Ju japin një kuptim gjithëpërfshirës të strukturës, parimit të punës, avantazheve dhe disavantazheve të kompresorëve të rrjedhës aksiale
Njohuri rreth kompresorëve boshtor
Kompresorët me rrjedhje boshtore dhe kompresorët centrifugale i përkasin të dy kompresorëve të tipit të shpejtësisë dhe të dy quhen kompresorë turbinash;kuptimi i kompresorëve të tipit të shpejtësisë do të thotë që parimet e tyre të punës mbështeten në tehet për të kryer punën në gaz, dhe së pari bëjnë që gazi të rrjedhë Shpejtësia e rrjedhës rritet shumë përpara se të shndërrohet energjia kinetike në energji presioni.Krahasuar me kompresorin centrifugal, meqenëse rrjedha e gazit në kompresor nuk është përgjatë drejtimit radial, por përgjatë drejtimit boshtor, tipari më i madh i kompresorit të rrjedhës boshtore është se kapaciteti i rrjedhës së gazit për njësi sipërfaqe është i madh dhe i njëjtë Nën premisën e vëllimit të gazit përpunues, dimensioni radial është i vogël, veçanërisht i përshtatshëm për raste që kërkojnë rrjedhje të madhe.Përveç kësaj, kompresori i rrjedhës boshtore ka gjithashtu avantazhet e strukturës së thjeshtë, funksionimit dhe mirëmbajtjes së përshtatshme.Sidoqoftë, është padyshim inferior ndaj kompresorëve centrifugale për sa i përket profilit kompleks të tehut, kërkesave të larta të procesit të prodhimit, zonës së ngushtë të qëndrueshme të punës dhe diapazonit të vogël të rregullimit të rrjedhës me shpejtësi konstante.
Figura e mëposhtme është një diagram skematik i strukturës së kompresorit të rrjedhës boshtore të serisë AV:
1. Shasi
Shtresa e kompresorit të rrjedhës aksiale është projektuar për t'u ndarë horizontalisht dhe është prej gize (çeliku).Ka karakteristikat e ngurtësisë së mirë, pa deformim, thithjen e zhurmës dhe reduktimin e dridhjeve.Shtrëngoni me bulona për të lidhur gjysmën e sipërme dhe të poshtme në një tërësi shumë të ngurtë.
Kutia mbështetet në bazë në katër pika, dhe katër pikat mbështetëse vendosen në të dy anët e shtresës së poshtme afër sipërfaqes së ndarë të mesme, në mënyrë që mbështetja e njësisë të ketë qëndrueshmëri të mirë.Dy nga katër pikat mbështetëse janë pika fikse, dhe dy të tjerat janë pika rrëshqitëse.Pjesa e poshtme e kutisë është gjithashtu e pajisur me dy çelësa udhëzues përgjatë drejtimit aksial, të cilët përdoren për zgjerimin termik të njësisë gjatë funksionimit.
Për njësitë e mëdha, pika mbështetëse e rrëshqitjes mbështetet nga një mbajtës lëkundjeje dhe përdoren materiale të veçanta për të bërë zgjerimin termik të vogël dhe për të zvogëluar ndryshimin e lartësisë qendrore të njësisë.Përveç kësaj, është vendosur një mbështetje e ndërmjetme për të rritur ngurtësinë e njësisë.
2. Cilindri i mbajtësit të fletës statike
Cilindri mbajtës i fletëve të palëvizshme është cilindri mbështetës për fletët e palëvizshme të rregullueshme të kompresorit.Është projektuar si një ndarje horizontale.Madhësia gjeometrike përcaktohet nga dizajni aerodinamik, i cili është përmbajtja thelbësore e dizajnit të strukturës së kompresorit.Unaza e hyrjes përputhet me fundin e marrjes së cilindrit të mbajtësit të fletës së palëvizshme dhe difuzori përputhet me skajin e shkarkimit.Ato janë të lidhura përkatësisht me kutinë dhe mëngën mbyllëse për të formuar kalimin konvergjent të skajit të marrjes dhe kalimin e zgjerimit të skajit të shkarkimit.Një kanal dhe kanali i formuar nga rotori dhe cilindri mbajtës i fletës kombinohen për të formuar një kanal të plotë të rrjedhës së ajrit të kompresorit të rrjedhës aksiale.
Trupi i cilindrit të cilindrit mbajtës të fletës së palëvizshme është i derdhur nga hekuri duktil dhe është përpunuar me saktësi.Dy skajet mbështeten përkatësisht në kasë, fundi pranë anës së shkarkimit është një mbështetje rrëshqitëse, dhe fundi pranë anës së marrjes së ajrit është një mbështetje fikse.
Ekzistojnë fletë udhëzuese të rrotullueshme në nivele të ndryshme dhe kushineta automatike të fletëve, fiksime, rrëshqitës, etj. për secilën lopatë udhëzuese në cilindrin mbajtës të fletës.Kushineti i palëvizshëm i fletës është një mbajtës boje sferike me efekt të mirë vetëlubrifikues dhe jeta e tij e shërbimit është më shumë se 25 vjet, gjë që është e sigurt dhe e besueshme.Një unazë mbyllëse silikoni është instaluar në kërcellin e lopatës për të parandaluar rrjedhjen e gazit dhe hyrjen e pluhurit.Në rrethin e jashtëm të skajit të shkarkimit të cilindrit mbajtës dhe në suportin e kasës për të parandaluar rrjedhjet, sigurohen shirita vulosjeje mbushëse.
3. Mekanizmi i rregullimit të cilindrit dhe fletës së rregullimit
Cilindri i rregullimit është i salduar nga pllaka çeliku, i ndarë horizontalisht, dhe sipërfaqja e ndarë e mesme është e lidhur me bulona, e cila ka ngurtësi të lartë.Mbështetet brenda kutisë në katër pika, dhe katër kushinetat mbështetëse janë prej metali "Du" jo të lubrifikuar.Dy pikat në njërën anë janë gjysmë të mbyllura, duke lejuar lëvizjen aksiale;dy pikat në anën tjetër janë të zhvilluara Lloji lejon zgjerimin termik aksial dhe radial dhe brenda cilindrit rregullues janë instaluar unaza udhëzuese të fazave të ndryshme të fletëve.
Mekanizmi i rregullimit të tehut të statorit përbëhet nga një servo motor, një pllakë lidhëse, një cilindër rregullues dhe një cilindër mbështetës i tehut.Funksioni i tij është të rregullojë këndin e fletëve të statorit në të gjitha nivelet e kompresorit për të përmbushur kushtet e ndryshueshme të punës.Dy servo motorë janë instaluar në të dy anët e kompresorit dhe lidhen me cilindrin rregullues përmes pllakës lidhëse.Servo motori, stacioni i naftës, tubacioni i naftës dhe një grup instrumentesh automatike të kontrollit formojnë një mekanizëm servo hidraulik për rregullimin e këndit të lopatës.Kur vaji me presion të lartë 130 bar nga stacioni i vajit të energjisë elektrike vepron, pistoni i servo motorit shtyhet për të lëvizur dhe pllaka lidhëse e shtyn cilindrin e rregullimit të lëvizë në mënyrë sinkrone në drejtimin boshtor dhe rrëshqitësi e shtyn fletën e statorit të rrotullohet përmes manivelit, në mënyrë që të arrihet qëllimi i rregullimit të këndit të fletës së statorit.Nga kërkesat e projektimit aerodinamik shihet se sasia e rregullimit të këndit të fletës së çdo faze të kompresorit është e ndryshme dhe përgjithësisht sasia e rregullimit zvogëlohet në mënyrë të njëpasnjëshme nga faza e parë në fazën e fundit, e cila mund të realizohet duke zgjedhur gjatësinë. e manivelit, pra nga faza e parë në fazën e fundit duke u rritur në gjatësi.
Cilindri rregullues quhet edhe “cilindër i mesëm” sepse vendoset në mes të mbështjellësit dhe cilindrit mbajtës të tehut, ndërsa kutia dhe cilindri mbajtës i tehut quhen përkatësisht “cilindri i jashtëm” dhe “cilindër i brendshëm”.Kjo strukturë e cilindrave me tre shtresa redukton shumë deformimin dhe përqendrimin e stresit të njësisë për shkak të zgjerimit termik, dhe në të njëjtën kohë parandalon mekanizmin e rregullimit nga pluhuri dhe dëmtimet mekanike të shkaktuara nga faktorë të jashtëm.
4. rotor dhe tehe
Rotori përbëhet nga boshti kryesor, fletë lëvizëse në të gjitha nivelet, blloqe ndarëse, grupe mbyllëse tehësh, tehe bletësh etj. Rotori është me strukturë me diametër të brendshëm të barabartë, i cili është i përshtatshëm për përpunim.
Boshti është i farkëtuar nga çeliku me aliazh të lartë.Përbërja kimike e materialit të boshtit kryesor duhet të testohet dhe analizohet rreptësisht, dhe indeksi i performancës kontrollohet nga blloku i provës.Pas përpunimit të ashpër, kërkohet një provë e nxehtë për të verifikuar qëndrueshmërinë termike të tij dhe për të eliminuar një pjesë të stresit të mbetur.Pasi të jenë kualifikuar treguesit e mësipërm, ai mund të futet në përpunimin përfundimtar.Pas përfundimit të përfundimit, kërkohet inspektimi i ngjyrosjes ose inspektimi i grimcave magnetike në ditarët në të dy skajet, dhe plasaritjet nuk lejohen.
Tehet lëvizëse dhe tehet e palëvizshme janë bërë nga boshllëqe farkëtimi prej çeliku inox, dhe lëndët e para duhet të inspektohen për përbërjen kimike, vetitë mekanike, përfshirjet e skorjeve jometalike dhe çarjet.Pas lëmimit të tehut, kryhet pastrimi i lagësht me rërë për të rritur rezistencën ndaj lodhjes së sipërfaqes.Tehu i formimit duhet të masë frekuencën, dhe nëse është e nevojshme, duhet të riparojë frekuencën.
Tehet lëvizëse të çdo faze janë instaluar në brazdë rrotulluese të rrënjës së tehut në formë peme përgjatë drejtimit rrethues, dhe blloqet e ndarësit përdoren për të vendosur dy tehet dhe blloqet e ndarjes mbyllëse përdoren për të vendosur dhe bllokuar dy tehet lëvizëse. instaluar në fund të çdo faze.ngushtë.
Ka dy disqe balancimi të përpunuara në të dy skajet e timonit dhe është e lehtë të balancosh peshat në dy plane.Pllaka e ekuilibrit dhe mënga mbyllëse formojnë një piston ekuilibër, i cili funksionon përmes tubit të ekuilibrit për të balancuar një pjesë të forcës boshtore të krijuar nga pneumatika, për të zvogëluar ngarkesën në kushinetën e shtytjes dhe për ta bërë kushinetën në një mjedis më të sigurt.
5. Gjëndër
Në anën e marrjes dhe në anën e shkarkimit të kompresorit ka mëngë mbyllëse të fund boshtit, përkatësisht, dhe pllakat e vulosjes të ngulitura në pjesët përkatëse të rotorit formojnë një vulë labirinti për të parandaluar rrjedhjen e gazit dhe kullimin e brendshëm.Për të lehtësuar instalimin dhe mirëmbajtjen, ai rregullohet përmes bllokut të rregullimit në rrethin e jashtëm të mëngës së vulosjes.
6. Kuti mbajtëse
Kushinetat radiale dhe kushinetat e shtytjes vendosen në kutinë mbajtëse, dhe vaji për lubrifikimin e kushinetave mblidhet nga kutia mbajtëse dhe kthehet në rezervuarin e vajit.Zakonisht, pjesa e poshtme e kutisë është e pajisur me një pajisje udhëzuese (kur është e integruar), e cila bashkëpunon me bazën për ta bërë njësinë në qendër dhe të zgjerohet termikisht në drejtimin boshtor.Për kushinetën e ndarë, tre çelësa udhëzues janë instaluar në fund të anës për të lehtësuar zgjerimin termik të kapakut.Një çelës udhëzues boshtor është gjithashtu i rregulluar në njërën anë të kutisë për t'u përshtatur me shtresën e jashtme.Kutia mbajtëse është e pajisur me pajisje monitoruese si matja e temperaturës së kushinetave, matja e dridhjeve të rotorit dhe matja e zhvendosjes së boshtit.
7. duke
Pjesa më e madhe e shtytjes boshtore të rotorit përballohet nga pllaka e ekuilibrit, dhe shtytja boshtore e mbetur prej rreth 20 ~ 40 kN përballohet nga kushineta e shtytjes.Mbështesat e shtytjes mund të rregullohen automatikisht sipas madhësisë së ngarkesës për të siguruar që ngarkesa në secilën jastëk të shpërndahet në mënyrë të barabartë.Mbështetësit e shtytjes janë bërë nga aliazh Babbitt i derdhur prej çeliku të karbonit.
Ekzistojnë dy lloje të kushinetave radiale.Kompresorët me fuqi të lartë dhe shpejtësi të ulët përdorin kushinetat eliptike, dhe kompresorët me fuqi të ulët dhe shpejtësi të lartë përdorin kushineta të pjerrëta.
Njësitë në shkallë të gjerë janë përgjithësisht të pajisura me pajisje lidhëse me presion të lartë për lehtësinë e nisjes.Pompa me presion të lartë gjeneron një presion të lartë prej 80 MPa në një kohë të shkurtër dhe një pishinë vaji me presion të lartë është instaluar nën kushinetën radiale për të ngritur rotorin dhe për të zvogëluar rezistencën e nisjes.Pas fillimit, presioni i vajit bie në 5 ~ 15 MPa.
Kompresori i rrjedhës boshtore funksionon në kushtet e projektimit.Kur ndryshojnë kushtet e funksionimit, pika e saj e funksionimit do të largohet nga pika e projektimit dhe do të hyjë në zonën e kushteve të funksionimit jo të projektimit.Në këtë kohë, situata aktuale e rrjedhës së ajrit është e ndryshme nga gjendja e funksionimit të projektimit., dhe në kushte të caktuara, ndodh një gjendje e paqëndrueshme e rrjedhës.Nga këndvështrimi aktual, ekzistojnë disa kushte tipike të paqëndrueshme të punës: përkatësisht, gjendja e punës me rrotullim të stallës, gjendja e punës me mbingarkesë dhe gjendja bllokuese e punës, dhe këto tre kushte pune i përkasin kushteve të paqëndrueshme aerodinamike të punës.
Kur kompresori i rrjedhës boshtore funksionon në këto kushte të paqëndrueshme pune, jo vetëm që performanca e punës do të përkeqësohet shumë, por ndonjëherë do të ndodhin dridhje të forta, kështu që makina nuk mund të funksionojë normalisht, madje do të ndodhin aksidente me dëmtime serioze.
1. Tezgë rrotulluese e kompresorit të rrjedhës aksiale
Zona midis këndit minimal të lopatës së palëvizshme dhe vijës së këndit minimal të funksionimit të kurbës karakteristike të kompresorit të rrjedhës boshtore quhet zona e stallës rrotulluese, dhe stalla rrotulluese ndahet në dy lloje: stallë progresive dhe stallë e papritur.Kur vëllimi i ajrit është më i vogël se kufiri i linjës së ngecjes rrotulluese të ventilatorit kryesor të rrjedhës boshtore, fluksi i ajrit në pjesën e pasme të tehut do të shkëputet dhe rrjedha e ajrit brenda makinës do të formojë një rrjedhë pulsuese, e cila do të bëjë që tehu të gjenerojnë stres të alternuar dhe shkaktojnë dëmtime të lodhjes.
Për të parandaluar bllokimin, operatori duhet të njihet me kurbën karakteristike të motorit dhe të kalojë shpejt nëpër zonën e bllokimit gjatë procesit të ndezjes.Gjatë procesit të funksionimit, këndi minimal i tehut të statorit nuk duhet të jetë më i ulët se vlera e specifikuar sipas rregulloreve të prodhuesit.
2. Shpërthimi aksial i kompresorit
Kur kompresori punon në lidhje me një rrjet tubash me një vëllim të caktuar, kur kompresori funksionon me një raport të lartë kompresimi dhe shpejtësi të ulët rrjedhjeje, kur shkalla e rrjedhës së kompresorit të jetë më e vogël se një vlerë e caktuar, rrjedha e ajrit të harkut të pasmë të tehuve do të jetë ndahet seriozisht derisa kalimi të bllokohet dhe fluksi i ajrit do të pulsojë fuqishëm.Dhe formoni një lëkundje me kapacitetin e ajrit dhe rezistencën e ajrit të rrjetit të tubave të daljes.Në këtë kohë, parametrat e rrjedhës së ajrit të sistemit të rrjetit luhaten shumë në tërësi, domethënë vëllimi dhe presioni i ajrit ndryshojnë periodikisht me kohën dhe amplituda;fuqia dhe zëri i kompresorit ndryshojnë periodikisht..Ndryshimet e sipërpërmendura janë shumë të rënda, duke bërë që trupi i trupit të dridhet fuqishëm, madje edhe makina nuk mund të mbajë funksionimin normal.Ky fenomen quhet rritje.
Meqenëse mbitensioni është një fenomen që ndodh në të gjithë sistemin e makinës dhe rrjetit, ai nuk lidhet vetëm me karakteristikat e rrjedhës së brendshme të kompresorit, por varet edhe nga karakteristikat e rrjetit të tubacioneve, dhe amplituda dhe frekuenca e tij dominohen nga vëllimi. të rrjetit të tubacioneve.
Pasojat e rritjes janë shpesh serioze.Do të bëjë që komponentët e rotorit të kompresorit dhe të statorit t'i nënshtrohen stresit dhe thyerjes së alternuar, duke shkaktuar anomali të presionit ndërfazor për të shkaktuar dridhje të forta, duke rezultuar në dëmtimin e vulave dhe kushinetat e shtytjes dhe duke shkaktuar përplasjen e rotorit dhe statorit., duke shkaktuar aksidente të rënda.Veçanërisht për kompresorët e rrjedhës boshtore me presion të lartë, mbitensioni mund të shkatërrojë makinën në një kohë të shkurtër, kështu që kompresori nuk lejohet të funksionojë në kushte të mbitensionit.
Nga analiza paraprake e mësipërme, dihet se rritja është shkaktuar fillimisht nga ngecja e rrotullimit të shkaktuar nga mosrregullimi i parametrave aerodinamikë dhe parametrave gjeometrikë në kaskadën e tehut të kompresorit në kushte të ndryshueshme pune.Por jo të gjitha stallat rrotulluese do të çojnë domosdoshmërisht në mbingarkesë, kjo e fundit lidhet edhe me sistemin e rrjetit të tubacioneve, kështu që formimi i fenomenit të mbitensionit përfshin dy faktorë: nga brenda, varet nga kompresori i rrjedhës aksiale Në kushte të caktuara, ndodh një bllokim i papritur i papritur. ;nga jashtë, lidhet me kapacitetin dhe linjën karakteristike të rrjetit të tubacioneve.E para është një shkak i brendshëm, ndërsa i dyti është një gjendje e jashtme.Shkaku i brendshëm vetëm nxit rritjen me bashkëpunimin e kushteve të jashtme.
3. Bllokim i kompresorit aksial
Zona e fytit të tehut të kompresorit është e fiksuar.Kur rritet shkalla e rrjedhës, për shkak të rritjes së shpejtësisë aksiale të rrjedhës së ajrit, shpejtësia relative e rrjedhës së ajrit rritet, dhe këndi negativ i sulmit (këndi i sulmit është këndi midis drejtimit të rrjedhës së ajrit dhe këndit të instalimit e hyrjes së tehut) gjithashtu rritet.Në këtë kohë, fluksi mesatar i ajrit në pjesën më të vogël të hyrjes së kaskadës do të arrijë shpejtësinë e zërit, kështu që rrjedha përmes kompresorit do të arrijë një vlerë kritike dhe nuk do të vazhdojë të rritet.Ky fenomen quhet bllokim.Ky bllokim i fletëve primare përcakton rrjedhën maksimale të kompresorit.Kur presioni i shkarkimit zvogëlohet, gazi në kompresor do të rrisë shpejtësinë e rrjedhës për shkak të rritjes së vëllimit të zgjerimit, dhe bllokimi do të ndodhë gjithashtu kur fluksi i ajrit të arrijë shpejtësinë e zërit në kaskadën përfundimtare.Për shkak se fluksi i ajrit të tehut përfundimtar është i bllokuar, presioni i ajrit përpara tehut përfundimtar rritet, dhe presioni i ajrit pas tehut përfundimtar zvogëlohet, duke bërë që diferenca e presionit midis pjesës së përparme dhe të pasme të tehut përfundimtar të rritet, në mënyrë që forca në pjesën e përparme dhe të pasme të tehut përfundimtar është e pabalancuar dhe mund të krijohet stres.shkaktojnë dëmtim të tehut.
Kur përcaktohen forma e tehut dhe parametrat e kaskadës së një kompresori të rrjedhës boshtore, karakteristikat e tij bllokuese janë gjithashtu të fiksuara.Kompresorët aksialë nuk lejohen të punojnë për një kohë të gjatë në zonën poshtë vijës së mbytjes.
Në përgjithësi, kontrolli kundër bllokimit të kompresorit të rrjedhës boshtore nuk duhet të jetë aq i rreptë sa kontrolli kundër mbingarkesës, veprimi i kontrollit nuk kërkohet të jetë i shpejtë dhe nuk ka nevojë të vendosni një pikë ndalimi të udhëtimit.Për sa i përket vendosjes së kontrollit kundër bllokimit, kjo varet edhe nga vetë kompresori. Kërkoni një vendim.Disa prodhues kanë marrë parasysh forcimin e teheve në dizajn, në mënyrë që të përballojnë rritjen e stresit të valëzimit, kështu që nuk kanë nevojë të vendosin kontrollin e bllokimit.Nëse prodhuesi nuk konsideron se forca e tehut duhet të rritet kur ndodh fenomeni i bllokimit në dizajn, duhet të sigurohen pajisje kontrolli automatik kundër bllokimit.
Skema e kontrollit kundër bllokimit të kompresorit të rrjedhës boshtore është si më poshtë: një valvul kundër bllokimit flutur është instaluar në tubacionin e daljes së kompresorit dhe dy sinjalet e zbulimit të shpejtësisë së hyrjes dhe presionit të daljes futen njëkohësisht në rregullator kundër bllokimit.Kur presioni i daljes së makinës bie në mënyrë jonormale dhe pika e punës së makinës bie nën vijën kundër bllokimit, sinjali i daljes së rregullatorit dërgohet në valvulën kundër bllokimit për ta bërë valvulën të mbyllet më të vogël, kështu që presioni i ajrit rritet. , shpejtësia e rrjedhjes zvogëlohet dhe pika e punës hyn në vijën anti-bllokuese.Mbi vijën e bllokimit, makina shpëton nga gjendja e bllokimit.
