Sniegs visaptverošu izpratni par aksiālās plūsmas kompresoru uzbūvi, darbības principu, priekšrocībām un trūkumiem
Zināšanas par aksiālajiem kompresoriem
Aksiālās plūsmas kompresori un centrbēdzes kompresori pieder pie ātruma tipa kompresoriem, un abus sauc par turbīnu kompresoriem;ātruma tipa kompresoru nozīme nozīmē, ka to darbības principi ir balstīti uz lāpstiņām, kas veic darbu ar gāzi un vispirms nodrošina gāzes plūsmu. Plūsmas ātrums ir ievērojami palielināts, pirms kinētiskā enerģija tiek pārvērsta spiediena enerģijā.Salīdzinot ar centrbēdzes kompresoru, tā kā gāzes plūsma kompresorā nenotiek radiālajā virzienā, bet gan aksiālajā virzienā, aksiālās plūsmas kompresora lielākā iezīme ir tā, ka gāzes plūsmas jauda uz laukuma vienību ir liela un vienāda. Apstrādes gāzes tilpuma apstākļos radiālais izmērs ir mazs, īpaši piemērots gadījumiem, kad nepieciešama liela plūsma.Turklāt aksiālās plūsmas kompresoram ir arī vienkāršas struktūras, ērtas darbības un apkopes priekšrocības.Tomēr tas ir acīmredzami zemāks par centrbēdzes kompresoriem sarežģītā lāpstiņas profila, augstās ražošanas procesa prasības, šaura stabila darba zona un neliela plūsmas regulēšanas diapazona pie nemainīga ātruma ziņā.
Nākamajā attēlā ir AV sērijas aksiālās plūsmas kompresora struktūras shematiska diagramma:
1. Šasija
Aksiālās plūsmas kompresora korpuss ir paredzēts sadalīšanai horizontāli un ir izgatavots no čuguna (tērauda).Tam ir labas stingrības īpašības, bez deformācijas, trokšņa absorbcijas un vibrācijas samazināšanas.Pievelciet ar skrūvēm, lai savienotu augšējo un apakšējo pusi ļoti stingrā veselumā.
Korpuss ir atbalstīts uz pamatnes četros punktos, un četri atbalsta punkti ir novietoti abās apakšējā korpusa pusēs tuvu vidējai sadalītajai virsmai, lai ierīces balstam būtu laba stabilitāte.Divi no četriem atbalsta punktiem ir fiksēti punkti, bet pārējie divi ir bīdāmie punkti.Korpusa apakšējā daļa ir aprīkota arī ar divām virzošajām atslēgām pa aksiālo virzienu, kuras tiek izmantotas iekārtas termiskai izplešanai ekspluatācijas laikā.
Lielām vienībām bīdāmo atbalsta punktu atbalsta šūpošanās kronšteins, un tiek izmantoti īpaši materiāli, lai samazinātu siltuma izplešanos un samazinātu vienības centra augstuma izmaiņas.Turklāt, lai palielinātu vienības stingrību, ir iestatīts starpbalsts.
2. Statiskā lāpstiņas gultņa cilindrs
Stacionārais lāpstiņu gultņa cilindrs ir atbalsta cilindrs regulējamām stacionārajām kompresora lāpstiņām.Tas ir veidots kā horizontāls sadalījums.Ģeometrisko izmēru nosaka aerodinamiskā konstrukcija, kas ir kompresora konstrukcijas dizaina galvenais saturs.Ieplūdes gredzens atbilst stacionārā lāpstiņas gultņa cilindra ieplūdes galam, un difuzors atbilst izplūdes galam.Tie ir attiecīgi savienoti ar korpusu un blīvējuma uzmavu, lai izveidotu ieplūdes gala saplūstošo eju un izplūdes gala izplešanās kanālu.Kanāls un kanāls, ko veido rotors un lāpstiņas gultņa cilindrs, ir apvienoti, lai izveidotu pilnīgu aksiālās plūsmas kompresora gaisa plūsmas kanālu.
Stacionārā lāpstiņu gultņa cilindra cilindra korpuss ir atliets no kaļamā čuguna un ir precīzi apstrādāts.Abi gali ir attiecīgi atbalstīti uz korpusa, gals pie izplūdes puses ir bīdāms balsts, un gals pie gaisa ieplūdes puses ir fiksēts balsts.
Katrai virzošajai lāpstiņai uz lāpstiņu gultņa cilindra ir rotējamas vadotnes dažādos līmeņos un automātiskie lāpstiņu gultņi, kloķi, slīdņi utt.Stacionārais lokšņu gultnis ir sfērisks tintes gultnis ar labu pašeļļojošu efektu, un tā kalpošanas laiks ir vairāk nekā 25 gadi, kas ir drošs un uzticams.Silikona blīvgredzens ir uzstādīts uz lāpstiņas kāta, lai novērstu gāzes noplūdi un putekļu iekļūšanu.Uzpildes blīvējuma sloksnes ir paredzētas gultņa cilindra izplūdes gala ārējā aplī un korpusa balstā, lai novērstu noplūdi.
3. Regulēšanas cilindru un lāpstiņu regulēšanas mehānisms
Regulēšanas cilindrs ir metināts ar tērauda plāksnēm, sadalīts horizontāli, un vidējā sadalītā virsma ir savienota ar skrūvēm, kurām ir augsta stingrība.Tas ir atbalstīts korpusa iekšpusē četros punktos, un četri atbalsta gultņi ir izgatavoti no neeļļota “Du” metāla.Divi punkti vienā pusē ir daļēji slēgti, nodrošinot aksiālu kustību;divi punkti otrā pusē ir izstrādāti. Tips pieļauj aksiālo un radiālo termisko izplešanos, un regulēšanas cilindra iekšpusē ir uzstādīti dažādu lāpstiņu pakāpju vadošie gredzeni.
Statora lāpstiņas regulēšanas mehānisms sastāv no servomotora, savienojošās plāksnes, regulēšanas cilindra un lāpstiņas atbalsta cilindra.Tās funkcija ir regulēt statora lāpstiņu leņķi visos kompresora līmeņos, lai tie atbilstu mainīgajiem darba apstākļiem.Divi servomotori ir uzstādīti abās kompresora pusēs un savienoti ar regulēšanas cilindru caur savienojuma plāksni.Servo motors, eļļas stacija, naftas cauruļvads un automātisko vadības instrumentu komplekts veido hidraulisko servo mehānismu lāpstiņas leņķa regulēšanai.Kad iedarbojas 130 bāru augstspiediena eļļa no spēkstacijas eļļas stacijas, servomotora virzulis tiek nospiests, lai kustētos, un savienojošā plāksne virza regulēšanas cilindru sinhroni kustēties aksiālā virzienā, un slīdnis virza statora lāpstiņu, lai grieztos. caur kloķi, lai sasniegtu statora lāpstiņas leņķa regulēšanas mērķi.No aerodinamiskās konstrukcijas prasībām var redzēt, ka katras kompresora pakāpes lāpstiņas leņķa regulēšanas apjoms ir atšķirīgs, un parasti regulēšanas apjoms secīgi samazinās no pirmās pakāpes līdz pēdējai pakāpei, ko var realizēt, izvēloties garumu. no kloķa, tas ir, no pirmā posma līdz pēdējai pakāpei, kas palielinās garumā.
Regulēšanas cilindru sauc arī par “vidējo cilindru”, jo tas atrodas starp korpusu un lāpstiņas gultņa cilindru, savukārt korpusu un lāpstiņas gultņa cilindru sauc attiecīgi par “ārējo cilindru” un “iekšējo cilindru”.Šī trīsslāņu cilindra struktūra ievērojami samazina iekārtas deformāciju un sprieguma koncentrāciju termiskās izplešanās dēļ, un tajā pašā laikā novērš regulēšanas mehānismu no putekļiem un ārējo faktoru radītiem mehāniskiem bojājumiem.
4. rotors un lāpstiņas
Rotors sastāv no galvenās vārpstas, visos līmeņos kustīgiem asmeņiem, starplikas blokiem, lāpstiņu bloķēšanas grupām, bišu lāpstiņām utt. Rotoram ir vienāda iekšējā diametra struktūra, kas ir ērta apstrādei.
Vārpsta ir kalta no ļoti leģēta tērauda.Galvenās vārpstas materiāla ķīmiskais sastāvs ir stingri jāpārbauda un jāanalizē, un veiktspējas indeksu pārbauda testa bloks.Pēc neapstrādātas apstrādes ir nepieciešams karstās darbības tests, lai pārbaudītu tā termisko stabilitāti un novērstu daļu no atlikušā sprieguma.Kad iepriekš minētie rādītāji ir kvalificēti, to var izmantot apdares apstrādē.Pēc apdares pabeigšanas ir nepieciešama krāsojuma pārbaude vai magnētisko daļiņu pārbaude abos galos, un nav pieļaujamas plaisas.
Kustīgie asmeņi un stacionārie asmeņi ir izgatavoti no nerūsējošā tērauda kalšanas sagatavēm, un izejmateriāliem ir jāpārbauda ķīmiskais sastāvs, mehāniskās īpašības, nemetāla izdedžu ieslēgumi un plaisas.Pēc tam, kad asmens ir pulēts, tiek veikta mitrā smilšu strūkla, lai uzlabotu virsmas noguruma izturību.Formēšanas asmenim ir jāmēra frekvence, un, ja nepieciešams, tai ir jālabo frekvence.
Katras pakāpes kustīgie asmeņi ir uzstādīti rotējošā vertikālā koka formas asmeņa saknes rievā pa apkārtmēru, un starplikas tiek izmantotas, lai novietotu divus asmeņus, un bloķējošie starplikas tiek izmantoti, lai novietotu un bloķētu abus kustīgos asmeņus. uzstādīta katra posma beigās.cieši.
Abos riteņa galos ir apstrādāti divi līdzsvara diski, un ir viegli līdzsvarot atsvarus divās plaknēs.Līdzsvara plāksne un blīvējuma uzmava veido līdzsvara virzuli, kas darbojas caur līdzsvara cauruli, lai līdzsvarotu daļu no pneimatiskā radītā aksiālā spēka, samazinātu slodzi uz vilces gultni un padarītu gultni drošākā vidē.
5. Dziedzeris
Kompresora ieplūdes un izplūdes pusē ir attiecīgi vārpstas gala blīvējuma uzmavas, un attiecīgajās rotora daļās iestrādātās blīvējuma plāksnes veido labirinta blīvējumu, lai novērstu gāzes noplūdi un iekšējo noplūdi.Lai atvieglotu uzstādīšanu un apkopi, tas tiek regulēts caur regulēšanas bloku blīvējuma uzmavas ārējā aplī.
6. Gultņu kaste
Radiālie gultņi un vilces gultņi ir izvietoti gultņu kārbā, un gultņu eļļošanai paredzētā eļļa tiek savākta no gultņu kastes un atgriezta eļļas tvertnē.Parasti kastes apakšdaļa ir aprīkota ar virzošo ierīci (ja ir integrēta), kas sadarbojas ar pamatni, lai padarītu iekārtu centrā un termiski izplestos aksiālā virzienā.Sadalītajam gultņa korpusam sānu apakšā ir uzstādītas trīs vadošās atslēgas, lai atvieglotu korpusa termisko izplešanos.Korpusa vienā pusē ir arī aksiālā virzošā atslēga, lai tā atbilstu korpusam.Gultņu kārba ir aprīkota ar uzraudzības ierīcēm, piemēram, gultņu temperatūras mērīšanu, rotora vibrācijas mērīšanu un vārpstas pārvietojuma mērīšanu.
7. gultnis
Lielāko daļu rotora aksiālās vilces sedz līdzsvara plāksne, un atlikušo aksiālo vilci aptuveni 20–40 kN sedz vilces gultnis.Vilces spilventiņus var automātiski noregulēt atbilstoši slodzes lielumam, lai nodrošinātu vienmērīgu katra spilvena slodzes sadalījumu.Vilces paliktņi ir izgatavoti no oglekļa tērauda lietā Babbitt sakausējuma.
Ir divu veidu radiālie gultņi.Kompresori ar lielu jaudu un mazu ātrumu izmanto elipsveida gultņus, un kompresoros ar zemu jaudu un lielu ātrumu tiek izmantoti noliecamie paliktņa gultņi.
Liela mēroga vienības parasti ir aprīkotas ar augstspiediena pacelšanas ierīcēm palaišanas ērtībai.Augstspiediena sūknis īsā laikā rada augstu spiedienu 80 MPa, un zem radiālā gultņa ir uzstādīts augstspiediena eļļas baseins, lai paceltu rotoru un samazinātu palaišanas pretestību.Pēc palaišanas eļļas spiediens pazeminās līdz 5 ~ 15 MPa.
Aksiālās plūsmas kompresors darbojas saskaņā ar projektēšanas nosacījumiem.Mainoties ekspluatācijas apstākļiem, tā darbības punkts atstās projektēšanas punktu un nonāks ārpusprojekta ekspluatācijas apstākļu zonā.Šobrīd faktiskā gaisa plūsmas situācija atšķiras no projektētā darbības stāvokļa., un noteiktos apstākļos rodas nestabils plūsmas stāvoklis.No šī brīža viedokļa ir vairāki tipiski nestabili darba apstākļi: proti, rotējošas kabīnes darba stāvoklis, pārsprieguma darba stāvoklis un bloķēšanas darba stāvoklis, un šie trīs darba apstākļi pieder pie aerodinamiskiem nestabiliem darba apstākļiem.
Kad aksiālās plūsmas kompresors darbojas šajos nestabilajos darba apstākļos, ne tikai ievērojami pasliktināsies darba veiktspēja, bet dažkārt radīsies spēcīgas vibrācijas, tāpēc iekārta nevarēs normāli darboties, un var rasties pat nopietni bojājumi.
1. Aksiālās plūsmas kompresora rotējošs bloks
Laukumu starp stacionārās lāpstiņas minimālo leņķi un aksiālās plūsmas kompresora raksturlīknes minimālo darbības leņķa līniju sauc par rotējošo apstāšanās zonu, un rotējošo sviru iedala divos veidos: progresīvā apstāšanās un pēkšņā apstāšanās.Ja gaisa tilpums ir mazāks par aksiālās plūsmas galvenā ventilatora rotācijas apstāšanās līnijas robežu, lāpstiņas aizmugurē esošā gaisa plūsma atdalīsies, un gaisa plūsma mašīnas iekšpusē veidos pulsējošu plūsmu, kas izraisīs lāpstiņu radīt mainīgu stresu un izraisīt noguruma bojājumus.
Lai novērstu apstāšanos, operatoram ir jāpārzina dzinēja raksturlīkne un iedarbināšanas procesa laikā ātri jāiziet cauri apstāšanās zonai.Darbības procesā minimālais statora lāpstiņas leņķis nedrīkst būt zemāks par norādīto vērtību saskaņā ar ražotāja noteikumiem.
2. Aksiālā kompresora pārsprieguma
Kad kompresors darbojas kopā ar cauruļu tīklu ar noteiktu tilpumu, kad kompresors darbojas ar augstu kompresijas pakāpi un zemu plūsmas ātrumu, kad kompresora plūsmas ātrums ir mazāks par noteiktu vērtību, lāpstiņu aizmugures loka gaisa plūsma tiks samazināta. nopietni atdalīts, līdz eja tiek bloķēta, un gaisa plūsma spēcīgi pulsēs.Un veidojiet svārstības ar izplūdes cauruļu tīkla gaisa ietilpību un gaisa pretestību.Šajā laikā tīkla sistēmas gaisa plūsmas parametri kopumā ļoti svārstās, tas ir, gaisa tilpums un spiediens periodiski mainās atkarībā no laika un amplitūdas;gan kompresora jauda, gan skaņa periodiski mainās..Iepriekš minētās izmaiņas ir ļoti smagas, izraisot fizelāžas spēcīgu vibrāciju, un pat mašīna nevar uzturēt normālu darbību.Šo parādību sauc par pārspriegumu.
Tā kā pārspriegums ir parādība, kas notiek visā mašīnā un tīkla sistēmā, tas ir saistīts ne tikai ar kompresora iekšējās plūsmas raksturlielumiem, bet arī ir atkarīgs no cauruļu tīkla īpašībām, un tā amplitūdā un frekvencē dominē tilpums. cauruļu tīklu.
Pārsprieguma sekas bieži ir nopietnas.Tas izraisīs kompresora rotora un statora komponentu mainīgu spriegumu un lūzumu, izraisot starppakāpju spiediena novirzes, izraisot spēcīgu vibrāciju, izraisot blīvējumu un vilces gultņu bojājumus, kā arī izraisot rotora un statora sadursmi., izraisot smagus negadījumus.Īpaši augstspiediena aksiālās plūsmas kompresoriem pārspriegums var īsā laikā sabojāt iekārtu, tāpēc kompresoram nav atļauts darboties pārsprieguma apstākļos.
No iepriekš minētās provizoriskās analīzes ir zināms, ka pārspriegumu, pirmkārt, izraisa rotācijas apstāšanās, ko izraisa kompresora lāpstiņu kaskādes aerodinamisko parametru un ģeometrisko parametru neregulēšana mainīgos darba apstākļos.Bet ne visi rotējošie bremzes noteikti izraisīs pārspriegumu, pēdējais ir saistīts arī ar cauruļu tīkla sistēmu, tāpēc pārsprieguma parādības veidošanās ietver divus faktorus: iekšēji tas ir atkarīgs no aksiālās plūsmas kompresora Noteiktos apstākļos notiek pēkšņs pēkšņs apstāšanās. ;ārēji tas ir saistīts ar cauruļu tīkla jaudu un raksturīgo līniju.Pirmais ir iekšējs cēlonis, bet otrais ir ārējs stāvoklis.Iekšējais cēlonis tikai veicina pārspriegumu, sadarbojoties ārējiem apstākļiem.
3. Aksiālā kompresora bloķēšana
Kompresora lāpstiņas rīkles zona ir fiksēta.Kad plūsmas ātrums palielinās, palielinoties gaisa plūsmas aksiālajam ātrumam, palielinās gaisa plūsmas relatīvais ātrums un negatīvais trieciena leņķis (uzbrukuma leņķis ir leņķis starp gaisa plūsmas virzienu un uzstādīšanas leņķi lāpstiņas ieplūdes) arī palielinās.Šajā laikā vidējā gaisa plūsma mazākajā kaskādes ieplūdes posmā sasniegs skaņas ātrumu, tādējādi plūsma caur kompresoru sasniegs kritisko vērtību un neturpinās palielināties.Šo parādību sauc par bloķēšanu.Šī primāro lāpstiņu bloķēšana nosaka kompresora maksimālo plūsmu.Samazinoties izplūdes spiedienam, gāze kompresorā palielinās plūsmas ātrumu, palielinoties izplešanās tilpumam, un aizsprostojums notiks arī tad, kad gaisa plūsma pēdējā kaskādē sasniegs skaņas ātrumu.Tā kā pēdējā lāpstiņas gaisa plūsma ir bloķēta, gaisa spiediens pēdējā asmens priekšā palielinās un gaisa spiediens aiz pēdējā asmens samazinās, izraisot spiediena starpības palielināšanos starp gala asmens priekšējo un aizmugurējo daļu, lai spēks gala asmens priekšpusē un aizmugurē nav līdzsvarots, un var rasties spriedze.izraisīt asmens bojājumus.
Nosakot aksiālās plūsmas kompresora lāpstiņas formu un kaskādes parametrus, tiek fiksēti arī tā bloķēšanas raksturlielumi.Aksiālajiem kompresoriem nav atļauts pārāk ilgi darboties zonā zem droseles līnijas.
Vispārīgi runājot, aksiālās plūsmas kompresora pretaizsērējuma kontrolei nav jābūt tik stingrai kā pretpārsprieguma kontrolei, vadības darbībai nav jābūt ātrai un nav jāiestata izslēgšanas apstāšanās punkts.Kas attiecas uz to, vai iestatīt pretaizsērējuma kontroli, tas ir arī paša kompresora ziņā. Jautājiet par lēmumu.Daži ražotāji konstrukcijā ir ņēmuši vērā lāpstiņu nostiprināšanu, lai tie varētu izturēt plandīšanās spriedzes palielināšanos, tāpēc tiem nav nepieciešams iestatīt bloķēšanas vadību.Ja ražotājs neuzskata, ka lāpstiņas stiprība ir jāpalielina, kad konstrukcijā notiek bloķēšanas parādība, ir jānodrošina pretbloķēšanas automātiskās vadības iekārtas.
Aksiālās plūsmas kompresora pretaizsērējuma kontroles shēma ir šāda: kompresora izplūdes cauruļvadā ir uzstādīts tauriņveida pretaizsērējuma vārsts, un divi ieplūdes plūsmas ātruma un izplūdes spiediena noteikšanas signāli tiek ievadīti vienlaicīgi. pretaizsērējuma regulators.Kad mašīnas izplūdes spiediens nenormāli pazeminās un mašīnas darba punkts nokrītas zem pretbloķēšanas līnijas, regulatora izejas signāls tiek nosūtīts uz pretbloķēšanas vārstu, lai vārsts aizvērtos mazāks, tāpēc gaisa spiediens palielinās. , plūsmas ātrums samazinās, un darba punkts nonāk pretbloķēšanas līnijā.Virs bloķēšanas līnijas mašīna atbrīvojas no bloķēšanas stāvokļa.
