Dati vam sveobuhvatno razumijevanje strukture, principa rada, prednosti i nedostataka aksijalnih kompresora
Poznavanje aksijalnih kompresora
Aksijalni protočni kompresori i centrifugalni kompresori pripadaju kompresorima tipa brzine, a oba se nazivaju turbinskim kompresorima;značenje kompresora tipa brzine znači da se njihovi principi rada oslanjaju na lopatice da rade na gasu i da prvo naprave protok gasa. Brzina protoka se znatno povećava pre pretvaranja kinetičke energije u energiju pritiska.U poređenju sa centrifugalnim kompresorom, budući da protok gasa u kompresoru nije u radijalnom smeru, već u aksijalnom smeru, najveća karakteristika aksijalnog kompresora je da je kapacitet protoka gasa po jedinici površine veliki, a isti Pod pretpostavkom zapremine procesnog gasa, radijalna dimenzija je mala, posebno pogodna za prilike koje zahtevaju veliki protok.Osim toga, kompresor aksijalnog protoka također ima prednosti jednostavne strukture, praktičnog rada i održavanja.Međutim, očito je inferiorniji od centrifugalnih kompresora u smislu složenog profila lopatice, visokih zahtjeva proizvodnog procesa, uskog stabilnog radnog područja i malog raspona podešavanja protoka pri konstantnoj brzini.
Sljedeća slika je šematski dijagram strukture aksijalnog kompresora AV serije:
1. Šasija
Kućište aksijalnog protočnog kompresora je dizajnirano da se cijepa horizontalno i izrađeno je od lijevanog željeza (čelik).Ima karakteristike dobre krutosti, bez deformacija, apsorpcije buke i smanjenja vibracija.Zategnite vijcima da biste povezali gornju i donju polovinu u vrlo čvrstu cjelinu.
Kućište je oslonjeno na podnožje u četiri tačke, a četiri potporne tačke su postavljene sa obe strane donjeg kućišta blizu srednje rascepljene površine, tako da oslonac jedinice ima dobru stabilnost.Dvije od četiri potporne tačke su fiksne, a druge dvije su klizne.Donji dio kućišta također je opremljen sa dva ključa za vođenje duž aksijalnog smjera, koji služe za termičko širenje jedinice tokom rada.
Za velike jedinice, klizna tačka oslonca je podržana zakretnim držačem, a koriste se posebni materijali kako bi se toplinsko širenje učinilo malim i smanjila promjena središnje visine jedinice.Osim toga, postavljena je srednja potpora kako bi se povećala krutost jedinice.
2. Cilindar sa statičkim lopatnim ležajem
Stacionarni cilindar lopatica je potporni cilindar za podesive nepokretne lopatice kompresora.Dizajniran je kao horizontalni split.Geometrijska veličina je određena aerodinamičkim dizajnom, koji je osnovni sadržaj dizajna strukture kompresora.Ulazni prsten odgovara usisnom kraju cilindra sa stacionarnim lopatnim ležajem, a difuzor odgovara kraju izduva.Oni su, respektivno, povezani sa kućištem i zaptivnim rukavom da formiraju konvergentni prolaz usisnog kraja i ekspanzioni prolaz ispušnog kraja.Kanal i kanal formiran od rotora i cilindra ležaja lopatica su kombinovani da formiraju kompletan kanal za protok vazduha aksijalnog kompresora.
Telo cilindra cilindra sa stacionarnim lopatnim ležajem izliveno je od nodularnog gvožđa i precizno je obrađeno.Dva kraja su, respektivno, oslonjena na kućište, kraj blizu ispušne strane je klizni nosač, a kraj blizu strane za usis vazduha je fiksni oslonac.
Postoje rotirajuće vodeće lopatice na različitim nivoima i automatski ležajevi lopatica, poluge, klizači itd. za svaku vodeću lopaticu na cilindru ležaja lopatica.Stacionarni lisni ležaj je sferni ležaj sa mastilom sa dobrim samopodmazujućim efektom, a njegov radni vek je više od 25 godina, što je sigurno i pouzdano.Silikonski zaptivni prsten je instaliran na dršku lopatice kako bi se spriječilo curenje plina i ulazak prašine.Zaptivne trake za punjenje su predviđene na vanjskom krugu ispušnog kraja cilindra ležaja i nosača kućišta radi sprječavanja curenja.
3. Mehanizam za podešavanje cilindara i lopatica
Cilindar za podešavanje je zavaren čeličnim pločama, razdvojenim horizontalno, a srednja rascjepkana površina je povezana vijcima, što ima veliku krutost.Unutar kućišta je oslonjen na četiri tačke, a četiri noseća ležaja su izrađena od nepodmazanog „Du“ metala.Dve tačke na jednoj strani su poluzatvorene, omogućavajući aksijalno pomeranje;dvije tačke na drugoj strani su razvijene. Tip omogućava aksijalno i radijalno toplinsko širenje, a unutar cilindra za podešavanje su ugrađeni vodeći prstenovi različitih stupnjeva lopatica.
Mehanizam za podešavanje noža statora sastoji se od servo motora, spojne ploče, cilindra za podešavanje i cilindra za potporu noža.Njegova funkcija je da podesi ugao lopatica statora na svim nivoima kompresora kako bi zadovoljio promjenjive radne uvjete.Dva servo motora su ugrađena sa obe strane kompresora i povezana sa cilindrom za podešavanje preko priključne ploče.Servo motor, uljna stanica, naftovod i set instrumenata za automatsko upravljanje čine hidraulički servo mehanizam za podešavanje ugla lopatice.Kada deluje ulje visokog pritiska od 130 bara iz elektrane, klip servo motora se gura da se pomeri, a spojna ploča pokreće cilindar za podešavanje da se kreće sinhrono u aksijalnom smeru, a klizač pokreće lopaticu statora da se okreće. preko radilice, kako bi se postigla svrha podešavanja ugla statorske lopatice.Iz zahtjeva aerodinamičkog dizajna može se vidjeti da je veličina podešavanja kuta lopatica svakog stupnja kompresora različita, i općenito se veličina podešavanja smanjuje sukcesivno od prve do posljednje faze, što se može ostvariti odabirom dužine radilice, odnosno od prvog stepena do poslednjeg stepena sa povećanjem dužine.
Cilindar za podešavanje se naziva i “srednji cilindar” jer se nalazi između kućišta i cilindra ležaja lopatice, dok se kućište i cilindar ležaja lopatice nazivaju “spoljni cilindar” i “unutrašnji cilindar”.Ova troslojna cilindrična struktura značajno smanjuje deformacije i koncentraciju naprezanja jedinice zbog termičkog širenja, a istovremeno sprječava mehanizam za podešavanje od prašine i mehaničkih oštećenja uzrokovanih vanjskim faktorima.
4. rotor i lopatice
Rotor se sastoji od glavne osovine, pokretnih lopatica na svim nivoima, blokova odstojnika, grupa za zaključavanje lopatica, pčelinjih noževa itd. Rotor je jednake strukture unutrašnjeg prečnika, što je pogodno za obradu.
Vreteno je kovano od visoko legiranog čelika.Hemijski sastav materijala glavne osovine treba strogo ispitati i analizirati, a indeks performansi se provjerava testnim blokom.Nakon grube obrade, potrebno je ispitivanje vrućim radom kako bi se potvrdila njegova termička stabilnost i eliminirao dio zaostalog naprezanja.Nakon što su gore navedeni pokazatelji kvalifikovani, može se staviti u završnu obradu.Nakon završne obrade potrebna je kontrola bojenja ili kontrola magnetnim česticama na čepovima na oba kraja, a pukotine nisu dozvoljene.
Pokretne i nepokretne lopatice izrađene su od kovanih zareza od nerđajućeg čelika, a sirovine je potrebno pregledati na hemijski sastav, mehanička svojstva, inkluzije nemetalne troske i pukotine.Nakon što je oštrica polirana, vrši se mokro pjeskarenje kako bi se povećala otpornost površine na zamor.Sečivo za formiranje treba da izmeri frekvenciju, a ako je potrebno, treba da popravi frekvenciju.
Pokretne lopatice svakog stupnja postavljene su u rotirajući vertikalni žljeb korijena oštrice u obliku stabla duž obodnog smjera, a odstojni blokovi se koriste za pozicioniranje dvije lopatice, a blokovi odstojnika za zaključavanje se koriste za pozicioniranje i zaključavanje dvije pokretne lopatice instaliran na kraju svake faze.čvrsto.
Na oba kraja točka su obrađena dva diska za balansiranje i lako je balansirati utege u dvije ravni.Ploča za ravnotežu i zaptivna čaura formiraju balansni klip, koji funkcionira kroz balansnu cijev kako bi uravnotežio dio aksijalne sile koju stvara pneumatik, smanjio opterećenje potisnog ležaja i učinio ležaj u sigurnijem okruženju.
5. Žlijezda
Na usisnoj i izlaznoj strani kompresora nalaze se zaptivne čahure na kraju osovine, a zaptivne ploče ugrađene u odgovarajuće dijelove rotora čine labirintsku zaptivku kako bi se spriječilo curenje plina i unutrašnje curenje.Kako bi se olakšala instalacija i održavanje, podešava se kroz blok za podešavanje na vanjskom krugu zaptivne čahure.
6. Kutija za ležajeve
Radijalni ležajevi i potisni ležajevi su raspoređeni u kutiji ležaja, a ulje za podmazivanje ležajeva se skuplja iz kutije ležaja i vraća u rezervoar za ulje.Obično je dno kutije opremljeno uređajem za vođenje (kada je integriran), koji sarađuje s bazom kako bi jedinica bio u centru i toplinski se širio u aksijalnom smjeru.Za podijeljeno kućište ležaja, tri ključa za vođenje su ugrađena na dnu bočne strane kako bi se olakšalo toplinsko širenje kućišta.Aksijalni ključ je također postavljen na jednoj strani kućišta kako bi odgovarao kućištu.Kutija ležajeva je opremljena uređajima za praćenje kao što su mjerenje temperature ležaja, mjerenje vibracija rotora i mjerenje pomaka osovine.
7. ležaj
Najveći dio aksijalnog potiska rotora nosi ravnotežna ploča, a preostali aksijalni potisak od oko 20~40kN nosi potisni ležaj.Potisni jastučići se mogu automatski podesiti prema veličini opterećenja kako bi se osiguralo da je opterećenje na svakom jastučiću ravnomjerno raspoređeno.Potisni jastučići su napravljeni od legure Babbitt livenog ugljeničnog čelika.
Postoje dvije vrste radijalnih ležajeva.Kompresori velike snage i male brzine koriste eliptične ležajeve, a kompresori male snage i velike brzine koriste nagibne ležajeve.
Jedinice velikih razmjera općenito su opremljene uređajima za podizanje pod visokim pritiskom radi lakšeg pokretanja.Pumpa visokog pritiska stvara visoki pritisak od 80MPa u kratkom vremenu, a bazen visokog pritiska je instaliran ispod radijalnog ležaja za podizanje rotora i smanjenje otpora pokretanja.Nakon pokretanja, pritisak ulja pada na 5~15MPa.
Kompresor aksijalnog protoka radi u projektnim uvjetima.Kada se radni uvjeti promijene, njegova radna tačka će napustiti projektnu tačku i ući u područje ne-projektovanih radnih uvjeta.U ovom trenutku, stvarna situacija protoka zraka se razlikuje od projektnog radnog stanja., a pod određenim uslovima dolazi do nestabilnog stanja protoka.Sa sadašnje tačke gledišta, postoji nekoliko tipičnih nestabilnih uslova rada i to: rotirajući radni uslovi, prenaponski radni uslovi i blokirani radni uslovi, a ova tri radna uslova spadaju u aerodinamički nestabilne uslove rada.
Kada kompresor aksijalnog protoka radi u ovim nestabilnim radnim uslovima, ne samo da će radni učinak biti znatno pogoršan, već će se ponekad pojaviti i jake vibracije, tako da mašina ne može normalno da radi, pa će doći i do ozbiljnih nezgoda sa oštećenjem.
1. Rotirajući zastoj aksijalnog kompresora
Područje između minimalnog ugla stacionarne lopatice i linije minimalnog radnog kuta karakteristične krivulje aksijalnog kompresora protoka naziva se rotirajuća površina zastoja, a rotirajuća zastoja se dijeli na dva tipa: progresivno zastoj i naglo zastoj.Kada je zapremina vazduha manja od granice rotacione linije zastoja glavnog ventilatora aksijalnog protoka, protok vazduha na zadnjoj strani lopatice će se odvojiti, a protok vazduha unutar mašine će formirati pulsirajući tok, što će uzrokovati da lopatica stvaraju naizmjenični stres i uzrokuju oštećenja od umora.
Kako bi spriječio zastoj, od operatera se traži da bude upoznat sa karakterističnom krivom motora i da brzo prođe kroz zonu zastoja tokom procesa pokretanja.Tokom procesa rada, minimalni ugao lopatice statora ne bi trebao biti manji od specificirane vrijednosti prema propisima proizvođača.
2. Prenapon aksijalnog kompresora
Kada kompresor radi u sprezi sa cevnom mrežom određene zapremine, kada kompresor radi pri visokom kompresijskom omjeru i niskom protoku, kada je brzina protoka kompresora manja od određene vrijednosti, povratni luk zraka lopatica će biti ozbiljno razdvojeni dok se prolaz ne blokira, a protok vazduha će snažno pulsirati.I formiraju oscilaciju sa kapacitetom vazduha i otporom vazduha mreže izlaznih cevi.U ovom trenutku, parametri protoka vazduha mrežnog sistema u celini veoma fluktuiraju, odnosno zapremina vazduha i pritisak se periodično menjaju sa vremenom i amplitudom;snaga i zvuk kompresora se povremeno mijenjaju..Navedene promjene su vrlo ozbiljne, uzrokuju jake vibracije trupa, pa čak ni mašina ne može održavati normalan rad.Ova pojava se naziva prenapona.
Budući da je prenapona pojava koja se javlja u čitavom mašinskom i mrežnom sistemu, ona nije vezana samo za karakteristike unutrašnjeg protoka kompresora, već zavisi i od karakteristika cevne mreže, a njenom amplitudom i frekvencijom dominira zapremina. cevne mreže.
Posljedice prenapona su često ozbiljne.To će uzrokovati da se rotor kompresora i komponente statora podvrgnu naizmjeničnom naprezanju i lomu, uzrokujući nenormalnost međufaznog tlaka da izazove jake vibracije, što će rezultirati oštećenjem zaptivki i potisnih ležajeva, i uzrokovati sudaranje rotora i statora., uzrokujući teške nesreće.Posebno za kompresore aksijalnog protoka visokog pritiska, prenapon može uništiti mašinu za kratko vreme, tako da kompresor ne sme da radi u uslovima prenapona.
Iz prethodne preliminarne analize poznato je da je prenapon najprije uzrokovan rotacijskim zastojem uzrokovanim neprilagođavanjem aerodinamičkih parametara i geometrijskih parametara u kaskadi lopatica kompresora u promjenjivim radnim uvjetima.Ali neće svi rotirajući zastoji nužno dovesti do prenapona, ovo drugo je također povezano sa sustavom cijevne mreže, tako da formiranje fenomena prenapona uključuje dva faktora: interno, ovisi o kompresoru aksijalnog protoka Pod određenim uvjetima dolazi do iznenadnog iznenadnog zastoja ;eksterno se odnosi na kapacitet i karakterističnu liniju cevne mreže.Prvi je unutrašnji uzrok, dok je drugi spoljašnji uslov.Unutrašnji uzrok samo podstiče nalet uz saradnju spoljašnjih uslova.
3. Blokada aksijalnog kompresora
Područje grla oštrice kompresora je fiksno.Kada se brzina protoka povećava, zbog povećanja aksijalne brzine strujanja zraka, povećava se relativna brzina strujanja zraka, a negativni napadni ugao (napadni ugao je ugao između smjera strujanja zraka i ugla ugradnje ulaznog otvora sečiva) takođe se povećava.U tom trenutku će prosječni protok zraka na najmanjem dijelu ulaza kaskade dostići brzinu zvuka, tako da će protok kroz kompresor dostići kritičnu vrijednost i neće nastaviti da raste.Ovaj fenomen se zove blokiranje.Ovo blokiranje primarnih lopatica određuje maksimalni protok kompresora.Kada se ispušni tlak smanji, plin u kompresoru će povećati brzinu protoka zbog povećanja volumena ekspanzije, a blokada će se pojaviti i kada protok zraka dostigne brzinu zvuka u završnoj kaskadi.Budući da je protok zraka krajnje lopatice blokiran, tlak zraka ispred završne lopatice se povećava, a tlak zraka iza završne lopatice opada, uzrokujući povećanje razlike tlaka između prednje i stražnje strane završne lopatice, tako da sila na prednjoj i stražnjoj strani završne oštrice je neuravnotežena i može doći do naprezanja.uzrokovati oštećenje oštrice.
Kada se odrede oblik lopatice i parametri kaskade aksijalnog kompresora, njegove karakteristike blokiranja su također fiksne.Aksijalni kompresori ne smiju raditi predugo u području ispod linije prigušnice.
Općenito govoreći, kontrola protiv začepljenja aksijalnog kompresora protoka ne mora biti tako stroga kao kontrola protiv prenapona, kontrolna akcija ne mora biti brza i nema potrebe za postavljanjem tačke zaustavljanja.Što se tiče postavljanja kontrole protiv začepljenja, takođe je na samom kompresoru. Pitajte za odluku.Neki proizvođači su u dizajnu uzeli u obzir ojačanje lopatica, tako da mogu izdržati povećanje naprezanja treperenja, tako da ne moraju postavljati kontrolu blokiranja.Ako proizvođač ne smatra da je potrebno povećati snagu oštrice kada se pojava blokiranja pojavi u dizajnu, moraju se osigurati automatska kontrola protiv blokiranja.
Kontrolna shema protiv začepljenja kompresora aksijalnog protoka je sljedeća: leptir ventil protiv začepljenja je instaliran na izlaznom cjevovodu kompresora, a dva signala detekcije ulaznog protoka i izlaznog tlaka istovremeno se unose u kompresor. regulator protiv začepljenja.Kada izlazni pritisak mašine padne nenormalno i radna tačka mašine padne ispod linije protiv blokiranja, izlazni signal regulatora se šalje antiblokirajućem ventilu kako bi se ventil zatvorio manje, tako da se pritisak vazduha povećava , brzina protoka se smanjuje, a radna tačka ulazi u liniju protiv blokiranja.Iznad linije blokiranja, mašina se oslobađa blokade.
