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

Коэффициент давления

Коэффициенты напора и давления характеризуют напорность ступени для данной скорости и и степень использования скорости и для создания напора.

Коэффициент расхода

Высокие значения характерны для быстроходных машин легкого типа и больших подач. Коэффициент циркуляции

Чем больше коэффициент циркуляции, тем выше работоспособность ступени и компактность машины.

Отношение напора рабочего колеса ко всему напору ступени называется степенью реактивности:

Осевые компрессоры имеют преимущественно степень реактивности Q„ = 0,5 и 1.

При степени реактивности = 0,5 рабочее колесо и направляющий аппарат развивают одинаковый напор, равный половине напора всей ступени. Треугольники скоростей симметричны (фиг. 57, а).

Средняя относительная скорость равна

или, имея в виду, что с

и , / -

получим

Число М равно

а 2а

где а = \kRT, если R в дж1(кг-град) и а = У gkRT 20}Т,

если R в кГм/{кГ-град) - скорость звука в воздухе.

Для заданных числа М и коэффициента расхода с. можно определить скорость и по уравнению

в компрессоре со степенью реактивности q„ -= 1 (фпг. 57, б) преобразование энергии происходит только в рабочем колесе;

Фиг. 57. Треугольники скоростей осевого компрессора.

направляющий аппарат служит лишь для изменения направления воздуха. Уравнения основных величин имеют следующий вид:

Ci = Cg;

iW, = ]U + cl=uVl +~ci; Число М для ступени компрессора со степенью реактивности = 0,5 меньше, чем для ступеней других компрессоров, что дает возможность выбрать большие значения и и с. Для этих компрессоров принимают и до 370 м/сек и до 200 м/сек. Ступень имеет большую напорность. Высота лопаток меньше, чем у других

Глава VII. РЕГУЛИРОВАНИЕ КОМПРЕССОРНЫХ МАШИН. АВТОМАТИКА

Расход сжатого воздуха определяется работой потребителей и не зависит ог производительности компрессоров. На фиг. 59 показан график суточного потребления воздуха машиностроительного завода. На фиг. 60 показана круговая диаграмма расхода воздуха, полученная с помощью самопишущего воздухомера.

38. Регулирование компрессорных машин

тысн

10 12 lU 16 IB 20 22

Фиг. 59. График суточного потребления сжатого воздуха машиностроительным заводом:

/ - в начале месяца; 2 - в конце месяца.

Из приведенных диаграмм и графика видно, что расход воздуха колеблется в значительных пределах в зависимости от производственных условий. Для большинства предприятий расход воздуха, как правило, резко возрастает в первую смену, в часы наиболее интенсивной производственной деятельности (9-11, 13-15 ), несколько снижается во второй смене и значительно снижается в третьей смене и в часы обеденных перерывов, а также в часы смен. В часы спада производственной деятельности расход воздуха снижается обычно до 40-60% от длительного максимума расхода в течение первой смены. Исключением является работа в выходные дни или работа на предприятиях с выравненным графиком расхода воздуха. 114

Производительность компрессоров при установившихся условиях (постоянное число оборотов, постоянные условия всасывания и сопротивление сети), является постоянной величиной, поэтому в производственных условиях всегда возникает несоответствие

Фиг. 60. Круговые диаграммы расхода воздуха машиностроительным заводом.

между производительностью компрессоров и потреблением сжатого воздуха. В случае отсутствия регулирующих устройств это несоответствие приводит к резкому колебанию давления в магистрали. В часы минимума расхода давление в сети возрастет до величины, превышающей установленную для компрессора и для пневматических механизмов, а в часы максимума давление резко падает и приводит к снижению производительностп и нарушению режима работы большого числа включенных пневматических механизмов.

Для устранения несоответствия между производительностью компрессоров и расходом воздуха применяются регулирующие устройства, задачей которых является автоматически приводить производительность компрессоров в соответствие с потреблением воздуха таким образом, чтобы давление воздуха в сети по возможности сохранялось постоянным в пределах заданного. Импульсом для привода в действие регулирующих устройств является изменяющееся давление.

Для доменных печей необходимо при каждом режиме сохранение подачи независимо от изменяющегося сопротивления печи. Для этого случая регулирование должно обеспечивать постоянную подачу при переменном давлении. Такой вид регулирования нами не будет рассматриваться.

Регулирование на постоянное давление при переменном расходе возможно осуществить двумя путями:

регулирование производительности отдельных компрессоров, т. е. снижение их производительности в соответствии со снижением расхода;

регулирование производительности компрессорных станций отключением (вручную или автоматически) отдельных компрессоров.

Способы регулирования производительности отдельных компрессоров следующие:

Общие для всех компрессоров

регулирование производительности изменением числа оборотов компрессора;

регулирование дросселированием на всасывании.

Для поршневых компрессоров

регулирование полным выключением компрессора; регулирование отжатием клапанов;

регулирование изменением объема вредного пространства.

Для турбокомпрессоров, воздуходувок и вентиляторов

регулирование дросселированием на нагнетании;

регулирование изменением положения поворотных лопаток на всасывании или нагнетании (в диффузорах).

Кроме указанных способов, возможно регулирование производительности выпуском в атмосферу сжатого воздуха через предохранительные или противопомпажные клапаны. Ввиду явной экономической нецелесообразности выпуск в атмосферу как способ регулирования совершенно неприемлем и допускается лишь как способ защиты от повышения давления сверх допускаемого. 116

Сттый Воздух работы; "•"Р"

Фиг. 61. Принципиальная схема регулирования дросселированием на всасывании.

Регулирование производительности изменением числа оборотов компрессора изменяет характеристику машины.

Для поршневых компрессоров производительность прямо пропорциональна числу оборотов. Изменение числа оборотов соответствующим образом изменяет производительность, оставляя неизменным давление.

Для турбокомпрессора изменение числа оборотов обусловливает появление новых характеристических кривых, эквидистантных кривой р-V при начальном числе оборотов. При этом точка пересечения характеристик машины и сети также смещается .

Регулирование увеличением числа оборотов дает возмож- всасыВание ность в определенной мере предотвратить помпаж. Прн снижении оборотов рабочая точка приближается к границе устойчивой в этом случае появляется надобность во включении про-тивопомпажного клапана.

Изменение числа оборотов приводит к соответствующему изменению мощности компрессора, поэтому регулирование изменением числа оборотов является наиболее экономичным для поршневых компрессоров при любом режиме работы и для центробежных компрессоров в определенной области экономичных режимов. К сожалению, пока еще нет приемлемых экономичных схем регулирования числа оборотов электродвигателей переменного тока, поэтому регулирование компрессоров изменением числа оборотов применяется лишь для компрессоров с приводом от электродвигателей постоянного тока или с приводом от тепловых двигателей (паровые машины, турбины, двигатели внутреннего сгорания, газотурбинные установки), причем в этом случае импульс от сети давления передается регулятору скорости приводной машины.

Регулирование дросселированием на всасывании осуществляется применением дроссельного клапана во всасывающем трубопроводе. При давлении воздуха в сети ниже предельного пружина удерживает клапан на достаточной высоте, и воз-Дух свободно проходит во всасывающий трубопровод компрессора.

При давлении воздуха в сети, превышающем предельное, сопротивление пружины преодолевается, и клапан начинает перекрывать проходное сечение трубопровода всасывания. Принципиальная схема такого устройства показана на фиг. 61.