【正文】 機(jī)械密封變形改進(jìn)而來的，它與機(jī)械密封有些相似，也是由動(dòng)環(huán)和靜環(huán)組成，動(dòng)環(huán)固定在壓縮機(jī)軸上，與軸一起旋轉(zhuǎn)。與傳統(tǒng)機(jī)械密封不同的是干氣密封的動(dòng)環(huán)密封面上有一系列的螺旋槽，如圖上所示。動(dòng)環(huán)材質(zhì)為碳化鎢（較硬），靜環(huán)為碳環(huán)（較軟），這樣的設(shè)計(jì)選材有利于干氣密封的最佳運(yùn)行及簡便維修。流體的密封是在動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之間的徑向結(jié)合面間進(jìn)行的，靜止時(shí)密封表面高平面度地貼合在一起。當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，流體由外向螺旋槽根部運(yùn)動(dòng)時(shí)增壓，該處構(gòu)成了密封壩。氣流所受離心力和密封壩對(duì)流體的流動(dòng)提供阻滯力，提高了氣體壓力。所產(chǎn)生壓力作用于動(dòng)靜環(huán)密封面并使其分開；閉合力FC等于系統(tǒng)壓力加上很小的彈簧力，分開力FO等于系統(tǒng)壓力降低加上螺旋槽產(chǎn)生的壓力。平衡狀態(tài)時(shí)，對(duì)于常見流體，分開的動(dòng)、靜環(huán)密封面間間隙為3微米左右。當(dāng)FC＝FO時(shí)，間隙就穩(wěn)定下來，平衡狀態(tài)時(shí)的受力圖如圖2229所示。如果由于某種干擾，使得密封間隙減少，螺旋槽產(chǎn)生的分開力將大大增加，這又使平衡恢復(fù)，如圖所示；同樣當(dāng)由于某種干擾，使密封間隙增大時(shí)，螺旋槽產(chǎn)生的分開力將大大縮小，密封也同樣很快恢復(fù)平衡狀態(tài)。干氣密封允許轉(zhuǎn)子有較大的振動(dòng)，并且運(yùn)行維護(hù)大大簡化，是目前最流行的密封。干氣密封需要干燥干凈的緩沖氣，這對(duì)于干氣密封保持最佳性能和延長壽命很重要，因此壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮這些要求，比如有過濾器，緩沖氣一般從壓縮機(jī)排出管線抽出或來自外部供給氣體；此外干氣密封系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)還要在干氣密封和軸承區(qū)域之間注入隔離氣（一般為氮?dú)猓┮苑乐剐孤怏w進(jìn)入軸承區(qū)域。根據(jù)壓縮機(jī)的工藝介質(zhì)、壓縮機(jī)的進(jìn)口壓力及現(xiàn)場條件，壓縮機(jī)軸端用干氣密封一般可選用諸如單端面干氣密封、雙端面干氣密封、串聯(lián)式干氣密封以及帶中間進(jìn)氣的串聯(lián)式干氣密封等形式。單端面干氣密封適用于少量工藝氣泄漏到大氣中無危害的工況；雙端面干氣密封適用于不允許工藝氣泄漏到大氣中，但允許阻封氣（通常是氮?dú)猓┻M(jìn)入機(jī)內(nèi)的工況；串聯(lián)式干氣密封也適用于允許少量工藝氣泄漏到大氣中的工況，但第二級(jí)干氣密封主要是作為安全備用密封，該級(jí)正常運(yùn)行時(shí)不承受或承受很小的差壓；帶中間進(jìn)氣的串聯(lián)式干氣密封適用于既不允許工藝氣泄漏到大氣中，也不允許非工藝氣進(jìn)入機(jī)內(nèi)的工況，且第二級(jí)干氣密封也起安全備用密封的作用。我們現(xiàn)在的循環(huán)氣壓縮機(jī)和氨壓縮機(jī)軸端密封就采用了串聯(lián)式干氣密封（干氣密封為國內(nèi)制造），而且氨壓縮機(jī)低壓缸軸端干氣密封第一級(jí)還是雙端面干氣密封。第五節(jié) 離心式壓縮機(jī)工況調(diào)節(jié)的幾種方法一、 概述壓縮機(jī)在運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的壓力、流量是不斷的變化的，這就要求壓縮機(jī)的流量、壓力也要隨著變化，也即要不斷的改變壓縮機(jī)的運(yùn)行工況。改變壓縮機(jī)工況的方法就叫調(diào)節(jié)。由于壓縮機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)是由壓縮機(jī)本身性能曲線和管網(wǎng)性能曲線共同決定的，所以改變運(yùn)行工況既可以采用改變壓縮機(jī)性能曲線也可以采用改變管網(wǎng)性能的方法來實(shí)現(xiàn)。二、 幾種調(diào)節(jié)方法介紹壓縮機(jī)調(diào)節(jié)方法有：壓縮機(jī)出口節(jié)流調(diào)節(jié)、壓縮機(jī)進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)、改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速、采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的進(jìn)口導(dǎo)葉、采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)壓器導(dǎo)葉調(diào)節(jié)等方法，下面就逐一介紹?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　∵@種調(diào)節(jié)方法是通過開大或關(guān)小壓縮機(jī)出口閥門的開度實(shí)現(xiàn)的，實(shí)際上也就是通過改變管網(wǎng)性能曲線實(shí)現(xiàn)工況點(diǎn)轉(zhuǎn)移的。如下圖所示，假設(shè)壓縮機(jī)的出口氣體被送往一恒壓容器，容器內(nèi)壓力始終為Pr。在不考慮壓縮機(jī)出口與容器之間連接管道阻力的理想情況下，壓縮機(jī)應(yīng)穩(wěn)定在S點(diǎn)的工況下運(yùn)行。而實(shí)際情況是出口閥門和管道阻力是存在的，在考慮了出口管道的性能曲線的情況下，壓縮機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)實(shí)際上是在S，點(diǎn)。此時(shí)若再關(guān)小壓縮機(jī)出口閥，則管網(wǎng)性能曲線就變得更陡，實(shí)際上工況點(diǎn)上移至1處，反之若開大出口閥，則管網(wǎng)性能曲線趨于平坦，壓縮機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)又下移至2處。顯然這種出口節(jié)流法會(huì)帶來節(jié)流損失。當(dāng)調(diào)節(jié)量比較大時(shí)，閥門的這個(gè)附加損失也是相當(dāng)大的，這種方法很不經(jīng)濟(jì)，而且喘振限沒有改變，一般很少用。這種調(diào)節(jié)是將調(diào)節(jié)閥門安裝在進(jìn)氣管線上，通過改變閥門開度的大小，就可以改變壓縮機(jī)的性能曲線，從而達(dá)到調(diào)節(jié)目的。這種方法實(shí)際上是通過改變實(shí)際壓縮機(jī)進(jìn)口壓力而改變壓縮機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)的。如上圖30所示。在下圖31曲線上1為調(diào)節(jié)閥門全開時(shí)的壓縮機(jī)性能曲線，這時(shí)Pin＝Po。調(diào)節(jié)時(shí)關(guān)小閥門即經(jīng)過節(jié)流PinPa。在固定閥門開度情況下，Pin的大小是隨流量的大小而變化的，流量增加，閥門的損失也就增加，Pin就愈低。若壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速不變，壓縮機(jī)進(jìn)口壓力下降，則出口壓力也下降，于是進(jìn)口節(jié)流后的壓縮機(jī)的性能曲線就往右下方移動(dòng)。通過改變進(jìn)氣節(jié)流閥開度，就可以相應(yīng)地改變壓縮機(jī)性能曲線位置，正是利用這一點(diǎn)來進(jìn)行調(diào)節(jié)的。進(jìn)口節(jié)流比出口節(jié)流的經(jīng)濟(jì)性好，因?yàn)楣?jié)流后喘振流量向小流量方向移動(dòng)，使壓縮機(jī)能在較小的流量下工作，擴(kuò)大了穩(wěn)定運(yùn)行范圍。但采用進(jìn)口節(jié)流閥仍帶來一定的節(jié)流損失，此外節(jié)流時(shí)要注意使閥門后的氣流保持均勻，以免影響到壓縮機(jī)的工作而降低效率?？辗盅b置的增壓機(jī)就采用這種調(diào)節(jié)方式。我們知道，當(dāng)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速改變時(shí)其性能曲線也跟著改變，所以可用改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的方法改變工況點(diǎn)來滿足用戶的要求。變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)并不引起其它附加損失，只是調(diào)節(jié)后新的工作點(diǎn)不一定是效率最高點(diǎn)，而是效率有所下降。這種調(diào)節(jié)方法不要求機(jī)器中裝備調(diào)節(jié)用的可動(dòng)部件，因此壓縮機(jī)本身的結(jié)構(gòu)可以簡單，制造方便，加之目前大型壓縮機(jī)大都采用蒸汽透平驅(qū)動(dòng)，這樣就可以方便的滿足改變轉(zhuǎn)速的要求。氨壓縮機(jī)就采用這種調(diào)節(jié)方式。（進(jìn)氣預(yù)旋調(diào)節(jié)） 這是一種改變?nèi)~輪前進(jìn)口導(dǎo)葉的角度，使氣產(chǎn)生預(yù)旋轉(zhuǎn)進(jìn)而改變壓縮機(jī)性能曲線的調(diào)節(jié)方法。進(jìn)口導(dǎo)葉可繞本身的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)后使進(jìn)口氣流產(chǎn)省與葉輪旋轉(zhuǎn)方向一致的旋繞，稱為正旋繞，反之稱為負(fù)旋繞。當(dāng)進(jìn)口由正旋繞變成負(fù)旋繞時(shí)，這個(gè)壓縮機(jī)的性能曲線有向大流量區(qū)移動(dòng)的趨勢，而且在同一流量上的能量頭有明顯的增加，能量頭曲線變得愈來愈平坦，喘振流量值有所增大，見圖33所示。對(duì)強(qiáng)后彎葉輪的離心式壓縮機(jī)，這種調(diào)節(jié)方法不理想，而通風(fēng)機(jī)和軸流壓縮機(jī)采用這種方法還可以。采用這種方法，可轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)葉的形狀要設(shè)計(jì)得好，葉片要有良好的氣動(dòng)性能，這樣也就不會(huì)像進(jìn)口節(jié)流閥門調(diào)節(jié)那樣產(chǎn)生較大的損失。所以采用這種方法有較好的經(jīng)濟(jì)性。循環(huán)氣壓縮機(jī)和空壓機(jī)就采用這種調(diào)節(jié)方式。這種方法是裝設(shè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)壓器葉片，在流量變化時(shí)相應(yīng)的改變?nèi)~片擴(kuò)壓器進(jìn)口幾何角度以適合改變了的工況，避免在葉片擴(kuò)壓器中首先產(chǎn)生嚴(yán)重的脫離而導(dǎo)致喘振，從而擴(kuò)大了穩(wěn)定工況范圍。這種方法很少把它作為單獨(dú)的調(diào)節(jié)方法使用，一般是和其它方法聯(lián)合使用，特別是和改變轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)方法聯(lián)合使用，有很好的效果。這種方法的實(shí)質(zhì)也是改變壓縮機(jī)的性能曲線。此外還有壓縮機(jī)放氣調(diào)節(jié)方法，這種方法的實(shí)質(zhì)是改變管網(wǎng)的性能曲線。放氣調(diào)節(jié)時(shí)把出口氣體放空一部分或打循環(huán)到入口。無疑這種方法經(jīng)濟(jì)性最差，一般只用于防喘振回路。三、 各種調(diào)節(jié)方法比較1. 改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)方法，經(jīng)濟(jì)性最好，調(diào)節(jié)范圍廣，它適用于由蒸汽透平、燃?xì)馔钙津?qū)動(dòng)的離心式壓縮機(jī)。2. 壓縮機(jī)進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)方法簡單，經(jīng)濟(jì)性較好，并具有一定的調(diào)節(jié)范圍，目前轉(zhuǎn)速固定的離心式壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)常采用這種方法。3. 轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)方法，調(diào)節(jié)范圍較寬，經(jīng)濟(jì)性也好，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。4. 轉(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)壓器葉片的調(diào)節(jié)方法，能使壓縮機(jī)性能曲線平移，對(duì)減小喘振流量、擴(kuò)大穩(wěn)定工況范圍很有效，經(jīng)濟(jì)性也較好，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。適用于壓力穩(wěn)定、流量變化大的變工況。目前這種方法單獨(dú)使用較少，常和其它方法聯(lián)合使用。5. 出口節(jié)流調(diào)節(jié)方法最簡單，但經(jīng)濟(jì)性最差。目前除了在通風(fēng)機(jī)和小功率離心式鼓風(fēng)機(jī)中應(yīng)用外，一般很少用。6. 出口氣體放空或打回流到入口能明顯地增加壓縮機(jī)的進(jìn)氣流量，使壓縮機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)遠(yuǎn)離喘振線，且結(jié)構(gòu)簡單，但經(jīng)濟(jì)性太差。實(shí)際應(yīng)用中一般與變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)或進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)等較經(jīng)濟(jì)的方法聯(lián)合使用，并且設(shè)計(jì)中要保證在額定工況下放空閥或回流閥全關(guān)。一、氨壓縮機(jī)組　氨壓機(jī)組為沈陽透平機(jī)械股份有限責(zé)任公司，型號(hào)為MCL808＋2MCL806；其汽輪機(jī)為杭州汽輪機(jī)股份有限責(zé)任公司，型號(hào)為HNK32／37。本壓縮機(jī)采用雙缸、Ⅲ段、中間補(bǔ)氣、二次中間冷卻、14級(jí)葉輪壓縮、機(jī)殼水平剖分。一段－40℃的氨氣經(jīng)過低壓缸8級(jí)壓縮后進(jìn)入中間冷卻器（1）冷卻后，與二段4℃的補(bǔ)氣匯合后進(jìn)入高壓缸第9－11級(jí)葉輪壓縮后排入中間冷卻器（2）冷卻。冷卻后的氣體在在進(jìn)入第12－14級(jí)葉輪壓縮后排出。該低壓缸內(nèi)有8級(jí)葉輪，順流排列；高壓缸有6級(jí)葉輪，前3級(jí)葉輪與后3級(jí)葉輪背靠背布置。壓縮機(jī)葉輪為焊接閉式葉輪。高低壓缸布置在汽輪機(jī)的同一側(cè)，聯(lián)軸節(jié)為撓性膜片式的。壓縮機(jī)的高低壓缸軸端密封均為串聯(lián)干氣密封。氨壓機(jī)高、低壓缸和汽輪機(jī)共用一個(gè)底座。一段進(jìn)口壓力　　　　　　　　?。ˋ）一段進(jìn)口溫度　　　　　　　　　－40℃一段進(jìn)口流量　　　　　　　　　35600Nm3／h一段出口壓力　　　　　　　　?。ˋ）一段出口溫度　　　　　　　　　℃二段進(jìn)口壓力　　　　　　　　?。ˋ）二段進(jìn)口溫度　　　　　　　　　℃二段進(jìn)口流量　　　　　　　　　51200Nm3／h二段出口壓力　　　　　　　　?。ˋ）二段出口溫度　　　　　　　　　℃三段進(jìn)口壓力　　　　　　　　　（A）三段進(jìn)口溫度　　　　　　　　　42℃三段出口壓力　　　　　　　　?。ˋ）三段出口溫度　　　　　　　　　℃二、聯(lián)合壓縮機(jī)（循環(huán)氣和合成氣壓縮機(jī)）合成氣壓縮機(jī)組為西門子制造，壓縮機(jī)型號(hào)為STC－SV（10－7－A），單缸7級(jí)，立式剖分；汽輪機(jī)型號(hào)為NK32／45，單缸多級(jí)水平剖分。循環(huán)氣從壓縮機(jī)7級(jí)入口前進(jìn)入缸體，與從低溫甲醇洗來的經(jīng)壓縮機(jī)1－6級(jí)壓縮后的新鮮氣在壓縮機(jī)內(nèi)混合，7級(jí)壓縮后去甲醇合成。⑴.殼體　　形式：STCSV（10－7－A）　　　　　　　　　10　　壓縮機(jī)框架尺寸　　　　　　　　　V　　　多級(jí)／立式剖分　　　　　　　　　7　　　葉輪數(shù)量　　　　　　　　　A　　　接管數(shù)量一組　　　　　　材質(zhì)：STE355⑵.隔板　　　材質(zhì)：S355J2G3/S355J2G3⑶.葉輪　　　數(shù)量：7　　　　　直徑／葉片：547／2547／2547／2547／2547／2547／2450／17　　　　　形式：閉式　　　　　制造形式：焊接＋銑　　　　　材料：X3CrNiMo13－4／14CrMoV6－9⑷.軸　　　　材質(zhì)：42CrMo4直徑（葉輪處／聯(lián)軸器處）：210／88⑸.平衡盤　　材料：14CrMoV6－9⑹.迷宮密封　級(jí)間材質(zhì)：　　　　　　　平衡盤處材質(zhì)：X20Cr13　　　　　　　軸封形式：自作用干氣密封⑺.軸承室　　　材質(zhì)：GS38聯(lián)合壓縮機(jī)性能參數(shù)　新鮮氣入口壓力　　　　新鮮氣入口溫度　　　℃　新鮮氣入口氣量　　　6170m3／h　循環(huán)氣入口壓力　　　　循環(huán)氣入口溫度　　　℃　循環(huán)氣入口流量　　　17234m3／h　壓縮機(jī)出口壓力　　　　壓縮機(jī)出口溫度　　　℃　　61 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