[实用新型]一种降低离心压缩机气体激振的密封结构

说明书

技术领域

本实用新型属于离心压缩机领域，具体地说是一种降低离心压缩机气体激振的密封结构。 

背景技术

迷宫密封在压缩机中有着广泛应用。随着转速和介质压力的提高,转子柔性的增加和密封间隙的减小,密封腔流体激振已成为许多转子引发强烈振动的根源。密封腔内由气流激振引起转子的自激振动,已引起国内外学者的关注,成为高速、高压、大功率转子运行稳定性问题的一个研究热点。由于密封装置引起转子的自激激振,严重影响机组的运行,甚至产生重大事故,造成巨大的经济损失以及人员伤害。 

透平压缩机中的密封在防止流体泄漏的同时，还会产生重要的流体激振力，从而使转子的振动过大，影响转子的稳定性。气流激振属于自激振动范围，自激振动是系统受到其自身运动诱发出来的激励作用而产生的维持的振动。此时，系统包含有补充能量的能源；这种振动不能由动平衡的方法消除，密封间隙动力失稳对设备工作介质的压力和负荷变化极为敏感。由于振动会随着负荷的增加而加剧，因此，气流激振易在较高负荷情况下发生。密封气体激振失稳振动有一个门槛负荷，超过此负荷，立即激发气体振动；相反，气流激振在小于某一负荷下会消失。气流激振在负荷增加过程中，易重复发生；另外，气流激振的振动频率等于或者略高于一阶临界转速。 

由此，可以得出气体密封力的特点：1、随着介质压力的增加，振动越大；2、密封前后的压差越大振动越大；3、密封的间隙越小，越易发生振动。 

根据现场的描述：机械运转试车时，运行平稳；现场有介质输入时，进出口的压力达到一定值时，突然振动过大。机械运转试验，是指在机组没有介质情况下进行的，密封内的气体激振力也就不存在。当现场有介质的输入时，密封的间隙内就会有密封气体激振力的产生；而且随着压差的增加突然振动变大，当减小压差时，机组的振动消失。所以，可以得出结论该机组的振动过大，是由于密封气体激振引起的。 

实用新型内容

为了解决现有离心压缩机组存在的上述气体激振问题，本实用新型的目的在于提供一种降低离心压缩机气体激振的密封结构。 

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的： 

离心压缩机转子上套有各段的多级叶轮以及位于相邻段之间的平衡盘，各段的级间隔板与相应级的叶轮之间以及位于相邻段之间的中间隔板与平衡盘之间分别设有密封；所述中间隔板与套在转子上的平衡盘之间的密封为蜂窝密封，各段的级间隔板与相应级的叶轮之间的密封为口圈密封；所述蜂窝密封与中间隔板上分别开有向蜂窝密封与平衡盘之间的间隙充气的反充气孔，进入所述间隙的充气方向与压缩机转子的转向相反；所述口圈密封上设有导流槽。 

其中：所述中间隔板与蜂窝密封之间沿圆周方向设有缓冲槽；所述中间隔板朝向高压侧的一面沿圆周方向均布有多个第一反充气孔，每个第一反充气孔的一端为进气端，另一端分别通过第二反充气孔与所述缓冲槽相连通；所述第一反充气孔沿转子的径向设置，第二反充气孔沿转子的轴向设置，第一反充气孔的另一端与第二反充气孔的一端相连通，第二反充气孔的另一端连通至所述缓冲槽；所述蜂窝密封沿周向均布有多个第三反充气孔，由高压侧引入的高压气体通过各第三反充气孔充入蜂窝密封与平衡盘之间的间隙，充气方向与压缩机转子的转向相反；所述第三反充气孔的一端与缓冲槽连通，另一端与所述间隙连通。 

本实用新型的优点与积极效果为： 

1．本实用新型将中间隔板与套在转子上的平衡盘之间的密封用蜂窝密封代替，拥有比迷宫密封大的阻尼系数，同时还能消弱密封内的周向速度，进而减小了密封的交叉刚度，从而提高转子的稳定性，解决了密封气体激振问题。 

2．本实用新型在压差较大的压缩机平衡盘位置，从高压侧引入了反向旋转的气流，旋转方向与转子的转动方向相反，这样就可以抵消一部分的气体周向速度，可使周向速度降低43%，使其气流紊乱，减缓了密封内转子四周的压力脉动，消除了气流涡旋对转子产生的激振，增加了转子的稳定性。 

3．本实用新型在口圈密封周向上加工了导流槽，可以改变口圈密封进口的周向速度，从而减小口圈密封的交叉耦合刚度，减小口圈密封激振力的作用，达到增加整个转子稳定性的目的。 

附图说明

图1为离心压缩机的内部结构示意图； 

图2为本实用新型蜂窝密封的结构示意图； 

图3为本实用新型中间隔板与蜂窝密封反充气孔布置的结构示意图； 

图4为本实用新型平衡盘蜂窝密封的反预旋结构示意图； 

图5为图4的左视图；