Дава ви цялостно разбиране на структурата, принципа на работа, предимствата и недостатъците на компресорите с аксиален поток
Познания за аксиалните компресори
Компресорите с аксиален поток и центробежните компресори принадлежат към скоростните компресори и се наричат турбинни компресори;значението на скоростните компресори означава, че техните принципи на работа разчитат на лопатките да извършват работа върху газа и първо да накарат газа да тече. Скоростта на потока се увеличава значително преди преобразуването на кинетичната енергия в енергия на налягането.В сравнение с центробежния компресор, тъй като потокът на газ в компресора не е в радиална посока, а в аксиална посока, най-голямата характеристика на компресора с аксиален поток е, че капацитетът на газовия поток на единица площ е голям и същият При предпоставката за обем на обработващия газ, радиалният размер е малък, особено подходящ за случаи, изискващи голям поток.В допълнение, компресорът с аксиален поток също има предимствата на проста структура, удобна работа и поддръжка.Въпреки това, той очевидно е по-нисък от центробежните компресори по отношение на сложния профил на лопатките, високите изисквания към производствения процес, тясната стабилна работна зона и малък диапазон на регулиране на потока при постоянна скорост.
Следващата фигура е схематична диаграма на структурата на компресора с аксиален поток от серия AV:
1. Шаси
Корпусът на компресора с аксиален поток е проектиран да се разделя хоризонтално и е изработен от чугун (стомана).Има характеристиките на добра твърдост, без деформация, поглъщане на шума и намаляване на вибрациите.Затегнете с болтове, за да свържете горната и долната половина в много твърдо цяло.
Корпусът се поддържа върху основата в четири точки и четирите опорни точки са разположени от двете страни на долния корпус близо до средната разделена повърхност, така че опората на модула да има добра стабилност.Две от четирите опорни точки са фиксирани точки, а другите две са плъзгащи се точки.Долната част на корпуса е снабдена и с два направляващи ключа по аксиална посока, които служат за топлинно разширение на агрегата по време на работа.
При големи модули плъзгащата се опорна точка се поддържа от люлееща се скоба и се използват специални материали, за да се направи малко топлинното разширение и да се намали промяната на централната височина на модула.Освен това е поставена междинна опора за увеличаване на твърдостта на устройството.
2. Статичен носещ цилиндър на перката
Цилиндърът на стационарния лагер на лопатките е опорният цилиндър за регулируемите неподвижни лопатки на компресора.Проектиран е като хоризонтален сплит.Геометричният размер се определя от аеродинамичния дизайн, който е основното съдържание на конструкцията на компресора.Входящият пръстен съвпада с всмукателния край на неподвижния лагерен цилиндър на лопатката, а дифузьорът съвпада с изпускателния край.Те са съответно свързани с корпуса и уплътнителната втулка, за да образуват конвергиращия проход на всмукателния край и разширителния канал на изпускателния край.Канал и канал, образуван от ротора и цилиндъра на лопатковия лагер, се комбинират, за да образуват пълен канал за въздушен поток на компресора с аксиален поток.
Тялото на цилиндъра на неподвижния лагерен цилиндър на лопатката е отлято от сферографитен чугун и е прецизно обработено.Двата края се поддържат съответно на корпуса, краят близо до изпускателната страна е плъзгаща се опора, а краят близо до страната на всмукване на въздух е фиксирана опора.
Има въртящи се направляващи лопатки на различни нива и автоматични лагери на лопатките, колянове, плъзгачи и т.н. за всяка направляваща лопатка на цилиндъра на лагера на лопатките.Стационарният листов лагер е сферичен мастилен лагер с добър самосмазващ ефект и експлоатационният му живот е повече от 25 години, което е безопасно и надеждно.На лопатката е монтиран силиконов уплътнителен пръстен за предотвратяване на изтичане на газ и навлизане на прах.На външния кръг на изпускателния край на лагерния цилиндър и опората на корпуса са предвидени уплътнителни ленти за пълнене, за да се предотврати изтичане.
3. Регулиращ цилиндър и механизъм за регулиране на перките
Регулиращият цилиндър е заварен от стоманени плочи, разделени хоризонтално, а средната разделителна повърхност е свързана с болтове, които имат висока твърдост.Той се поддържа вътре в корпуса в четири точки, а четирите опорни лагера са направени от несмазан "Du" метал.Двете точки от едната страна са полузатворени, което позволява аксиално движение;двете точки от другата страна са развити. Типът позволява аксиално и радиално термично разширение, а водещите пръстени на различни степени на лопатките са монтирани вътре в регулиращия цилиндър.
Механизмът за регулиране на лопатката на статора се състои от серво мотор, свързваща плоча, цилиндър за регулиране и цилиндър за опора на лопатката.Неговата функция е да регулира ъгъла на лопатките на статора на всички нива на компресора, за да отговори на променливите работни условия.Два серво мотора са монтирани от двете страни на компресора и са свързани с регулиращия цилиндър чрез свързващата плоча.Серво моторът, електрическата маслена станция, нефтопроводът и набор от автоматични контролни инструменти образуват хидравличен серво механизъм за регулиране на ъгъла на лопатката.Когато маслото под високо налягане от 130 бара от силовата маслена станция действа, буталото на серво мотора се натиска да се движи и свързващата плоча задвижва регулиращия цилиндър да се движи синхронно в аксиална посока, а плъзгачът задвижва лопатката на статора да се върти през манивелата, така че да се постигне целта за регулиране на ъгъла на лопатката на статора.Може да се види от изискванията на аеродинамичния дизайн, че степента на регулиране на ъгъла на лопатката на всеки етап на компресора е различна и обикновено стойността на регулиране намалява последователно от първия етап до последния етап, което може да се реализира чрез избор на дължина на манивелата, т.е. от първия етап до последния етап с увеличаване на дължината.
Регулиращият цилиндър се нарича още „среден цилиндър“, тъй като е поставен между корпуса и цилиндъра на лагера на ножа, докато корпусът и цилиндъра на лагера на ножа се наричат съответно „външен цилиндър“ и „вътрешен цилиндър“.Тази трислойна цилиндрична структура значително намалява деформацията и концентрацията на напрежение на модула поради топлинно разширение и в същото време предпазва регулиращия механизъм от прах и механични повреди, причинени от външни фактори.
4. ротор и лопатки
Роторът се състои от основен вал, движещи се лопатки на всички нива, дистанционни блокове, заключващи групи на лопатките, пчелни лопатки и т.н. Роторът е с еднаква структура на вътрешния диаметър, която е удобна за обработка.
Шпинделът е изкован от високолегирана стомана.Химическият състав на материала на главния вал трябва да бъде строго тестван и анализиран, а индексът на ефективност се проверява от тестовия блок.След груба механична обработка е необходим тест за работа на горещо, за да се провери неговата термична стабилност и да се елиминира част от остатъчното напрежение.След като горните показатели са квалифицирани, той може да бъде пуснат в довършителна обработка.След завършване на довършителната обработка се изисква проверка на оцветяването или проверка на магнитни частици на шийките в двата края и не се допускат пукнатини.
Движещите се остриета и стационарните остриета са изработени от заготовки за коване от неръждаема стомана, а суровините трябва да бъдат проверени за химичен състав, механични свойства, неметални шлакови включвания и пукнатини.След като острието е полирано, се извършва мокро пясъкоструене, за да се подобри устойчивостта на умора на повърхността.Формиращият нож трябва да измерва честотата и, ако е необходимо, трябва да поправи честотата.
Движещите се остриета на всяка степен са монтирани във въртящия се вертикален жлеб на корена на острието във формата на дърво по протежение на периферната посока и дистанционните блокове се използват за позициониране на двете остриета, а заключващите дистанционни блокове се използват за позициониране и заключване на двете движещи се остриета инсталирани в края на всеки етап.стегнати.
Има два балансиращи диска, обработени в двата края на колелото, и е лесно да се балансират тежестите в две равнини.Балансиращата плоча и уплътнителната втулка образуват балансиращо бутало, което функционира чрез балансиращата тръба, за да балансира част от аксиалната сила, генерирана от пневматиката, да намали натоварването на опорния лагер и да направи лагера в по-безопасна среда
5. Жлеза
Има уплътнителни втулки на края на вала съответно от всмукателната и изпускателната страна на компресора, а уплътнителните плочи, вградени в съответните части на ротора, образуват лабиринтно уплътнение за предотвратяване на изтичане на газ и вътрешно просмукване.За да се улесни монтажа и поддръжката, той се регулира чрез регулиращия блок върху външния кръг на уплътнителната втулка.
6. Лагерна кутия
Радиалните лагери и опорните лагери са подредени в лагерната кутия, а маслото за смазване на лагерите се събира от лагерната кутия и се връща в резервоара за масло.Обикновено дъното на кутията е снабдено с направляващо устройство (когато е интегрирано), което си сътрудничи с основата, за да центрира модула и да се разширява термично в аксиална посока.За корпуса на разделения лагер са монтирани три водещи шпонки в долната част на страната, за да се улесни термичното разширение на корпуса.Аксиален направляващ ключ също е разположен от едната страна на корпуса, за да съответства на корпуса.Лагерната кутия е оборудвана с устройства за наблюдение като измерване на температурата на лагера, измерване на вибрациите на ротора и измерване на изместването на вала.
7. лагер
По-голямата част от аксиалната тяга на ротора се поема от балансиращата плоча, а останалата аксиална тяга от около 20~40kN се поема от аксиалния лагер.Натискащите подложки могат да се регулират автоматично според размера на товара, за да се гарантира, че натоварването върху всяка подложка е равномерно разпределено.Натискащите подложки са изработени от въглеродна стоманена лята бабитова сплав.
Има два вида радиални лагери.Компресорите с висока мощност и ниска скорост използват елиптични лагери, а компресорите с ниска мощност и висока скорост използват лагери с накланяща се подложка.
Големите агрегати обикновено са оборудвани с устройства за повдигане под високо налягане за удобство при стартиране.Помпата за високо налягане генерира високо налягане от 80MPa за кратко време, а под радиалния лагер е монтиран маслен басейн с високо налягане, за да повдигне ротора и да намали съпротивлението при стартиране.След стартиране налягането на маслото пада до 5~15MPa.
Компресорът с аксиален поток работи при проектните условия.Когато работните условия се променят, неговата работна точка ще напусне проектната точка и ще влезе в зоната на извънпроектните работни условия.По това време действителната ситуация на въздушния поток е различна от проектното работно състояние.и при определени условия възниква нестабилно състояние на потока.От текущата гледна точка има няколко типични нестабилни работни условия: а именно работно състояние на въртящ се срив, работно състояние при пренапрежение и блокиращо работно състояние и тези три работни условия принадлежат към аеродинамични нестабилни работни условия.
Когато компресорът с аксиален поток работи при тези нестабилни работни условия, не само ще се влоши значително работната производителност, но понякога ще се появят силни вибрации, така че машината да не може да работи нормално и дори ще възникнат инциденти със сериозни повреди.
1. Въртящ се срив на компресора с аксиален поток
Областта между минималния ъгъл на неподвижната лопатка и линията на минималния работен ъгъл на характеристичната крива на компресора с аксиален поток се нарича зона на въртящ се срив, а въртящият се срив е разделен на два типа: прогресивен срив и внезапен срив.Когато обемът на въздуха е по-малък от ограничението на линията на въртене на главния вентилатор с аксиален поток, въздушният поток на гърба на лопатката ще се откъсне и въздушният поток вътре в машината ще образува пулсиращ поток, който ще накара лопатката да генерират променлив стрес и причиняват увреждане от умора.
За да се предотврати блокиране, от оператора се изисква да е запознат с характерната крива на двигателя и да премине бързо през зоната на блокиране по време на процеса на стартиране.По време на работния процес минималният ъгъл на лопатката на статора не трябва да бъде по-малък от определената стойност съгласно разпоредбите на производителя.
2. Пренапрежение на аксиалния компресор
Когато компресорът работи във връзка с тръбна мрежа с определен обем, когато компресорът работи при високо съотношение на компресия и нисък дебит, след като дебитът на компресора е по-малък от определена стойност, въздушният поток в задната дъга на лопатките ще бъде сериозно разделени, докато проходът не бъде блокиран и въздушният поток ще пулсира силно.И образуват колебание с въздушния капацитет и въздушното съпротивление на изходната тръбна мрежа.По това време параметрите на въздушния поток на мрежовата система се колебаят значително като цяло, т.е. въздушният обем и налягане се променят периодично с времето и амплитудата;мощността и звукът на компресора се променят периодично..Гореспоменатите промени са много тежки, причиняват силни вибрации на фюзелажа и дори машината не може да поддържа нормална работа.Това явление се нарича пренапрежение.
Тъй като пренапрежението е явление, което се случва в цялата система на машината и мрежата, то не е свързано само с характеристиките на вътрешния поток на компресора, но зависи и от характеристиките на тръбната мрежа, а неговата амплитуда и честота са доминирани от обема на тръбната мрежа.
Последствията от пренапрежението често са сериозни.Това ще накара компонентите на ротора и статора на компресора да претърпят променливо напрежение и счупване, причинявайки аномалия на налягането между стъпалата, причинявайки силни вибрации, което води до повреда на уплътненията и опорните лагери и причинява сблъсък на ротора и статора., причинявайки тежки катастрофи.Особено за компресори с аксиален поток с високо налягане, пренапрежението може да разруши машината за кратко време, така че компресорът не може да работи при условия на пренапрежение.
От горния предварителен анализ е известно, че пренапрежението е първо причинено от спиране на въртенето, причинено от нерегулирането на аеродинамичните параметри и геометричните параметри в каскадата на лопатките на компресора при променливи работни условия.Но не всички въртящи се пренапрежения непременно ще доведат до пренапрежение, последното също е свързано с тръбната мрежова система, така че образуването на феномен на пренапрежение включва два фактора: вътрешно зависи от компресора с аксиален поток. При определени условия възниква внезапно внезапно пренапрежение ;външно е свързано с капацитета и характерната линия на тръбната мрежа.Първото е вътрешна причина, докато второто е външно условие.Вътрешната причина само насърчава прилив в сътрудничество с външни условия.
3. Блокиране на аксиалния компресор
Областта на гърлото на лопатките на компресора е фиксирана.Когато скоростта на потока се увеличи, поради увеличаване на аксиалната скорост на въздушния поток, относителната скорост на въздушния поток се увеличава и отрицателният ъгъл на атака (ъгълът на атака е ъгълът между посоката на въздушния поток и ъгъла на монтаж на входа на острието) също се увеличава.По това време средният въздушен поток в най-малката секция на каскадния вход ще достигне скоростта на звука, така че потокът през компресора ще достигне критична стойност и няма да продължи да се увеличава.Това явление се нарича блокиране.Това блокиране на първичните лопатки определя максималния поток на компресора.Когато налягането на отработените газове намалее, газът в компресора ще увеличи скоростта на потока поради увеличаването на обема на разширение и ще възникне блокиране, когато въздушният поток достигне скоростта на звука в крайната каскада.Тъй като въздушният поток на крайната лопатка е блокиран, въздушното налягане пред крайната лопатка се увеличава, а въздушното налягане зад крайната лопатка намалява, което води до увеличаване на разликата в налягането между предната и задната част на крайната лопатка, така че силата върху предната и задната част на крайното острие е небалансирана и може да се генерира напрежение.причиняват повреда на острието.
Когато се определят формата на лопатката и параметрите на каскадата на компресор с аксиален поток, неговите характеристики на блокиране също се фиксират.Аксиалните компресори не могат да работят твърде дълго в зоната под линията на дросела.
Най-общо казано, контролът против запушване на компресора с аксиален поток не трябва да бъде толкова строг, колкото контролът срещу пренапрежение, не се изисква контролното действие да бъде бързо и няма нужда да се задава точка на спиране на изключване.Що се отнася до това дали да се настрои контролът против запушване, това също зависи от самия компресор. Поискайте решение.Някои производители са взели под внимание укрепването на лопатките в дизайна, така че да могат да издържат на увеличаването на напрежението на трептене, така че не е необходимо да настройват контрол на блокиране.Ако производителят не прецени, че силата на острието трябва да се увеличи, когато се появи феноменът на блокиране в конструкцията, трябва да се осигурят устройства за автоматично управление против блокиране.
Схемата за управление против запушване на компресора с аксиален поток е следната: на изходящия тръбопровод на компресора е монтиран дроселен клапан против запушване и двата сигнала за откриване на дебита на входа и налягането на изхода се въвеждат едновременно в регулатор против запушване.Когато налягането на изхода на машината спадне необичайно и работната точка на машината падне под линията против блокиране, изходният сигнал на регулатора се изпраща към вентила против блокиране, за да направи затварянето на клапана по-малко, така че налягането на въздуха се увеличава , дебитът намалява и работната точка влиза в антиблокиращата линия.Над линията на блокиране машината се отървава от състоянието на блокиране.
