[发明专利]一种压缩机扩稳系统以及应用于该系统的压缩机机构

说明书

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，具体涉及一种压缩机扩稳系统以及应用于该系统的压缩机机构。

背景技术

离心压缩机广泛应用于炼油、化工、冶金和制冷空调等领域。离心压缩机具有一定的稳定工作范围，当压缩机运行在非稳定工况时，性能将大大恶化，进一步可能会导致压缩机失速和喘振，甚至造成机器不能正常工作，最终造成重大事故。针对离心压缩机稳定工作范围这一特性，研究者进行了诸多研究，如通过压缩机进气导叶、扩压器调节和壳体开槽等技术来达到拓宽其稳定工作范围等，这在公告号为CN1096347A以及公告号为CN101614222A的中国发明专利文本中均有所描述。其中，公告号为CN1096347A的专利文本中披露了一种具有能使流动稳定的机匣的离心压缩机，该技术是在压缩机机壳内壁开设斜槽，通过结构改变来到达压缩机内部流动的改善效果；而公告号为CN101614222A的专利文本中则公布了一种用于离心压缩机扩稳的机匣，同样也是在压缩机壳体内部形成一个自循环通道，改善叶轮内部流动；上述的扩稳技术，虽然在结构方面较易实现。然而，由于其整体结构在制造后即不再改变，一方面，其固定的内设式通道结构，由于无主动件，因此都为被动式的对压缩机运行过程进行流场改变，致使其改变压缩机内部流动的程度较小，压缩机的稳定工况拓宽范围有限；另一方面，由于通道结构本身制作完成后即始终处于通道开启状态，其在压缩机稳定工况下也同样会改变压缩机内部流动，尤其是多种复杂工况下运行时其现象尤为严重，往往会造成压缩机性能的较大下降。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于主动控制方式的压缩机扩稳系统，其结构合理，扩稳范围宽而适用面广；本发明的另一个发明目的则在于提供一种压缩机机构，以配合上述系统而达到更优化的压缩机扩稳目的。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种压缩机扩稳系统，包括以下组成部分：

传感器，包括振动传感器和/或压力传感器，其中振动传感器用于监测压缩机的机体振动信息，压力传感器用于监测压缩机排气通道的排气压力；

回流通道，其两端分别连通压缩机机壳盖板内弧面以及压缩机吸气通道，回流通道上设置有用于控制该通道启闭的启闭装置；

控制器，用于接收传感器发送的信息，并将其信息处理后，相应控制启闭开关实现其启闭操作。

所述回流通道上串接布置有循环压缩机和截止阀；所述回流通道上还布置有分支回路，所述分支回路上设置调节阀，该分支回路与循环压缩机和截止阀所构成的回路间构成并联线路；回流通道的导通方向指向压缩机吸气通道所在方向布置。

一种应用所述压缩机扩稳系统的压缩机机构，包括压缩机机壳盖板，所述压缩机机壳盖板内中空布置有环形集气腔，该环形集气腔环面所在平面垂直压缩机轮轴轴线布置；环形集气腔具备进气孔和出气孔，其进气孔沿压缩机轮轴轴线方向贯穿压缩机机壳盖板板体，且进气孔的进气口位于压缩机机壳盖板内弧面处布置，回流通道连通该环形集气腔的出气孔设置。

所述环形集气腔的进气孔上的进气口为多个且沿压缩机机壳盖板内弧面环绕均布，其环绕均布后的进气孔轴线围合所形成柱面轴线与压缩机轮轴轴线同轴布置。

本发明的主要优点在于:

1）摒弃了传统的压缩机于内部结构改变而形成的“被动式”扩稳方式，依靠设置外部独立构件，从而形成外置的“主动式”扩稳系统。本发明可以随时通过系统中的传感器和控制器，通过对应压缩机振动状态和其排气压力的监测，而适时的判断压缩机的运行状态，如果监测结果判断压缩机运行在稳定区域，则不对压缩机内部流动进行调节；如果压缩机运行接近非稳定区域或已在非稳定区域，则通过控制器控制外部回流通道处阀门开启，从而使压缩机机壳盖板内弧面所在腔道处也即压缩机叶轮中的一部分气体通过上述回流通道进入压缩机吸气通道，以改善压缩机的内部流动，进而达到拓宽压缩机稳定区域的目的；其整体结构简洁，操作方便，同时可有效实现目前压缩机的主动式扩稳需求，扩稳范围宽而适用面广。