【压缩机网】离心压缩机是工业企业重要的生产设备之一。目前，市场上常见的离心压缩机有两种结构，主要都是针对叶轮和轴的连接方式而有所不同。一种是将多个叶轮串到一个轴上，各个叶轮在工作时，运动是同向和同步的；另外一种是多头的叶轮结构，每个轴端最多安装两个叶轮，所有轴最终归集到齿轮箱进行传动。由于叶轮和各个齿轮的配比大小不同，其转速也不相同。两种结构虽然造就的气体压缩流程及相关部件不同，但都要与原动机（电机、汽轮机等）通过相关联轴器联接。整个机组一般都采用润滑油站供油，轴端密封都会采用干式密封（迷宫密封、碳环密封或机械密封两种或多种组合等）。
目前，国内运行的离心压缩机技术虽然趋于成熟，但随着节能和环保要求的不断提高，其现行运行工况和设计工况也不断出现不能满足日趋发展的技术要求的情况，造成能源浪费，碳排量不断增加。为积极响应国家碳达峰和碳中和的目标任务，离心压缩机通过扩容改造、节能改造、国产化改造、驱动机改造及部件改造、外观改造等形式升级改造，成为众多企业首选。
一、离心压缩机介绍
1.工作原理
离心压缩机不论哪种结构，都是透平式压缩机，其气体进入压缩机内的工作流程基本一致。气体经进气调节阀进入蜗壳，通过蜗壳内的叶轮叶片旋转对气体做功，使气体流动速度变快，依靠离心力作用使压缩气体压力和温度增高，然后进入扩压器，使气体流动速度降低，气体压力再次增高。弯道和回流器主要起导向作用，使气体流入下一级继续压缩，直到达到所要求的压力，最后，经末级出来的高压气体经蜗室和出气管输出。
2.通流部分
离心压缩机中可以转动的零、部件（如叶轮、传动轴等）统称为转子，不能转动的零、部件统称为定子。
（1）转子是离心压缩机的主要部件，是由主轴、叶轮、隔套和平衡盘等组成；
（2）定子中所有零件均不能转动，主要是由机壳、扩压器、弯道、回流器、蜗壳和密封等组成；
（3）通流部分是由叶轮、隔套和扩压器、弯道、回流器和密封等组成。
3.离心压缩机的技术改造
离心压缩机的技术改造是应用先进的模型级和单元技术对压缩机组进行改造，包括机组整体改造和机组局部改造。具体有扩容改造、节能改造、国产化改造、驱动机改造及部件改造、外观改造等。
4.机组整体改造
主要是对离心压缩机性能或驱动机功率重新核算而进行的升级改造，包括扩容改造、节能改造、国产化改造和驱动机改造。
5.扩容改造
就是现场装置扩大产能后，现有设备不能满足工艺参数变化的需求，应用新技术对装置进行扩容扩建。
6.节能改造
节能改造就是由于早期采购压缩机组的运行效率低，应用新技术提高离心压缩机运行效率；或后期工艺参数变化，流量降低造成防喘振阀关不严等通过更换流通部分满足机组运行工况，使压缩机在最佳效率点上运行。
7.驱动机改造
主要是针对大型离心压缩机组采用的汽轮机驱动方式的改造。由于早期气源不稳并且蒸汽环境测评不达标，由汽轮机驱动改为电机驱动装置；或现场具备蒸汽条件驱动机由电机驱动改为汽轮机驱动；或新电机代替老旧电机；或冷凝汽轮机驱动改为背压汽轮机驱动等。
8.关键零部件改造
就是对原先进口的离心压缩机或其它品牌的国产离心压缩机，通过最新技术进行再设计，通过关键零部件替换或直接采用新机组替换原机组的方法。另外一种方式就是离心压缩机工况需求变化不大，对密封、轴承、联轴器、油系统等部件进行局部改造，使压缩机运行更加平稳。
9.机组局部升级改造
不需要对压缩机性能和功率重新核算而进行的部件或外观的升级改造，包括部件改造和外观改造。
10.外观改造
机组工况需求没有发生变化，对机组漏油、断线、降噪和保冷等进行改造，保证压缩机安全可靠运行。
11.组合改造
扩容改造、节能改造、驱动机改造、零部件改造和外观改造的组合。
二、技术改造的方法和目标
1.扩容改造
用户现场的离心压缩机无法满足流量增加或压力等工艺要求，扩容改造一般会对现有压缩机组重新设计，尽量利用已有的基础，通过更换高效叶轮等通流部件进行扩容改造。首先要对现有运行的离心压缩机进行测绘，核算压缩机叶轮直径和级间距及法兰风口流速并确定机壳能否利旧，核算底座和基础能否利旧，核算轴向推力和轴承比压并确定轴承能否利旧；同时根据改造后机组转速和功率核算原驱动机及变速箱是否利旧，油站和冷却分离器等辅助系统核算并确定能否利旧。
2.节能改造
离心压缩机的节能改造一般是通过更换通流部分和对原有电机的更换来实现。离心压缩机的叶轮型线设计很关键，通过采用更先进型线设计的叶轮，和更高效节能的电机实现离心压缩机的节能改造。通常底座和基础能利旧，油站和相关冷却系统能利旧。
通过改进压缩机的内部流体动力学性能和热力学性能，减少能量浪费和热损失，也可以有效的降低能源损耗。
此外，采用高效的过滤和冷却装置，可以减少对空气污染物的排放，达到环保要求。
3.驱动机改造
在实际工作中，大型企业由于气源不稳，且蒸汽环境测评不达标而进行节能改造锅炉，会建立空气动力站，将空气压缩机集中使用。或者将原来工艺压缩机由原来的汽轮机驱动改为电机驱动，通过核算机组静载和动扰力值对整机进行扭转振动分析，利旧现有的基础及地脚螺栓孔，局部钢筋密集区采用化学植栓的方法，使改造后的电机驱动基础及承重满足现有工况，与原基础钢筋进行拼接，提高整个基础强度。
4.零部件改造
离心压缩机的叶轮型线技术不断发展，极大的提高了压缩机的效能，零部件改造主要也是针对叶轮的替代而进行。过去离心压缩机叶轮型线技术主要以国外技术为主，现在国内叶轮型线技术及加工能力的提高，部分已进行替代，同时通过气动方案的优化，提高机组效率，并保证压缩机尺寸及重量与原基础匹配，压缩气体管路符合现场条件。
另外一种部件改造是，离心压缩机工艺参数没有发生变化，改造后的部件与原部件结构尺寸基本相同。通常包括密封改进为PEEK密封、普通轴承改进为节能高效轴承、齿式联轴器改进为膜片联轴器、浮环密封改进为干气密封、叶轮材质或焊接形式的改进等。
5.外观改造
机组工艺参数不变，对机组漏油、断线、噪声和保冷等进行的改造。
（1）断线改进：推力轴承测温引线结构的改进，改进后可减少了测温线的磨损率，降低机组的维护成本；
（2）漏油改进：通过联轴器护罩排气回油改进、密封端子盒改进、螺栓改进等多项措施对机组漏油改进；
（3）降噪改进：对噪声产生的机理预判分析并改进，通常采取叶片尾迹噪声控制、微穿孔板控制等技术对压缩机进行降噪。
（4）保冷：对低温压缩机进行保冷施工，保冷提高机组整体外观质量，同时提高机组外表面部件的使用寿命。
6.效率提升
在离心压缩机的技术升级改造中，提高效率是最关键的目标之一。
通过优化压缩机的结构设计和工艺流程，减少能量损耗和内部压力损失，可以显著提高压缩机的工作效率。
采用先进的控制系统和智能化调节装置，可以实现对压缩机的精确控制和自动调节，进一步提高其能耗效率。智能化控制是离心压缩机的技术升级改造的重要发展方向。通过引入先进的传感器、仪表和自动化控制系统，可以实现对压缩机工作状态的实时监测和数据分析，提高生产过程的可视化管理和远程操控能力。
7.可靠性提升
也是离心压缩机至关重要的指标。
通过改进压缩机的结构设计和材料选择，提高其抗压、抗磨损和抗腐蚀能力，可以显著提升其使用寿命和可靠性。同时，采用先进的故障预测和诊断技术，可以对压缩机进行远程监测和及时预警，提高设备的运行稳定性和可维护性。
离心压缩机在工作中，作为高耗能的机械设备，其节能改造一直是行业内设计人员和技术人员研究的重要课题。离心压缩机的改造随着相关技术的不断深入而发展，为积极响应国家环保标准的不断提高以及“碳达峰和碳中和”的目标任务，这种技术改造也会随着离心压缩机技术的发展不断推进，为工业生产提供更高效、更可靠的空气压缩解决方案。
【压缩机网】离心压缩机是工业企业重要的生产设备之一。目前，市场上常见的离心压缩机有两种结构，主要都是针对叶轮和轴的连接方式而有所不同。一种是将多个叶轮串到一个轴上，各个叶轮在工作时，运动是同向和同步的；另外一种是多头的叶轮结构，每个轴端最多安装两个叶轮，所有轴最终归集到齿轮箱进行传动。由于叶轮和各个齿轮的配比大小不同，其转速也不相同。两种结构虽然造就的气体压缩流程及相关部件不同，但都要与原动机（电机、汽轮机等）通过相关联轴器联接。整个机组一般都采用润滑油站供油，轴端密封都会采用干式密封（迷宫密封、碳环密封或机械密封两种或多种组合等）。
目前，国内运行的离心压缩机技术虽然趋于成熟，但随着节能和环保要求的不断提高，其现行运行工况和设计工况也不断出现不能满足日趋发展的技术要求的情况，造成能源浪费，碳排量不断增加。为积极响应国家碳达峰和碳中和的目标任务，离心压缩机通过扩容改造、节能改造、国产化改造、驱动机改造及部件改造、外观改造等形式升级改造，成为众多企业首选。
一、离心压缩机介绍
1.工作原理
离心压缩机不论哪种结构，都是透平式压缩机，其气体进入压缩机内的工作流程基本一致。气体经进气调节阀进入蜗壳，通过蜗壳内的叶轮叶片旋转对气体做功，使气体流动速度变快，依靠离心力作用使压缩气体压力和温度增高，然后进入扩压器，使气体流动速度降低，气体压力再次增高。弯道和回流器主要起导向作用，使气体流入下一级继续压缩，直到达到所要求的压力，最后，经末级出来的高压气体经蜗室和出气管输出。
2.通流部分
离心压缩机中可以转动的零、部件（如叶轮、传动轴等）统称为转子，不能转动的零、部件统称为定子。
（1）转子是离心压缩机的主要部件，是由主轴、叶轮、隔套和平衡盘等组成；
（2）定子中所有零件均不能转动，主要是由机壳、扩压器、弯道、回流器、蜗壳和密封等组成；
（3）通流部分是由叶轮、隔套和扩压器、弯道、回流器和密封等组成。
3.离心压缩机的技术改造
离心压缩机的技术改造是应用先进的模型级和单元技术对压缩机组进行改造，包括机组整体改造和机组局部改造。具体有扩容改造、节能改造、国产化改造、驱动机改造及部件改造、外观改造等。
4.机组整体改造
主要是对离心压缩机性能或驱动机功率重新核算而进行的升级改造，包括扩容改造、节能改造、国产化改造和驱动机改造。
5.扩容改造
就是现场装置扩大产能后，现有设备不能满足工艺参数变化的需求，应用新技术对装置进行扩容扩建。
6.节能改造
节能改造就是由于早期采购压缩机组的运行效率低，应用新技术提高离心压缩机运行效率；或后期工艺参数变化，流量降低造成防喘振阀关不严等通过更换流通部分满足机组运行工况，使压缩机在最佳效率点上运行。
7.驱动机改造
主要是针对大型离心压缩机组采用的汽轮机驱动方式的改造。由于早期气源不稳并且蒸汽环境测评不达标，由汽轮机驱动改为电机驱动装置；或现场具备蒸汽条件驱动机由电机驱动改为汽轮机驱动；或新电机代替老旧电机；或冷凝汽轮机驱动改为背压汽轮机驱动等。
8.关键零部件改造
就是对原先进口的离心压缩机或其它品牌的国产离心压缩机，通过最新技术进行再设计，通过关键零部件替换或直接采用新机组替换原机组的方法。另外一种方式就是离心压缩机工况需求变化不大，对密封、轴承、联轴器、油系统等部件进行局部改造，使压缩机运行更加平稳。
9.机组局部升级改造
不需要对压缩机性能和功率重新核算而进行的部件或外观的升级改造，包括部件改造和外观改造。
10.外观改造
机组工况需求没有发生变化，对机组漏油、断线、降噪和保冷等进行改造，保证压缩机安全可靠运行。
11.组合改造
扩容改造、节能改造、驱动机改造、零部件改造和外观改造的组合。
二、技术改造的方法和目标
1.扩容改造
用户现场的离心压缩机无法满足流量增加或压力等工艺要求，扩容改造一般会对现有压缩机组重新设计，尽量利用已有的基础，通过更换高效叶轮等通流部件进行扩容改造。首先要对现有运行的离心压缩机进行测绘，核算压缩机叶轮直径和级间距及法兰风口流速并确定机壳能否利旧，核算底座和基础能否利旧，核算轴向推力和轴承比压并确定轴承能否利旧；同时根据改造后机组转速和功率核算原驱动机及变速箱是否利旧，油站和冷却分离器等辅助系统核算并确定能否利旧。
2.节能改造
离心压缩机的节能改造一般是通过更换通流部分和对原有电机的更换来实现。离心压缩机的叶轮型线设计很关键，通过采用更先进型线设计的叶轮，和更高效节能的电机实现离心压缩机的节能改造。通常底座和基础能利旧，油站和相关冷却系统能利旧。
通过改进压缩机的内部流体动力学性能和热力学性能，减少能量浪费和热损失，也可以有效的降低能源损耗。
此外，采用高效的过滤和冷却装置，可以减少对空气污染物的排放，达到环保要求。
3.驱动机改造
在实际工作中，大型企业由于气源不稳，且蒸汽环境测评不达标而进行节能改造锅炉，会建立空气动力站，将空气压缩机集中使用。或者将原来工艺压缩机由原来的汽轮机驱动改为电机驱动，通过核算机组静载和动扰力值对整机进行扭转振动分析，利旧现有的基础及地脚螺栓孔，局部钢筋密集区采用化学植栓的方法，使改造后的电机驱动基础及承重满足现有工况，与原基础钢筋进行拼接，提高整个基础强度。
4.零部件改造
离心压缩机的叶轮型线技术不断发展，极大的提高了压缩机的效能，零部件改造主要也是针对叶轮的替代而进行。过去离心压缩机叶轮型线技术主要以国外技术为主，现在国内叶轮型线技术及加工能力的提高，部分已进行替代，同时通过气动方案的优化，提高机组效率，并保证压缩机尺寸及重量与原基础匹配，压缩气体管路符合现场条件。
另外一种部件改造是，离心压缩机工艺参数没有发生变化，改造后的部件与原部件结构尺寸基本相同。通常包括密封改进为PEEK密封、普通轴承改进为节能高效轴承、齿式联轴器改进为膜片联轴器、浮环密封改进为干气密封、叶轮材质或焊接形式的改进等。
5.外观改造
机组工艺参数不变，对机组漏油、断线、噪声和保冷等进行的改造。
（1）断线改进：推力轴承测温引线结构的改进，改进后可减少了测温线的磨损率，降低机组的维护成本；
（2）漏油改进：通过联轴器护罩排气回油改进、密封端子盒改进、螺栓改进等多项措施对机组漏油改进；
（3）降噪改进：对噪声产生的机理预判分析并改进，通常采取叶片尾迹噪声控制、微穿孔板控制等技术对压缩机进行降噪。
（4）保冷：对低温压缩机进行保冷施工，保冷提高机组整体外观质量，同时提高机组外表面部件的使用寿命。
6.效率提升
在离心压缩机的技术升级改造中，提高效率是最关键的目标之一。
通过优化压缩机的结构设计和工艺流程，减少能量损耗和内部压力损失，可以显著提高压缩机的工作效率。
采用先进的控制系统和智能化调节装置，可以实现对压缩机的精确控制和自动调节，进一步提高其能耗效率。智能化控制是离心压缩机的技术升级改造的重要发展方向。通过引入先进的传感器、仪表和自动化控制系统，可以实现对压缩机工作状态的实时监测和数据分析，提高生产过程的可视化管理和远程操控能力。
7.可靠性提升
也是离心压缩机至关重要的指标。
通过改进压缩机的结构设计和材料选择，提高其抗压、抗磨损和抗腐蚀能力，可以显著提升其使用寿命和可靠性。同时，采用先进的故障预测和诊断技术，可以对压缩机进行远程监测和及时预警，提高设备的运行稳定性和可维护性。
离心压缩机在工作中，作为高耗能的机械设备，其节能改造一直是行业内设计人员和技术人员研究的重要课题。离心压缩机的改造随着相关技术的不断深入而发展，为积极响应国家环保标准的不断提高以及“碳达峰和碳中和”的目标任务，这种技术改造也会随着离心压缩机技术的发展不断推进，为工业生产提供更高效、更可靠的空气压缩解决方案。
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