Daje vam sveobuhvatno razumijevanje strukture, principa rada, prednosti i nedostataka kompresora s aksijalnim protokom
Poznavanje aksijalnih kompresora
Kompresori s aksijalnim protokom i centrifugalni kompresori pripadaju brzinskim kompresorima i oba se nazivaju turbinskim kompresorima;značenje brzinskih kompresora znači da se njihova radna načela oslanjaju na lopatice koje rade na plinu i prvo stvaraju protok plina. Brzina protoka se znatno povećava prije pretvaranja kinetičke energije u energiju pritiska.U usporedbi s centrifugalnim kompresorom, budući da strujanje plina u kompresoru nije duž radijalnog smjera, već duž aksijalnog smjera, najveća značajka kompresora s aksijalnim protokom je da je kapacitet protoka plina po jedinici površine velik, a isti Pod pretpostavkom volumena plina za obradu, radijalna dimenzija je mala, posebno pogodna za prilike koje zahtijevaju veliki protok.Osim toga, kompresor s aksijalnim protokom također ima prednosti jednostavne strukture, praktičnog rada i održavanja.Međutim, očito je inferioran centrifugalnim kompresorima u smislu složenog profila lopatica, visokih zahtjeva proizvodnog procesa, uskog stabilnog radnog područja i malog raspona podešavanja protoka pri konstantnoj brzini.
Sljedeća slika je shematski dijagram strukture kompresora aksijalnog protoka serije AV:
1. Šasija
Kućište kompresora s aksijalnim protokom dizajnirano je za vodoravno cijepanje i izrađeno je od lijevanog željeza (čelika).Ima karakteristike dobre krutosti, bez deformacija, apsorpcije buke i smanjenja vibracija.Zategnite vijcima kako biste povezali gornju i donju polovicu u vrlo čvrstu cjelinu.
Kućište je oslonjeno na podnožje u četiri točke, a četiri točke oslonca postavljene su na obje strane donjeg kućišta blizu srednje rascijepljene površine, tako da oslonac jedinice ima dobru stabilnost.Dvije od četiri točke oslonca su fiksne točke, a druge dvije su klizne točke.Donji dio kućišta također ima dva ključa za vođenje duž aksijalnog smjera, koji služe za toplinsko širenje jedinice tijekom rada.
Za velike jedinice, klizna potporna točka je poduprta zakretnim nosačem, a posebni materijali se koriste kako bi toplinsko širenje bilo malo i smanjila promjena središnje visine jedinice.Osim toga, postavljen je srednji nosač za povećanje krutosti jedinice.
2. Statički lamelasti cilindar
Cilindar ležaja stacionarnih lopatica je potporni cilindar za podesive stacionarne lopatice kompresora.Koncipiran je kao vodoravni razdjelnik.Geometrijska veličina određena je aerodinamičkim dizajnom, koji je temeljni sadržaj dizajna strukture kompresora.Ulazni prsten odgovara usisnom kraju cilindra s nepomičnim ležajem lopatica, a difuzor odgovara ispušnom kraju.Oni su međusobno povezani s kućištem i brtvenom čahurom kako bi formirali konvergentni prolaz usisnog kraja i ekspanzijski prolaz ispušnog kraja.Kanal i kanal koji čine rotor i cilindar ležaja lopatica kombiniraju se da tvore potpuni kanal protoka zraka kompresora aksijalnog protoka.
Tijelo cilindra nepokretnog cilindra s ležajem lopatica lijevano je od nodularnog željeza i precizno je strojno obrađeno.Dva kraja su oslonjena na kućište, kraj blizu ispušne strane je klizna potpora, a kraj blizu strane za usis zraka je fiksna potpora.
Postoje rotirajuće vodeće lopatice na različitim razinama i automatski ležajevi lopatica, poluge, klizači itd. za svaku vodeću lopaticu na cilindru ležaja lopatica.Stacionarni lisnati ležaj je sferični ležaj s tintom s dobrim učinkom samopodmazivanja, a vijek trajanja mu je više od 25 godina, što je sigurno i pouzdano.Silikonski brtveni prsten ugrađen je na polugu lopatice kako bi se spriječilo curenje plina i ulazak prašine.Brtvene trake za punjenje nalaze se na vanjskom krugu ispušnog kraja cilindra ležaja i potpore kućišta kako bi se spriječilo curenje.
3. Cilindar za podešavanje i mehanizam za podešavanje lopatica
Cilindar za podešavanje je zavaren čeličnim pločama, vodoravno rascijepljenim, a srednja rascjepna površina spojena je vijcima, koji imaju veliku krutost.Poduprt je unutar kućišta u četiri točke, a četiri potporna ležaja izrađena su od nepodmazanog "Du" metala.Dvije točke na jednoj strani su poluzatvorene, omogućujući aksijalno pomicanje;razvijene su dvije točke na drugoj strani. Tip omogućuje aksijalno i radijalno toplinsko širenje, a prstenovi za vođenje različitih stupnjeva lopatica ugrađeni su unutar cilindra za podešavanje.
Mehanizam za podešavanje lopatica statora sastoji se od servo motora, spojne ploče, cilindra za podešavanje i cilindra za podupiranje lopatica.Njegova funkcija je podešavanje kuta lopatica statora na svim razinama kompresora kako bi se zadovoljili promjenjivi radni uvjeti.Dva servo motora ugrađena su s obje strane kompresora i spojena s cilindrom za podešavanje preko spojne ploče.Servo motor, pogonska uljna stanica, naftovod i set automatskih upravljačkih instrumenata čine hidraulički servo mehanizam za podešavanje kuta lopatica.Kada djeluje visokotlačno ulje od 130 bara iz pogonske uljne stanice, klip servo motora se gura da se kreće, a spojna ploča pokreće cilindar za podešavanje da se sinkrono pomiče u aksijalnom smjeru, a klizač pokreće lopaticu statora da se okreće kroz ručicu, kako bi se postigla svrha podešavanja kuta lopatica statora.Iz zahtjeva za aerodinamički dizajn može se vidjeti da je iznos podešavanja kuta lopatica svakog stupnja kompresora različit, a općenito se iznos podešavanja smanjuje sukcesivno od prvog stupnja do zadnjeg stupnja, što se može ostvariti odabirom duljine koljena, odnosno od prvog stupnja do zadnjeg stupnja povećavajući se u duljinu.
Cilindar za podešavanje naziva se i "srednji cilindar" jer se nalazi između kućišta i cilindra ležaja noža, dok se kućište i cilindar ležaja noža nazivaju "vanjski cilindar" odnosno "unutarnji cilindar".Ova troslojna struktura cilindra uvelike smanjuje deformaciju i koncentraciju naprezanja jedinice uslijed toplinskog širenja, a istovremeno sprječava mehanizam za podešavanje od prašine i mehaničkih oštećenja uzrokovanih vanjskim čimbenicima.
4. rotor i lopatice
Rotor se sastoji od glavne osovine, pokretnih lopatica na svim razinama, odstojnih blokova, grupa za zaključavanje lopatica, pčelinjih lopatica, itd. Rotor ima strukturu jednakog unutarnjeg promjera, što je pogodno za obradu.
Vreteno je kovano od visokolegiranog čelika.Kemijski sastav materijala glavnog vratila potrebno je strogo ispitati i analizirati, a indeks učinkovitosti provjerava se testnim blokom.Nakon grube strojne obrade potrebno je ispitivanje vrućim radom kako bi se potvrdila njegova toplinska stabilnost i eliminirao dio zaostalog naprezanja.Nakon što su gore navedeni pokazatelji kvalificirani, može se staviti u završnu obradu.Nakon završetka završne obrade potrebna je kontrola bojanja ili magnetskih čestica na rukavcima na oba kraja, a pukotine nisu dopuštene.
Pokretne lopatice i stacionarne lopatice izrađene su od nehrđajućeg čelika za kovanje, a sirovine moraju biti pregledane na kemijski sastav, mehanička svojstva, uključke nemetalne troske i pukotine.Nakon što je oštrica polirana, izvodi se mokro pjeskarenje kako bi se povećala otpornost površine na zamor.Oštrica za oblikovanje treba izmjeriti frekvenciju i po potrebi popraviti frekvenciju.
Pokretne lopatice svakog stupnja ugrađene su u rotirajući vertikalni žlijeb lopatice u obliku stabla duž obodnog smjera, a blokovi razmaka koriste se za postavljanje dviju lopatica, a blokovi razmaka za zaključavanje koriste se za pozicioniranje i zaključavanje dviju pomičnih lopatica instaliran na kraju svake faze.tijesno.
Na oba kraja kotača su obrađena dva diska za ravnotežu, te je lako balansirati utege u dvije ravnine.Ploča za ravnotežu i brtvena čahura čine klip za ravnotežu, koji funkcionira kroz cijev za ravnotežu kako bi uravnotežio dio aksijalne sile koju stvara pneumatika, smanjio opterećenje na potisnom ležaju i učinio ležaj u sigurnijem okruženju
5. Žlijezda
Na usisnoj i ispušnoj strani kompresora nalaze se rukavci brtve na kraju vratila, a brtvene ploče ugrađene u odgovarajuće dijelove rotora čine labirintsku brtvu kako bi se spriječilo curenje plina i unutarnje curenje.Kako bi se olakšala ugradnja i održavanje, podešava se pomoću bloka za podešavanje na vanjskom krugu brtvene čahure.
6. Kutija za ležajeve
U ležajnoj kutiji raspoređeni su radijalni ležajevi i potisni ležajevi, a ulje za podmazivanje ležajeva skuplja se iz ležajne kutije i vraća u spremnik ulja.Obično je dno kutije opremljeno uređajem za vođenje (kada je integriran), koji surađuje s bazom kako bi jedinicu učinio središtem i toplinski se proširio u aksijalnom smjeru.Za kućište razdvojenog ležaja, tri ključa za vođenje ugrađena su na dnu bočne strane kako bi se olakšalo toplinsko širenje kućišta.Aksijalni ključ za vođenje također je postavljen na jednoj strani kućišta kako bi odgovarao kućištu.Kutija ležaja opremljena je uređajima za nadzor kao što su mjerenje temperature ležaja, mjerenje vibracija rotora i mjerenje pomaka osovine.
7. ležaj
Veći dio aksijalnog potiska rotora snosi ploča za ravnotežu, a preostali aksijalni potisak od oko 20~40 kN snosi potisni ležaj.Potisne podloge mogu se automatski prilagoditi prema veličini tereta kako bi se osiguralo da je opterećenje na svakoj podlozi ravnomjerno raspoređeno.Potisne podloge izrađene su od lijevane Babbitt legure ugljičnog čelika.
Postoje dvije vrste radijalnih ležajeva.Kompresori s velikom snagom i malom brzinom koriste eliptične ležajeve, a kompresori s malom snagom i velikom brzinom koriste nagibne ležajeve.
Jedinice velikih razmjera općenito su opremljene visokotlačnim uređajima za podizanje radi lakšeg pokretanja.Visokotlačna pumpa generira visoki tlak od 80 MPa u kratkom vremenu, a visokotlačni bazen ulja ugrađen je ispod radijalnog ležaja za podizanje rotora i smanjenje otpora pokretanja.Nakon pokretanja, tlak ulja pada na 5~15MPa.
Aksijalni kompresor radi pod projektiranim uvjetima.Kada se radni uvjeti promijene, njegova radna točka će napustiti projektnu točku i ući u područje neprojektiranih radnih uvjeta.U ovom trenutku stvarna situacija protoka zraka razlikuje se od projektiranih radnih uvjeta., a pod određenim uvjetima dolazi do nestabilnog protoka.S trenutne točke gledišta, postoji nekoliko tipičnih nestabilnih radnih uvjeta: naime, rotirajući radni uvjeti, radni uvjeti zbog prenapona i blokirajući radni uvjeti, a ova tri radna uvjeta pripadaju aerodinamičkim nestabilnim radnim uvjetima.
Kada kompresor s aksijalnim protokom radi pod ovim nestabilnim radnim uvjetima, ne samo da će se radna izvedba uvelike pogoršati, nego će se ponekad pojaviti i jake vibracije, tako da stroj ne može normalno raditi, pa će doći čak i do ozbiljnih nezgoda s oštećenjima.
1. Rotirajući zastoj kompresora aksijalnog protoka
Područje između minimalnog kuta stacionarne lopatice i linije minimalnog radnog kuta karakteristične krivulje kompresora aksijalnog protoka naziva se područjem rotirajućeg zastoja, a rotirajući zastoj se dijeli na dvije vrste: progresivni zastoj i nagli zastoj.Kada je volumen zraka manji od granice rotacijske linije zastoja glavnog ventilatora s aksijalnim protokom, strujanje zraka na stražnjoj strani lopatice će se odvojiti, a strujanje zraka unutar stroja formirat će pulsirajući tok, što će uzrokovati da lopatica generirati izmjenični stres i uzrokovati oštećenje umorom.
Kako bi se spriječilo zaustavljanje, operater mora biti upoznat s karakterističnom krivuljom motora i brzo proći kroz zonu zaustavljanja tijekom procesa pokretanja.Tijekom procesa rada minimalni kut lopatice statora ne smije biti manji od specificirane vrijednosti prema propisima proizvođača.
2. Aksijalni udar kompresora
Kada kompresor radi u kombinaciji s mrežom cijevi s određenim volumenom, kada kompresor radi s visokim omjerom kompresije i malom brzinom protoka, nakon što je brzina protoka kompresora manja od određene vrijednosti, strujanje zraka u stražnjem luku lopatica bit će ozbiljno razdvojen sve dok se prolaz ne blokira, a protok zraka će snažno pulsirati.I oblikujte oscilaciju s kapacitetom zraka i otporom zraka mreže izlaznih cijevi.U to vrijeme, parametri protoka zraka mrežnog sustava uvelike fluktuiraju kao cjelina, to jest, volumen zraka i tlak se periodički mijenjaju s vremenom i amplitudom;snaga i zvuk kompresora se povremeno mijenjaju..Gore spomenute promjene su vrlo ozbiljne, uzrokujući snažne vibracije trupa, pa čak ni stroj ne može održavati normalan rad.Taj se fenomen naziva prenapon.
Budući da je udar fenomen koji se događa u cijelom sustavu stroja i mreže, on nije povezan samo s karakteristikama unutarnjeg protoka kompresora, već ovisi i o karakteristikama mreže cijevi, a njegovom amplitudom i frekvencijom dominira volumen cijevne mreže.
Posljedice prenapona često su ozbiljne.To će uzrokovati izmjenično naprezanje i lomljenje komponenata rotora kompresora i statora, uzrokujući abnormalnost međustupanjskog tlaka koja uzrokuje jake vibracije, što rezultira oštećenjem brtvila i potisnih ležajeva i uzrokuje sudaranje rotora i statora., uzrokujući ozbiljne nesreće.Osobito za visokotlačne kompresore s aksijalnim protokom, val može uništiti stroj u kratkom vremenu, tako da kompresor ne smije raditi u uvjetima udara.
Iz gornje preliminarne analize poznato je da je val prvo uzrokovan zastojem rotacije uzrokovanim neprilagođavanjem aerodinamičkih parametara i geometrijskih parametara u kaskadi lopatica kompresora pod promjenjivim radnim uvjetima.Ali neće svi rotirajući zastoji nužno dovesti do prenapona, potonji je također povezan sa sustavom mreže cijevi, tako da stvaranje fenomena prenapona uključuje dva čimbenika: interno, ovisi o kompresoru aksijalnog protoka Pod određenim uvjetima dolazi do iznenadnog iznenadnog zastoja ;izvana je povezan s kapacitetom i karakterističnom linijom mreže cijevi.Prvi je unutarnji uzrok, dok je drugi vanjski uvjet.Unutarnji uzrok samo potiče val uz suradnju vanjskih uvjeta.
3. Blokada aksijalnog kompresora
Područje grla lopatica kompresora je fiksno.Povećanjem protoka, zbog povećanja aksijalne brzine strujanja zraka, povećava se relativna brzina strujanja zraka, a negativni napadni kut (napadni kut je kut između smjera strujanja zraka i ugradbenog kuta) ulaza oštrice) također raste.U to će vrijeme prosječni protok zraka na najmanjem dijelu kaskadnog ulaza doseći brzinu zvuka, tako da će protok kroz kompresor dosegnuti kritičnu vrijednost i neće se dalje povećavati.Taj se fenomen naziva blokiranje.Ovo blokiranje primarnih lopatica određuje maksimalni protok kompresora.Kada se ispušni tlak smanji, plin u kompresoru će povećati protok zbog povećanja ekspanzijskog volumena, a do blokade će doći i kada protok zraka dosegne brzinu zvuka u završnoj kaskadi.Budući da je protok zraka završne lopatice blokiran, tlak zraka ispred završne lopatice raste, a tlak zraka iza završne lopatice opada, uzrokujući povećanje razlike tlaka između prednje i stražnje lopatice, tako da sila na prednjoj i stražnjoj strani konačnog noža je neuravnotežena i može se stvoriti stres.izazvati oštećenje oštrice.
Kada se utvrde oblik lopatica i parametri kaskade kompresora s aksijalnim protokom, njegove karakteristike blokiranja su također fiksne.Aksijalni kompresori ne smiju raditi predugo u području ispod linije prigušnice.
Općenito govoreći, kontrola protiv začepljenja kompresora aksijalnog protoka ne mora biti tako stroga kao kontrola protiv prenapona, ne zahtijeva se da radnja kontrole bude brza i nema potrebe za postavljanjem točke isključivanja.Što se tiče postavljanja kontrole protiv začepljenja, to također ovisi o samom kompresoru. Zatražite odluku.Neki proizvođači su uzeli u obzir ojačanje lopatica u dizajnu, tako da mogu izdržati povećanje stresa lepršanja, tako da ne moraju postavljati kontrolu blokiranja.Ako proizvođač ne smatra da je potrebno povećati čvrstoću lopatice kada se pojavi pojava blokiranja u dizajnu, moraju se predvidjeti sredstva za automatsku kontrolu protiv blokiranja.
Kontrolna shema protiv začepljenja kompresora s aksijalnim protokom je sljedeća: leptir ventil protiv začepljenja ugrađen je na izlazni cjevovod kompresora, a dva detekcijska signala brzine protoka na ulazu i tlaka na izlazu istovremeno se unose u regulator protiv začepljenja.Kada izlazni tlak stroja neuobičajeno padne i radna točka stroja padne ispod linije protiv blokiranja, izlazni signal regulatora šalje se ventilu protiv blokiranja kako bi se ventil smanjio, tako da se tlak zraka povećava , protok se smanjuje, a radna točka ulazi u liniju protiv blokiranja.Iznad linije blokiranja, stroj se rješava stanja blokiranja.
