离心压缩机是工业化生产中一种常见的气体压缩设备,按结构可以分为单轴式和多轴式两种。早起的单轴压缩机级效率较低, 通过更改结构, 弥补了单轴式离心压缩机在高压比的环境中的缺点.多轴式压缩机早起用于空分装置,之后通过改进被应用到化工行业,对化工装置热能的综合利用很有利。

1. 单轴式离心压缩机的技术进展

         早期的离心压缩机都是将驱动机布罝在低压缸的端部,这是因为当时的汽轮机和电动机只有单轴伸产品。如压缩机由双缸或三缸组时,低压缸的轴就需传递压缩机的全部轴功率,造成低压缸的轴、轴承、轴封的直径都要加大。由于低压缸的轴粗,又是径向进气,轴的干扰使首级叶轮进气室内部流场不均匀度很大, 使得级效率和单级压比有所降低。随着时间的推移,单轴式离心压缩机的缺点逐渐暴露出来,例如进气不均匀,不易实现调速,转子不易抽出,每一次速度提高 都要通过齿轮箱来实现。这样,对于多级压缩机来说,实现起来相当繁琐,结构 庞大,成本较高。

         目前市场上已很多方法克服单轴式离心压缩机的缺点。首先通过将首级由闭式叶轮改为悬臂半开式,叶轮外径加大,后几级闭式叶轮的外径减小,出口加宽,提高了整机效率。采用四个叶轮为背对背排列,并采用两端低压,中间高压的布置方式,比曼透平公司的 RIK 型四个叶轮同向排列合理,最后采用外置式冷却器,使抽芯清洗操作简单。若施工要求为单级式或两级式压缩机,则传统的单轴式压 缩机还勉强可以实现。若为多级压缩,考虑到级间的进出口风筒布置和各级的轴向布置,以及由此带来的转子临界转速和振动等问题,则传统的单轴式压缩机是难以实现或不合理的。

2. 多轴式离心压缩机的技术进展

         驱动机与齿轮箱中部的大齿轮轴相联,大齿轮驱动三个小齿轮,小齿轮轴的两端悬臂安装离心式叶轮, 六个蜗壳形机壳用螺栓固定在齿轮箱的两侧。小齿轮 轴穿过蜗形壳体处装有轴封,小齿轮轴穿过齿轮箱处装有油封。由以上结构可以 看出, 多轴式离心压缩机的叶轮直径和转速都能更佳匹配,因此各级叶轮的工作 效率较高。并且每级叶轮为轴向进气,流动状态更为均匀,故而提高了级效率。另外由于高速化, 每级叶轮压比高, 获得同样的压缩比, 需要的叶轮数远远少于 单轴式压缩机,因此,造价低体积小。多轴式压缩机早期主要用于空分装置,用转速为 1500r/min的电动机通过联轴器与大齿轮轴直联。之后它推广到化工行业,驱动机用高速的蒸汽透平或燃气透平,需增设齿轮箱减速后再驱动大齿轮。这种传动方式虽然损失约2%的功率,增加减速箱的投资与占地面积,但用汽轮机对化工装置热能的综合利用很有利。

3.“单轴式低压缸+多轴式高压缸”的新模式 

         任何高压比多级离心压缩机都有高压段，高压段性能的优劣对整机性能的影响极大。相比单轴式压缩机，多轴式压缩机的高压段性能更为良好。因此，如果将单轴式压缩机的高压段改用多轴式，整台压缩机的性能就可大幅度提高。另一方面，如前所述，大流量、高压比离心压缩机如采用纯多轴式机型，级数过多会降低运行的可靠性。基于以上两种原因，近期国内外出现了“单轴式低压缸+多轴式高压缸”的新模式，分别发挥各自的优势，整机性能明显提高。

         对于新型的两种压缩机技术――大型空分压缩机和轴流式空气压缩机进行了解之后，我们可以得出，目前离心压缩机新型技术的发展方向都是朝着高效节能方向前进的，并且会根据市场需求进行小方向的改动，例如在外型上会趋于简洁利索，但大体方向都是环保和高效主题，将环保和高效进行有机的结合，生产符合人类生活需求和社会发展需要的新型压缩机。根据人类的时代主题来看，人们对于环保的重视程度将会越来越高，在要求机械产品环保的同时，为适应生活的快节奏，高效也成了必须的条件，因此，高效节能这类型的压缩机新型技术发展前两良好，其未来的发展空间和市场广大，并且会成为主流生产类型。