展，以致在很多场合可取代往复压缩机，而大大地扩大了应用范围。

　　有些化工基础原料，如丙烯、乙烯、丁二烯、苯等，可加工成塑料、纤维、橡胶等重要化工产品。在生产这种基础原料的石油化工厂中，离心式压缩机也占有重要地位，是关键设备之一。除此之外，其他如石油精炼、制冷等行业中，离心式压缩机也是极为关键的设备。我国在五十年代已能制造离心式压缩机，从七十年代初开始又以石油化工厂，大型化肥厂为主，引进了一系列高性能的中、高压力的离心式压缩机，取得了丰富的使用经验，并在对引进技术进行消化、吸收的基础上大大增强了自己的研究、设计和制造能力。

　　性能特点：

　　优点：

　　离心式压缩机之所以能获得这样广泛的应用，主要是比活塞式压缩机有以下一些优点。

　　1、离心式压缩机的气量大，结构简单紧凑，重量轻，机组尺寸小，占地面积小。

　　2、运转平衡，操作可靠，运转率高，摩擦件少，因之备件需用量少，维护费用及人员少。

　　3、在化工流程中，离心式压缩机对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程。

　　4、离心式压缩机为一种回转运动的机器，它适宜于工业汽轮机或燃汽轮机直接拖动。对一般大型化工厂，常用副产蒸汽驱动工业汽轮机作动力，为热能综合利用提供了可能。但是，离心式压缩机也还存在一些缺点。

　　缺点：

　　1、离心式压缩机还不适用于气量太小及压比过高的场合。

　　2、离心式压缩机的稳定工况区较窄，其气量调节虽较方便，但经济性较差。

　　3、离心式压缩机效率一般比活塞式压缩机低。

　　二、轴流式压缩机

　　轴流式压缩机是属于一种大型的空气压缩机，最大的功率可以达到150000KW，排气量是20000m³每分钟，它的压缩机能效比可以达到百分之90左右，比离心机要节能一些。它是由3大部分组成，一是以转轴为主体的可以旋转的部分简称转子，二是以机壳和装在机壳上的静止部件为主体的简称定子(静子)，三是壳体、密封体、轴承箱、调节机构、联轴器、底座和控制保护等组成。轴流式压缩机也属于透平式或速度式压缩机，炼油厂多选用作催化裂化装置的主风机。

　　性能特点：

　　效率较高，单机效率可达86%～92%，比离心式压缩机高5%～10%，单位面积流通能力大，径向尺寸小，适宜流量大于1500m³/min的场合，单级压力比较低，单缸多级压力比可达11，与离心式压缩机相比，静叶不可调试式轴流压缩机的稳定工况区较窄，在恒定转速下，流量变化相对较少，压力变化较大。此外，结构较为简单，维护方便。因此，轴流压缩机对于中、低压、大流量，且载荷基本不变的情况较为理想。全静叶可调式轴流压缩机可以扩大压缩机的稳定工况区，弥补了静叶不可调式轴流压缩机的不足，而且可以提高压缩机的效率，降低起动功率。目前，炼油厂主要用全静叶可调式轴流压缩机。

　　三、往复式压缩机

　　曲轴带动连杆，连杆带动活塞，活塞做上下运动。活塞运动使气缸内的容积发生变化，当活塞向下运动的时候，汽缸容积增大，进气阀打开，排气阀关闭，空气被吸进来，完成进气过程；当活塞向上运动的时候，气缸容积减小，出气阀打开，进气阀关闭，完成压缩过程。通常活塞上有活塞环来密封气缸和活塞之间的间隙，气缸内有润滑油润滑活塞环。靠一个或几个作往复运动的活塞来改变压缩腔内部容积的容积式压缩机。目前往复式压缩机主要是活塞式空压机，化工工艺压缩机，石油、天然气压缩机为主，而活塞式空压机现在主要向中压及高压方向发展，这个是螺杆机、离心机目前无法达到的一个高度。

　　性能特点：

　　由于设计原理的关系，就决定了活塞压缩机的很多特点。比如运动部件多，有进气阀、排气阀、活塞、活塞环、连杆、曲轴、轴瓦等；比如受力不均衡，没有办法控制往复惯性力；比如需要多级压缩，结构复杂；再比如由于是往复运动，压缩空气不是连续排出、有脉动等。

　　优点：

　　1、热效率高、单位耗电量少

　　2、加工方便、对材料要求低，造价低廉

　　3、装置系统较简单

　　4、设计、生产早，制造技术成熟

　　5、应用范围广

　　缺点：

　　1、运动部件多，结构复杂，检修工作量大，维修费用高

　　2、转速受限制

　　3、活塞环的磨损、气缸的磨损、皮带的传动方式使效率下降很快

　　4、噪音大

　　5、控制系统的落后，不适应连锁控制和无人值守的需要，所以尽管活塞机的价格很低，但是也往往不能够被用户接受。

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