【正文】 。今天，行業(yè)中普遍使用串聯(lián)式干氣密封，其第一級密封面幾乎承擔(dān)全部的壓力差，而第二級密封面基本沒有或很少承擔(dān)壓力差。隨著技術(shù)和材料等方面的發(fā)展，干氣密封的密封壓力的能力持續(xù)提高，來滿足當(dāng)前對高壓應(yīng)用的要求。最近密封實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)為 250 bar （ 3625 PSI ）壓力差，實(shí)驗(yàn)室經(jīng)驗(yàn)為 400 bar （ 5800 PSI ）。不過，由于在轉(zhuǎn)子上額外增加了一個(gè)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量，干氣密封對轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)不利。有意思的是，在進(jìn)行轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，又因?yàn)楦蓺饷芊獾拿芊饷媸谴怪庇谳S線，密封面處在半徑方向的剛度和阻尼等參數(shù)是可以忽略不計(jì)的。離心式壓縮機(jī)的發(fā)展歷程(十三)　 內(nèi)部密封　　隨著轉(zhuǎn)速、功率和氣體密度的增加，對離心壓縮機(jī)各種內(nèi)部的力的控制程度的不同，當(dāng)氣體密度增加時(shí)，可以使一個(gè)轉(zhuǎn)子變得不穩(wěn)定或者變得穩(wěn)定?！　资陙?，密封葉輪周圍的泄漏普遍使用梳齒密封，最近用于葉輪口圈和平衡盤的止渦密封（見圖 18 ）的出現(xiàn)顯著提高了轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性。巧妙的固定葉片狀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可以控制泄漏氣體通過密封處的周向速度，來減style=lineheight:200%少密封處所形成的交叉耦合剛度。止渦密封還可以起到改變阻尼的效果（阻尼密封）?！　∽枘崦芊馔ǔＳ袃煞N型式：蜂窩狀和孔狀（圖 19 ）。無論哪種型式，它們都可以提供更多的直接阻尼，而只帶來很少的交叉耦合剛度，從而改善轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。研究者已經(jīng)完成了大量的實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐，并能夠計(jì)算出準(zhǔn)確的泄漏、剛度和阻尼等參數(shù)。據(jù)此，壓縮機(jī)制造商利用配備磁力軸承的全負(fù)荷、全壓力試驗(yàn)，施加給定的非同步力，來證明通過控制轉(zhuǎn)子上的各種力，可以使得轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)速、功率和氣體密度增加時(shí)變得更穩(wěn)定。從 1974 年發(fā)生在北海的著名的 Ekofisk 轉(zhuǎn)子不穩(wěn)定事件以來，人們對于施加于轉(zhuǎn)子的各種力的探索越來越深入。離心式壓縮機(jī)的發(fā)展歷程(十四) 葉輪分析　　結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)也一直在進(jìn)步，其中一個(gè)重要方面就是葉輪動(dòng)力學(xué)，它使得機(jī)器可靠性得到顯著提高。早期，設(shè)計(jì)者必須進(jìn)行大量而簡單的手工計(jì)算來求出葉輪應(yīng)力，并確定葉輪材料沒有到其屈服極限，葉輪也不會在軸上滑動(dòng)（過盈過小時(shí)）。那時(shí)葉輪外緣速度只有現(xiàn)在最先進(jìn)技術(shù)的一半左右，這樣做還是可以的。隨著有限元分析（ FEA ）和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，越來越精確的有限元分析模型，能夠使人們更好地估計(jì)因旋轉(zhuǎn)而施加在轉(zhuǎn)子上的應(yīng)力。不過，壓縮機(jī)的用戶有時(shí)偶爾還會遇到一些葉輪方面的事故，其中大多數(shù)是葉輪工作時(shí)周圍存在共振，從而產(chǎn)生高循環(huán)疲勞裂紋。今天，人們利用同樣可以用于轉(zhuǎn)子上的，已經(jīng)開發(fā)了近四十年的數(shù)學(xué)模型和受迫響應(yīng)等手段來進(jìn)行葉輪分析。　　隨著對葉輪固有頻率，及由入口導(dǎo)葉（ IGVs ）與低稠度葉片擴(kuò)壓器（ LSDs ）引起的氣動(dòng)力的深入了解，近年來已經(jīng)大幅地減少了葉輪引起的事故。離心式壓縮機(jī)的發(fā)展歷程(十五)3 　展望未來　　離心壓縮機(jī)技術(shù)已經(jīng)接近空氣動(dòng)力學(xué)效率的最高極限，但人們還是可以設(shè)法進(jìn)一步提高效率，并增大高效率時(shí)的流量范圍。因此，在展望未來的發(fā)展時(shí)，人們可以預(yù)測以下方面：更加精確的葉片型線；更加不同尋常的擴(kuò)壓器；可動(dòng)形狀的導(dǎo)流葉片、擴(kuò)壓器和回流器；進(jìn)一步改進(jìn)的密封技術(shù)；和其它一些定子部件的增強(qiáng)。所有這些均要借助于更先進(jìn)的空氣動(dòng)力學(xué)和機(jī)械分析工具，及計(jì)算機(jī)技術(shù)對真實(shí)情況所進(jìn)行更加精確的模擬?！　「泳_的葉片型線包括那些為了解決使用分析技術(shù)所發(fā)現(xiàn)的缺點(diǎn)而專門開發(fā)的葉片。此外，由于用戶一直要求用較小的設(shè)備處理較大的流量，壓縮機(jī)制造商必須開發(fā)混流葉輪?；炝魅~輪曾經(jīng)廣泛使用在單級管線增壓機(jī)中，但是目前在單軸多級壓縮機(jī)上應(yīng)用不多。它較為適合使用在流量系數(shù)大于 ~ 的離心壓縮機(jī)中?！　「硬煌瑢こ５臄U(kuò)壓器將包括那些更精確的葉片型線和串聯(lián)擴(kuò)壓器，例如：多排低稠度葉片擴(kuò)壓器，或低稠度葉片擴(kuò)壓器和拱肋擴(kuò)壓器的結(jié)合體。它們將提高擴(kuò)壓器中的靜壓轉(zhuǎn)換能力，從而提高單級和整機(jī)效率。不過，考慮效率提高的同時(shí)，還必須衡量可能引起的運(yùn)行范圍變窄的問題?！　√岣呙芊饧夹g(shù)對于小流量系數(shù)的級尤為重要。葉輪口圈部位的泄漏會造成很大的損失，所以必須想方設(shè)法減少此處的泄漏，來提高級效率。在小流量中，可能應(yīng)用的技術(shù)有：刷式密封、可磨材料、彈簧預(yù)載密封和“定向泄漏”等?！　≡谕獠棵芊夥矫?，壓縮機(jī)下一步可能演變成無密封或全密封壓縮機(jī)，它們將沒有高速旋轉(zhuǎn)的主軸密封與外界大氣相通。這樣的機(jī)器實(shí)際上與我們常見的家用冰箱中的壓縮機(jī)極為相似。幾乎所有的壓縮機(jī)制造商都向市場推出了這種新型產(chǎn)品類型。隨著人們對排放的關(guān)心的增加，這種新型壓縮機(jī)將會在石油天然氣行業(yè)中得到越來越多的認(rèn)可?！　《ㄗ硬考?，如進(jìn)口導(dǎo)葉和回流器，將會有更先進(jìn)的葉片型線（如三維的葉片式擴(kuò)壓器和三維的回流器葉片）和通過現(xiàn)代分析和設(shè)計(jì)工具開發(fā)的多葉片排列結(jié)構(gòu)?！　∽詈螅趯?dǎo)葉、擴(kuò)壓器和其它定子部件中應(yīng)用可變形狀結(jié)構(gòu)，壓縮機(jī)制造商和用戶可以通過調(diào)整離心級來滿足特定的使用要求。因此，當(dāng)無法提高壓縮機(jī)的最高效率時(shí)，人們可能設(shè)法提高非設(shè)計(jì)運(yùn)行工況的效率。這樣機(jī)器可以在較大流量范圍中，能夠使用戶節(jié)省大量的功率。由于可變形狀結(jié)構(gòu)可以很方便地安裝在整體齒輪增速離心壓縮機(jī)和軸流壓縮機(jī)的入口導(dǎo)葉和擴(kuò)壓器中，所以它已經(jīng)應(yīng)用在這些機(jī)器中。因?yàn)橥瑯拥脑?，可變形狀結(jié)構(gòu)從 20 世紀(jì) 50 年代起也應(yīng)用在多級雙支撐離心壓縮機(jī)的第一級入口導(dǎo)葉和葉片擴(kuò)壓器中。然而，只是最近才考慮在雙支撐配置機(jī)器的所有級中使用可變形狀結(jié)構(gòu)，見圖 20 。盡管在多級機(jī)器的有限的級間空間中增加可變形狀結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是非常復(fù)雜的，不過由于它可以大幅提高性能，還是十分值得去探索、實(shí)現(xiàn)的。離心式壓縮機(jī)的發(fā)展歷程(十六)4　 結(jié)論　　離心壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)已經(jīng)取得了非常大的進(jìn)步，其中許多是得益于在設(shè)計(jì)階段使用的分析工具的改變。如果無法將設(shè)計(jì)師的成果轉(zhuǎn)化成合格的產(chǎn)品，使用再精確的分析方法也是徒勞的。所以，離心壓縮機(jī)性能的提高絕對離不開制造方法的進(jìn)步。如若制造方法不能確保加工精度達(dá)到一位小數(shù)，那么就沒有意義將一個(gè)新部件設(shè)計(jì)要求到三位小數(shù)。因此，用五軸銑制替代三件焊接、用組裝加工方式替代鑄造等方法，使得人們可以制造出更高質(zhì)量的部件，也就獲得了更高的性能。　　離心壓縮機(jī)的發(fā)展不會停止。隨著不斷地提高能量利用效率，人們還會取得各種各樣的進(jìn)步。原始設(shè)備制造商們還會不懈努力來獲得更高的性能，和 / （或）更寬的使用范圍?？梢源_信的是，我們一定可以在未來看到離心壓縮機(jī)不停地在進(jìn)步。 完美WORD格式編輯