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当前我国石油、化工、制冷、化肥等公司正朝着大型化、集中化、高效化、低成本的方向开展，这样就对化工流程的中心设备，离心紧缩机有了更高的需求。这几年为了满意用户对大流量、高压比、级间加气等紧缩机的需求，我公司描绘了许多大型、高压的紧缩机。例如如今的空压机流量根本上都在 36000 ～ 5 2000 Nm ³ /h 范围内 , 叶轮直径根本上都在 900mm ～ 1200 mm 之间。甲醇紧缩机在 2006 年时，根本上都是年产 10 万吨甲醇项目 , 而在 2007 年到如今根本上都是年产 20 吨甲醇项目 , 设备年产量翻了一倍。 比来还描绘制作乙烯三机即丙烯紧缩机、裂解气紧缩机、乙烯紧缩机，彻底地打破了国外发达国家的独占，完成了乙烯三机的国产化。这对石油化工的高产化、国产化有着重要的含义，但关于紧缩机的本体布局描绘和描绘核算的难度也越来越大。

旭彩网1 　大支撑跨距紧缩机在实践作业中的运用

　　大支撑跨距是指紧缩机驱动端支撑轴承和非驱动端支撑轴承之间的间隔与叶轮最大内孔直径的比值简称 L / D 。这是衡量一台紧缩机能否安稳的一个重要目标，是离心紧缩机转子动力学剖析的一个重要的内容。跟着离心紧缩机大型化、多级化的开展，这个目标越来越遭到大家的注重。它首要是因为紧缩机的级数过多而致使紧缩机转子过长而发作的。

1.1 气体分子量与紧缩机级的联系

　　气体的分子量越小越难紧缩，比如在氢气紧缩机中，一级叶轮的压比大约只要 1.0 ～ 1.12 ，例如，云南云维集团 20 万吨甲醇紧缩机 , 氢气的含量为 68% ，均匀分子量为 11.55, 气体在紧缩机中的总压比为 2.6 ，该紧缩机用了 9 级紧缩 , 有两个级间冷却器、 1 个防喘振冷却器，机型为 3BCL529 。而在分子量较大的紧缩机中气体比拟简略紧缩，但因为要操控马赫数不能大于 1 ，所以叶轮的周速不能过高。

旭彩网1.2 叶轮的转速和做功

　　同一类型的叶轮做功才能的巨细与驱动机能供给的功率和转速有关，满意大功率的效果是为了使主轴可以传递满意的扭矩保证紧缩机的正常运转；叶轮的转速越高，叶轮对气体做功越多，即气体的压升越大，可是因为遭到驱动机、叶轮周速、资料强度、马赫数等方面的约束。紧缩机靠进步转速来供给做功的才能是有限的。

1.3 离心紧缩机中常用的叶轮

旭彩网　　叶轮对气体的做功才能与叶轮的作业功率有关，叶轮的功率首要取决于叶轮的气动型线即叶轮的叶片型线。当前常用的叶轮有大三元叶轮、高效二元轮、二元轮。大三元叶轮选用三元叶片，叶轮的出口角视点大，是功率最高的叶轮，其功率在 83% ～ 90% 之间，可是大三元叶轮流量的作业范围较小。二元叶轮的叶片是二元叶片，叶轮的出口角较小，流量的作业范围较大。高效二元轮介于大三元叶轮和二元轮之间。这 3 种叶轮常常调配运用。为了进步描绘作业功率叶轮根本级现已规范化，均匀功率已到达 80% 以上，进步的空间很有限。

旭彩网　　经过添加紧缩机的级数来进步叶轮的作业转速已成为进步紧缩机整机作业压比最有用最直接的办法。所以呈现了云南云维的 20 万吨甲醇项目的 3BCL529 、 2MCL609 、 BCL6010 等超长的机组。

2 技能难点剖析及描绘进程剖析

　　产物 2MCL609 是典型的大支撑跨距紧缩机。现联系理论与实践，对该产物的技能难点及核算进程简略剖析如下。

　　离心紧缩机的级数依照文献 [1] 的剖析通常少于 9 级，但将紧缩机的级数描绘到 9 级甚至 10 级是在进步紧缩机转速、进步叶轮的作业功率等办法的根底之上，还无法到达用户需求参数时，而最终选用的一种办法。紧缩机的级数越多紧缩机的转子越长，驱动端的支撑轴承和非驱动端支撑轴承之间的间隔越大，也就是在这里所说的 L / D 。 L / D 的数值一旦超过了规则的数值，紧缩机转子的强度剖析就成为有必要查核的内容。强度剖析成果不合格，将致使布局计划甚至气动计划的更改。

　　强度剖析首要包含单个叶轮的强度剖析和转子轴系的动力学剖析。单个叶轮的强度剖析包含叶轮应力核算、半开式叶轮的轮盘自振频率剖析、半开式叶轮的叶片自振频率剖析；转子轴系的动力学剖析首要是转子的安稳性剖析，包含气体激振剖析轴和键的强度核算。反转刚体质量、重心、转动惯量核算及轴向推力核算、平衡盘尺度断定也在其间。

　　气体激振是转子动力学剖析的要害内容。气体激振是指在紧缩机中因为叶轮内部发作旋转脱离而发作的对机器的气体鼓励。关于大分子量及压力高的的离心紧缩机，如化肥设备中的 CO 2 紧缩机和合成气紧缩机，在计划描绘中需求思考此类疑问。自激振荡是指压力高、分子量较大的气体在经过平衡盘等密封时，因为压比高而有能够到达音速进而诱发对转子的气体激振。

　　如今关于机型为 2MCL609 的紧缩机进行剖析。

2.1 　转子体系的根本布局参数

旭彩网　　图 1 为 2MCL609 转子的核算模型简图。

　　转速：额外转速为 8320 r/min 。

　　转子布局参数：总长为 3057 mm ；跨距为 2475 mm ；总重为 1300.105 kg 。

旭彩网　　轴承静载： 轴承 1 为 6450.87 （ N ）；轴承 2 为 6303.16 （ N ）。

旭彩网　　轴承参数： 最大预负荷下的最小轴承空隙为 轴承半径空隙 min =0. 1357 mm 。

旭彩网2.2　 转子安稳性剖析区分规范

旭彩网　　导致转子失稳的要素包含密封效果力、叶轮处的气动力、轴承油膜效果力等。依据 API617 第 7 版中 2.6.5 节相关规则，对转子进行 I 级安稳性剖析。

　　预期的交叉耦合刚度（见 API 617 规范第 7 版 2.6.5 .6.a ）

 

2.3 　产物2MCL609安稳性剖析 　

旭彩网　　关于本台产物，各级参数见表

　　关于本台产物，剖析成果表明： II 级安稳性剖析合格。

3 　定论

　　综上所述，在大支撑跨距描绘进程中，转子轴系的安稳性剖析首要从以下 3 个方面着手：榜首，合理的描绘紧缩机的布局，在满意紧缩机的气动功能的条件下，使紧缩机的布局尽量的紧凑；第二，合理的挑选轴承，轴承的技能参数决议着轴系的支撑刚度，对轴系的转子动力学剖析影响很大；第三，在紧缩机的选型进程中要合理的挑选紧缩机的根本级，紧缩机的选型决议着紧缩机主机的描绘方向，是不行疏忽的。传统罗茨风机的进出风口为矩形口，吸气时，整个叶轮外圆同时进入密封区，使气体突然关闭，排气时叶轮外圆又同时打开，则高压气体突然释放，使得吸入和排出气体时都会产生高噪音并伴有较大的振动。若将进出风口设计成异形口，吸入时的密封和排出时的打开基于开口面积由最大到零和由零到最大，均为渐变，从而延缓了进排气口气体压差的变化率，起到削减周期性排气冲击噪声的作用，因此使噪声低而平稳。异形口的形式很多，从制造方便的角度出发，最常用的是菱形口或斜口，孔口的斜度与风口尺寸及机壳长度有关。通常风口大、机壳短，则斜度可大，宜设计斜口，制造简单;反之，宜设计菱形口。

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