Материал: 2302
–компрессор должен обеспечивать необходимые значения производительности и давления при устойчивой работе;
–нельзя допускать попадание компрессора в зону неустойчивых режимов (помпажа).
Регулирование перепуском, или байпасированием, при котором сжа-
тый газ со стороны нагнетания перепускается через дроссельное устройство на сторону всасывания. Энергетически – это самый неэффективный из методов регулирования, однако он очень просто осуществляется и обладает неограниченной глубиной регулирования. Поэтому его часто применяют в процессе эксплуатации.
Регулирование дросселированием на нагнетании достигается за счет установки дроссельного устройства между компрессором и сетью. С его помощью можно уменьшить производительность при n = const только до точки Б (см. рис. 51, б), в которой наступает помпаж компрессора. Этот метод также энергетически невыгоден.
Регулирование изменением частоты вращения (рис. 51, б) позволя-
ет работать при достаточно высоких значениях КПД, но его возможности для характеристики сети 1 также невелики, так как производительность может быть уменьшена только до точки В.
Регулирование дросселированием на всасывании (рис. 52) осущест-
вляется с помощью дроссельного устройства, располагаемого перед входом в компрессор. По мере
прикрытия дросселя характеристики компрессора сдвигаются в сторону меньших расходов с одновременным уменьшением отношения давления и КПД. Таким способом можно уменьшить производительность до точки Г. Энергетическая эффективность дросселирования на всасывании выше, чем дросселирования на нагнетании, но уступает регулированию частоты вращения.
Регулирование закруткой потока при входе в рабочее колесо с
помощью входного регулирующего аппарата получило широкое распространение в центробежных
Граница |
n = const |
помпажа |
1 |
|
Г
V, м3/с
Рис. 52. Характеристика центробежного компрессора при регулировании дросселированием на всасывании: 1 – характеристика сети
75
компрессорах. Такое регулирование позволяет уменьшить производительность компрессора до 40–45 % от номинальной. Следует отметить, что уменьшение производительности уменьшает и отношение давлений.
Комбинированное регулирование производительности позволяет получать наилучшие показатели компрессора при его работе на сеть с заданной характеристикой.
На рис. 53 в качестве примера представлена конструкция холодильного центробежного компрессора. Пропановый четырехступенчатый компрессор ТКП-435 изготавливается на Казанском компрессорном заводе. Корпус 1 литой с горизонтальным разъемом. Компрессор выполнен двухсекционным, поэтому в нижней половине корпуса имеются два всасывающих и два нагнетательных патрубка. Ротор 5 вращается в подшипниках скольжения: опорно-упорным 2 и опорном 9. Рабочие колеса 4 радиального типа, закрытые с загнутыми назад лопатками. Диффузоры 7 – безлопаточные. Секции расположены оппозитно, так что всасывающие отверстия колес каждой секции направлены в противоположные стороны. Это позволяет уменьшить осевые силы, передаваемые на опорно-упорный подшипник, и избежать применения разгрузочного поршня. Перед входом в каждую секцию установлен входной регулирующий аппарат 3. Неподвижные элементы проточной части – диффузоры – и обратные направляющие аппараты расположены в пакетах диафрагм 6. Диафрагмы литые и тоже имеют горизонтальный разъем. В центральных частях диафрагм, прилегающих к валу и покрывающим дискам колес, устанавливаются лабиринтные уплотнения. Сборные выходные камеры – улитки 8 – выполнены непосредственно в отливке корпуса. Торцевое уплотнение 10 препятствует утечке хладагента в атмосферу. Масляная система компрессора герметичная, так как масло находится в контакте с хладагентом.
На рис. 54 представлен хладоновый двухступенчатый компрессор для водоохлаждающей холодильной машины. Особенностью его конструкции является неразъемный корпус 13 цилиндрической формы, в котором осевой сборкой размещаются детали компрессора. Внутренние полости диафрагм 9-11 образуют проточную часть компрессора. Ротор 8 вращается в опорно-упорном 7 и опорном 12 подшипниках скольжения. На роторе располагаются разгрузочный поршень – думмис 6 – и рабочие колеса 5 закрытого типа с лопатками, загнутыми назад.
76
77
78
Для обеспечения осевой сборки компрессора рабочее колесо первой ступени установлено на шлицах. Перед первой ступенью расположен входной регулирующий аппарат 4. Диффузоры – безлопаточные. Промежуточный подсос пара во вторую ступень осуществляется через специальный патрубок корпуса и внутреннюю полость диафрагмы 10, соединенную отверстиями с выходным участком обратного направляющего аппарата первой ступени. Мультипликатор 3 – встроенный, планетарного типа, с заторможенным корпусом сателлитов 2. Коронная шестерня 1 соединена с тихоходным валом, а центральная шестерня 15 – с ротором компрессора. Торцевое уплотнение 14 расположено на тихоходном валу, что увеличивает надежность его работы.
Преимуществом такой конструкции компрессора является повышение качества сборки, так как центровка деталей обеспечивается «технологически» за счет обработки соосных цилиндрических поверхностей деталей за одну установку. Применение встроенного мультипликатора позволило уменьшить металлоемкость и габаритные размеры компрессора.
На рис. 55 представлен бессальниковый одноступенчатый малорасходный хладоновый центробежный компрессор со встроенным электродвигателем. Компрессор предназначен для автономных систем кондиционирования воздуха.
2.3.2. Нагнетатели природного газа
Нагнетателями природного газа (НПГ) принято называть лопа-
точные компрессорные машины с соотношением давления выше 1,1 и не имеющие специальных устройств для охлаждения газа в процессе сжатия.
Все нагнетатели условно можно разделить на два класса: неполнонапорные (одноступенчатые) (рис. 56) и полнонапорные (рис. 57). Первые, имеющие степень сжатия в одном нагнетателе 1,25 1,27, используются при последовательной схеме сжатия газа на компрессорной станции, вторые полнонапорные, имеющие степень сжатия 1,45 1,51, используются при коллекторной схеме обвязки компрессорной станции.
79