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离心式压缩机轴向推力的三种平衡方法

2018-05-29

南京空压机总结离心式压缩机轴向推力一般多采用以下三种平衡方法:

1、叶轮对排

单级叶轮产生的轴向力,其方向是指向叶轮入口的,如将多级叶轮采取对排,则入口方向相反的叶轮,会产生相反的轴向力,可相互得到平衡,因此,它是多级离心式压缩机常用的轴向力平衡方法。

2、设置平衡盘

平衡盘也是离心式压缩机常用的平衡轴向力装置,有的设置在压缩机的高压端,有的设置在压缩机的两段之间,平衡盘的高压侧与压缩机末级叶轮相通,低压侧与压缩机入口相联接或较低压力的叶轮出口相通,其外缘与气缸间设有迷宫密封,从而使平衡盘的两侧保持一定的压差,该压差会产生一个轴向力,其方向与叶轮产生的轴向力相反,从而平衡掉一部分轴向力,其大小由下列方程式计算:

F=π/4(D²—d²)(p2—p1)

式中F——平衡盘产生的轴向力,N;

p1——平衡盘低压侧的压力,MPa;

p2——平衡盘高压侧的压力,MPa;

D——平衡盘外径,mm;

d——平衡盘轮毂直径,mm。

3、在叶轮的背面加筋

对于高压离心式压缩机,还可以考虑在叶轮的背面加筋,该筋相当于一个半开式叶轮,在叶轮旋转时,它可以大大减小轮盘带筋部分的压力,因此,合理选择筋的长度,可将叶轮的部分轴向力平衡掉。这种方法在介质密度较大时,效果更为明显。

必须说明,转子轴向力平衡的目的是为了减少轴向力,减轻止推轴承的负荷,但必须保留一定的轴向力作用于止推轴承上,否则,转子工作时将会来回窜动。

离心式压缩机由于转子所有叶轮的轮盘两侧所受的轴向力高于轮盖侧所受的轴向力,且二者方向相反,它们相互抵消后还会剩余一部分由高压侧指向低压侧的轴向力,该轴向力如仅限于由推力轴承承担,推力轴承会因推力过大而影响其使用寿命,严重的会使轴承烧坏,引起转子在轴向发生位移,使压缩机的动静部件产生摩擦、碰撞,造成严重事故。因此,必须采取有效方法对轴向力予以平衡,来保证机组的可靠运行。

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