Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [ 15 ] 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57

возможность с некоторым приближением произвести пересчет производительности, напора и мощности при изменении числа оборотов

В случае изменения плотности всасываемого воздуха, объемная подача останется неизменной, а напор и мощность изменяются прямо пропорционально изменению плотности.

Изменение диаметра колеса (линейного размера) приведет к изменению всасываемого объема (т. е. подачи) пропорционально кубу измерения диаметра; напор, зависящий от и-, изменится пропорционально квадрату изменения диаметра (определяющего скорость «2 при постоянном числе оборотов), а мощность изменится пропорционально пятой степени изменения числа оборотов.

На основании изложенного можно составить таблицу пересчета подачи V, напора Н и мощности N в завимимости от изменения плотности Q, числа оборотов п и наружного диаметра колеса D (табл. 9).

Таблица 9

Пересчет v, Н к n к зависимости от изменения q, п к d

Так, например, увеличение оборотов ц. к. м. в 2 раза приведет к увеличению производительности приблизительно в 2 раза, напора - Б 4 раза и мощности - в 8 раз.

Уменьшение диаметра в 1,2 раза от своей начальной величины приведет к уменьшению подачи приблизительно в 1,2* = = 1,73 раза, напора в 1,2 = 1,44 раза и мощности в 1,2 = = 2,5 раза. 94

30. Последовательная и параллельная работа центробежных компрессоров

Последовательное включение двух или нескольких компрессорных машин имеет целью повысить общее давление. При этом производительности всех включаемых последовательно машин должны быть равны.

Последовательная работа имеет место в многоступенчатых машинах. Последовательное включение одноступенчатых машин (вентиляторов, воздуходувок) применяется в виде исключения, когда напор, создаваемый одной машиной, недостаточен, или когда включение через промежуточное устройство выз-к вано условиями производства, например последовательное включение дутьевого вентилятора, дымоходов , котла и дымососа.

Фиг. 45. Характеристики ц. к. м. при последовательном включении двух одинаковых машин.

Фиг. 46. Совместная работа ц. к. м. при последовательном включении.

На фнг. 45 показаны характеристики ц. к. м. при последовательном включении двух одинаковых машин. Суммарная характеристика / + имеет удвоенный напор для каждой подачи. Итоговая подача несколько превышает подачу каждой машины. Каждая из машин должна развивать половину общего давления и должна работать в области высоких к. п. д.

График совместной работы двух неодинаковых машин (фиг. 46) строится также суммированием напоров для одинаковых подач. В области низких напоров итоговая производительность (точка А) может оказаться меньше подачи одной машины большей производительности (точка /4i), так как другая машина в этом случае работает как дроссель, пропускающий через себя воздух.

Очевидно, последовательное включение целесообразно в области повышенных напоров при крутой характеристике сети.

Для решения вопроса об экономичности последовательного включения необходимо построить также характеристику - у для совместной работы. Стедует стремиться к работе в области, близкой к максимальным к. п. д. для каждой из машин {ц и ц), что обеспечит высокий к. п. д. установки.

Параллельная работа двух или нескольких ц. к. м. в одну сеть - явление довольно частое. Параллельная работа имеет целью увеличить подачу воздуха в сеть, сохранив неизменным давление у потребителя. Наиболее характерны два основных слу-

- i Iff I

Фиг. 47. Характеристика ц. к. м. при параллельной работе двух одинаковых машин.

чая: параллельная работа двух (или нескольких) одинаковых машин и параллельная работа разных по характеристике машин.

Кривая / - / (фиг. 47) означает характеристику одной машины, а кривая - - суммарную характеристику двух одинаковых машин, которая получается путем увеличения вдвое абсцисс для любой точки Р.

Практически включение второй машины требуется при недостаточной производительности одной машины, что приводит к снижению давления. Рабочая точка получается в месте пересечения характеристики машины и характеристики трубопровода (противодавление), представляющей собой параболическую кривую. После включения второй машины рабочая точка перемещается в 62. где встречаются характеристики того же трубопровода и суммарная характеристика двух машин. При этом повышаются давление и производительность, однако, суммарная подача меньше суммы подач 2V2- Лишь в случае изменения характеристик трубопровода, т. е. открытия новых задвижек к потребителям, либо подключения новых трубопроводов или увеличения проходного сечения существующих, а также при подаче в очень большие объемы с постоянным давлением (газгольдеры ИТ. п.) может оказаться, что давление рабочей точки с: 2 не изменилось, и тогда общая подача равна сумме производительностей отдельных машин = 21/. В действительности же включение

второй машины обычно не связывается с изменением характеристики сети, и тогда следует считаться с условиями новой рабочей точки 2-

Если характеристика трубопровода 2-2 достаточно пологая, включение второй машины дает заметное увеличение подачи, равное AV = 22- i- Параллельная работа машины в этом случае рациональна.

Если характеристика сети идет круто (например, /-/) и рабочая точка Й1 достаточно близка к критической точке К, параллельное включение второй машины, перенося рабочую точку

Фиг. 48. Характеристики ц. к. м. при параллельной работе двух неодинаковых машин.

Б полол<ение Ь, незначительно увеличивает общую подачу. Очевидно, параллельная работа двух машин в этом случае не целесообразна.

На фиг. 48 даны характеристики /-/ и - двух разных машин. Для равных давлений производительности обеих машин также складываются. Сложение возможно для давлений до критической точки К машины меньшего давления. При давлении, равном или превышающем /С, эта машина уже не может участвовать в общей работе, так как ее подача равна нулю. При давлении выше Ki вторая машина подает воздух не только в сеть, но и через первую машину. Производительность первой машины становится отрицательной. Общая подача в сеть станет даже меньше производительности одной машины. Для указанного графического изображения построим характеристики машин в двух квадрантах, дающих возможность изобразить положительную и отрицательную подачу при положительном давлении. Такие кривые имеют физический смысл и, как сказано выше, вполне возможны при работе двух машин с разными характеристиками.

Складывая для любой точки давления р положительные и отрицательные значения производительностей Vi и V,

Карабин 97

31. Осевая сила

и способы ее уравновешивания

получим суммарную характеристику / ] И обеих машин для равных давлений.

При включении второй машины без изменения характеристики сети суммарная подача изменяется, причем она заметно увеличивается для пологой характеристики сети 3-3, весьма мало увеличивается для крутой характеристики сети 2-2 и может стать меньше подачи одной из машин (второй) при характеристике сети /-/, проходящей левее критической точки /(j первой машины. Поскольку в утом случае производительность первой машины отрицательна, общая подача равна арифметической разности производительностей обеих машин. Параллельная работа двух нли нескольких машин в этом случае явно нецелесообразна.

Параллельная работа создает большие трудности для определения оптимальных условий работы, так как неудовлетворительное регулирование моиет привести к большому перерасходу энергии компрессорными станциями.

На колесо компрессорной машины слева со стороны всасывания действует давление Pi на кольцевую площадь всасывания. На перекрывающий диск действует давление воздуха, выходящего из колеса, и по величине близкое к давлению ра. Справа на всю площадь диска действует такое же давление (фиг. 49). При большем числе лабиринтных уплотнений и малых зазорах давление, действующее на диски, мало отличается от величины р. ,. Приняв это давление равным р, получим Б первом приближении простую формулу осевого усилия, действующего на диск, а следовательно, и на вал, на который насажен диск:

P={lh ~ P,){lf,~dr) н,

где Do - наружный диаметр всасывающего отверстия в м; d - диаметр вала или покрывающей его втулки в м.

Если величины и d измеряются в метрах, то давления pi и Ра следует измерять в н1м. Осевое усилие направлено против направления входа в колесо. Осевое усилие достигает значительной величины и в крупных высоконапорных машинах требует применения специальных устройств для его компенсации. 98

Фиг. 49. Давления на колесо ц. к. м.

Для одноступенчатых машин большой производительности применяют колеса с двусторонним всасыванием, обеспечивающим полное уравновешивание осевых усилий (фиг. 50). Иногда двустороннее всасывание применяется для многоступенчатых машин I большой производительности: колеса располагаются симметрично.

Фнг. ."iO. Первое колесо (с двусторонним всасыванием) турбокомпрессора производительностью 9000 м1ч.

часть колес имеет всасывание слева, а другая часть - справа, с таким расчетом, чтобы создаваемые осевые силы по возможности Уравновешнвалнсь. В этом случае необходима установка упорного подшипника, поскольку для разных режимов невозможно обеспечить полное уравновешивание.

Для создания более компактной конструкции в большинстве случаев предпочитают не менять направление входа, а осевые усилия воспринимаются уравнительным поршнем - дум.мисом, насаженным на вал за последней ступенью. На думмис с одной сто-7* 99