氮气压缩机：离心式压缩机的类型和工作原理

（一）氮的性质与用途

氮是空气的主要成分，约占空气体积的78.03%。单质氮N₂，在常态下是一种无色、无臭的气体，在标准状态下的气体密度是1.25g/L，熔点为-210℃，沸点为-196℃。液态氮是一种低温制冷剂（-196℃）。氮在工业上的制取方法有：低温分馏空气法；变压吸附制取法；膜分离制取法。氮在冶金、化工、轻工、电子等部门，作为原料气、保护气、置换气和密封气。液氮产品还广泛用于食品速冻，蔬菜水果防腐保鲜；在农牧业中也有广泛应用，如杀虫储粮、良种牲畜的精液冷冻保存等。氮是组成动植物体内蛋白质的成分。随着科学技术的进步和经济的发展，氮的应用范围日益扩大。

（二）离心式氮气压缩机的类型

氮气压缩机是以氮气为压缩介质的气体压缩设备，现在用离心式压缩机压缩氮气的厂较多。压缩机的形式有多轴H式和单轴式，压力上有0.8MPa和2.5MPa的两种。

1.多轴H型压缩机（图3-21）

图3-21 多轴H型压缩机(www.xing528.com)

1—主电动机 2—转子Ⅱ 3—大齿轮 4—转子Ⅲ 5—转子Ⅰ

多轴氮气压缩机为齿轮式离心式压缩机组，单层布置结构，有四级的也有五级的，基本结构相同。五级的氮气压缩机前三级输出压力为0.8MPa，一部分气体送往用户，另一部分气体继续进入第四、五级进行压缩至2.5MPa后，冷却至常温送往用户。其中一段和二段均采用导叶调节装置进行流量调节。这些类型的压缩机的主机和电动机共用一个供油系统。供油系统为橇装式结构。

该机组为整体齿轮式离心式压缩机，转子Ⅰ和转子Ⅱ及大齿轮轴水平方向平行布置。转子Ⅲ压缩机叶轮悬臂布置位于大齿轮轴斜上方，与大齿轮轴平行布置，转子两端采用五级等温压缩。

进口导叶装置根据气流预旋原理设计。当叶轮进口前气流顺或逆叶轮旋转方向旋绕时，可相应地使压力头减少或增加，使工况范围扩大，以适应一定范围内变工况的需要；当导叶转到全部闭合时，可实现空载起动，以减少起动阻力矩。导叶装置装有多片可同步转动的导流叶片，每个导叶的小轴由轴承套支承在导流体上，每个导叶通过球铰与转环相连接。导叶机构工作时，由气动执行机构通过曲柄带动转环转动，使所有叶片同步旋转，来达到气量调节的目的。

2.单轴压缩机（见图3-1）