姚松勤， 常 軒， 常 鑫

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1 離心壓縮機(jī)前置導(dǎo)流裝置技術(shù)的概述

離心壓縮機(jī)也叫渦輪壓縮機(jī)，是壓縮機(jī)的一種，結(jié)構(gòu)和操作原理同離心鼓風(fēng)機(jī)相似，能使氣體獲得較高壓強(qiáng)，處理氣體量較大，效率較高，氣體主要沿著徑向流動(dòng)的透平壓縮機(jī)，又稱(chēng)徑流壓縮機(jī)。

大多數(shù)離心式壓縮機(jī)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)都是在一定工況范圍內(nèi)工作，僅在一個(gè)工況點(diǎn)運(yùn)行的情況較少。除提高設(shè)計(jì)點(diǎn)的效率之外，提高離心式壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)性能也是節(jié)約能源的有效途徑之一。離心式壓縮機(jī)常用的前置導(dǎo)流方式有徑向布置、軸向布置、角度控制以及通過(guò)控制方法等[1]。

其中，角度控制具體的如采用可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉（VIGV）調(diào)節(jié)是通過(guò)改變?nèi)~輪進(jìn)口導(dǎo)葉的安裝角從而改變氣流預(yù)旋的調(diào)節(jié)方法（如圖1 所示）。與變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)相比，這種調(diào)節(jié)方式雖然效率較低，但在某些方面有自己的特色，如：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，可以在不停車(chē)的條件下進(jìn)行調(diào)節(jié)，利用伺服機(jī)構(gòu)還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此，具有廣闊的應(yīng)用前景與研究?jī)r(jià)值[2]?？烧{(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉在20 世紀(jì)50 年代初就已經(jīng)用于風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)，到80 年代后期，國(guó)外對(duì)離心式壓縮機(jī)可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉開(kāi)始了比較全面的理論和試驗(yàn)研究，取得了較大的進(jìn)步。而國(guó)內(nèi)的研究普遍要晚于國(guó)外，總體水平與國(guó)外尚有一定差距。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)離心式壓縮機(jī)可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉的研究主要集中在可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉的調(diào)節(jié)性能、相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)導(dǎo)葉性能的影響、可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉與葉輪非定常相干作用、可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉的常見(jiàn)故障及處理等方面。

2 前置導(dǎo)流裝置改進(jìn)方案一（見(jiàn)圖2）

前置導(dǎo)流裝置方案：電動(dòng)機(jī)的輸出主軸裝配有葉輪，其離心式制冷壓縮機(jī)的殼體上裝置的步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上有偏心輪和在殼體內(nèi)裝的多個(gè)呈錐形的進(jìn)口調(diào)節(jié)葉片，靠葉輪出口端的呈內(nèi)圓環(huán)槽的擴(kuò)壓器外端面與離心式制冷壓縮機(jī)的輸出剖位管壁有距離，擴(kuò)壓器的另一內(nèi)圓環(huán)槽裝置有帶彈簧的導(dǎo)桿，導(dǎo)桿的另一端有螺紋與鎖緊螺母嚙合，導(dǎo)桿的軸心線(xiàn)與偏心輪裝配在同一平面上。

該前置導(dǎo)流裝置方案優(yōu)點(diǎn)：采用寬度可調(diào)節(jié)擴(kuò)壓器，即擴(kuò)壓器流道寬度隨進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉角度變化，使進(jìn)入離心式制冷壓縮機(jī)的氣量而變化。如進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉開(kāi)度大時(shí)，擴(kuò)壓器寬度大；進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉開(kāi)度小時(shí)，擴(kuò)壓器寬度小，使得氣流通道相互匹配，高壓氣流不會(huì)倒流，不喘振，使效率提高。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)偏心輪和進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)，同時(shí)偏心輪推動(dòng)導(dǎo)桿，而帶動(dòng)擴(kuò)壓器的移動(dòng)，使擴(kuò)壓器寬度得到調(diào)整。故在步進(jìn)電機(jī)作用下，使進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉和可調(diào)擴(kuò)壓器聯(lián)動(dòng)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制作安裝方便，機(jī)組效率高、節(jié)能，有效解決了機(jī)組在非常小的進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉開(kāi)度下喘振現(xiàn)象等特點(diǎn)。

3 前置導(dǎo)流裝置改進(jìn)方案二（見(jiàn)圖3）

前置導(dǎo)流裝置方案：壓縮機(jī)關(guān)聯(lián)有修整調(diào)節(jié)器，通過(guò)修整調(diào)節(jié)器能夠以可變的程度遮蓋壓縮機(jī)的壓縮機(jī)工作輪的進(jìn)入橫截面的邊緣側(cè)的區(qū)段，其中，進(jìn)入橫截面的邊緣側(cè)的區(qū)段在修整調(diào)節(jié)器的釋放位置ST1中相對(duì)較少地被遮蓋而在修整調(diào)節(jié)器的遮蓋位置ST2中相對(duì)較廣地被遮蓋；在從發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引運(yùn)行轉(zhuǎn)變至發(fā)動(dòng)機(jī)的推動(dòng)運(yùn)行時(shí)將修整調(diào)節(jié)器調(diào)整到遮蓋位置ST2中，在牽引運(yùn)行時(shí)修整調(diào)節(jié)器位于釋放位置ST1中。

該前置導(dǎo)流裝置方案優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)由于從牽引運(yùn)行轉(zhuǎn)變到推動(dòng)運(yùn)行中的轉(zhuǎn)變可實(shí)現(xiàn)已被壓縮的新鮮氣體從壓縮機(jī)的高壓側(cè)至低壓側(cè)的邊緣側(cè)回流時(shí)，主動(dòng)地將內(nèi)燃機(jī)的修整調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)到遮蓋位置；然后相對(duì)廣地遮蓋壓縮機(jī)工作輪的進(jìn)入橫截面的邊緣側(cè)的區(qū)段的修整調(diào)節(jié)器防止或者干擾這樣的回流或其到新鮮氣體線(xiàn)路的置于修整調(diào)節(jié)器上游的區(qū)段中的進(jìn)一步擴(kuò)散，由此可防止會(huì)導(dǎo)致卸載吼叫的振動(dòng)激勵(lì)或者減小其卸載導(dǎo)致的振動(dòng)。