Главная » Своими руками » Принцип работы центробежные компрессоры

Принцип работы центробежные компрессоры


Устройство центробежных компрессоров

Центробежные компрессоры представляют собой оборудование, входящее в группу компрессоров динамического типа с радиальной конструкцией. Главным преимуществом установок данного типа является их высокая производительность, которая в разы превышает показатели компрессоров других видов. Благодаря этому, центробежные воздушные компрессоры, устройство которых позволяет использовать их при интенсивной эксплуатации, широко используются в промышленных масштабах – в нефтеперерабатывающей отрасли, металлообработке и других сферах деятельности.

Центробежные компрессоры – устройство и основные элементы

Компрессорные установки, состоящие в группе оборудования центробежного типа, представляют собой широкое разнообразие агрегатов, различных по своим характеристикам и техническому оснащению. Но при этом, центробежным компрессорам характерно общее стандартное оснащение. Так, оборудование данного типа включает в себя такие основные элементы, как:

Здесь Вы можете ознакомиться с каталогом компрессоров, реализуемых ООО ТД "ТехМаш". 

Конструкция центробежных установок может быть различной в зависимости от количества в оборудовании следующих элементов:

Кроме того, устройство центробежных компрессоров также имеет классификацию и по типу корпуса:

Действие центробежных компрессоров

Устройство и принцип работы центробежных компрессоров основаны на динамическом сжатии газообразной среды. Основным элементом данного оборудования является ротор, оснащенный валом с рабочими колесами, расположение которых симметрично. В процессе работы оборудования, на частицы газа действует сила инерции, которая возникает благодаря наличию вращательного движения, совершаемого лопатками колеса. При этом происходит перемещение газа от центра компрессора к краю рабочего колеса и в результате газ сжимается и приобретает скорость. Далее скорость газа снижается и последующее сжатие происходит в круговом диффузоре – кинетическая энергия переходит в потенциальную. На следующем этапе газ поступает в обратный направляющий канал и переходит в следующую ступень установки.

Важным отличием центробежных установок от оборудования другого типа является отсутствие контакта между маслом и газом. В случае с агрегатами данного типа требования к смазке рабочих элементов оборудования значительно ниже, нежели в установках объемного действия. При этом смазка полностью защищает от ржавчины элементы оборудования, а масло, имеющее слабое окисление, смазывает зубчатые колеса, уплотнения и подшипники максимально эффективно.

Так, работа компрессора центробежного имеет достаточно простой принцип действия и основывается на вращательном движении лопастей рабочего колеса, который является одним из главных рабочих элементов установок центробежной группы. При этом, данному оборудованию характерно быстрое повышение уровня давления и достижение его максимальной величины за короткий период работы агрегата.

Одна из главных особенностей установок данного типа заключается в зависимости потребляемой оборудованием мощности, давления сжимаемого газа и его коэффициента полезного действия от уровня производительности компрессора. Характер и степень данной зависимости указывается в рабочих характеристиках установок, при этом индивидуально для каждой модели оборудования.

Конструкция, а также принцип работы центробежных компрессоров являются достаточно простыми в сравнении с установками других типов. Данная особенность позволяет получить сразу несколько преимуществ – возможность длительного срока использования оборудования при его интенсивной эксплуатации и высоком уровне эффективности работы. При этом, данное оборудование на протяжении всего периода использования требует минимального технического обслуживания, а в случае необходимости, легко поддается ремонту при поломках различных типов.

www.pnevmoteh.ru

Центробежные компрессоры. Азотные компрессоры.

Изготовление, сборка, тестирование и испытание центробежных компрессоров производится на заводах в Швейцарии, Германии, Франции, Турции, США, Японии и Кореи

Инжиниринговая компания Интех ГмбХ (Intech GmbH) является официальным дистрибьютором и многолетним партнером различных производителей промышленного оборудования, предлагает Вашему вниманию центробежные компрессоры.

Центробежные компрессоры – это динамические компрессоры радиальной конструкции.

В компрессорах такого принципа действия воздух подводится в центр вращающегося рабочего колеса и центробежными силами выбрасывается к периферии, компрессоры работают с постоянным давлением.

Примеры наших инжиниринговых проектов на центробежные компрессоры:

Принцип действия центробежных компрессоров

Принцип действия центробежных компрессоров

Примеры наших инжиниринговых проектов на центробежные компрессоры

Воздушный центробежный компрессор с осушителем воздуха

Описание компрессора

Компрессор разработан как полностью готовый аппарат, включая компрессорные блоки, привод, систему воздушного охлаждения, замкнутой системы смазки и расширенного контроллера, компрессоры предназначены для установки внутри помещений в безопасных районах.

Конструкция воздушного центробежного компрессора:

1. Вход воздуха в компрессор; 2. Аэродинамическая улитка для снижения турбулентности и потерь; 3. Электрический двигатель; 4. Панель управления; 5. Очистка на месте выходного охладителя;

6. Очистка на месте промежуточного охладителя

Преимущества центробежного компрессора:

Стандартные функции Преимущества
Лучшая в своем классе эффективность Снижает потребление энергии – сокращение затрат
Очистка охладителей на месте Быстрое и легкое обслуживание - с обеих сторон
Дополнительно, контроль "в любом месте доступа" Наибольший контроль, коммуникации и подключение
Привод рассчитанный на длительную эксплуатацию Превосходная надежность
Вертикально раздельный корпус Доступ к вращающимся узлам с удалением всего 2 частей
Уплотнение одинарными углеродными кольцами Уплотнения снижают потери воздуха от 2 до 3 раз
Готов к установке, компактный корпус Простота установки - не требуется специальный фундамент

Принцип работы центробежного компрессора

Окружающий отфильтрованный воздух поступает в компрессорный агрегат через установленный впускной клапан и поступает на первый этап сжатия, где рабочее колесо придает скорость воздуху. Воздух протекает через пластину и аэродинамическую улитку, где кинетическая энергия (скорость) преобразуется в статическую энергию (давление). Улитка направляет воздух к 1-му интеркулеру, который удаляет тепло при сжатии и повышает эффективность компрессора. Конденсат падает до нижней точки в охладителе и удаляется через сливные ловушки.

Комплектация центробежного компрессора

3.1. Фильтр на входе

2-х ступенчатый фильтр с жалюзи и сменным элементом

Эффективность 98% при 2 мкм

3.2. Байпасный глушитель

Байпасный глушитель подходит для рабочей температуры от 35 °C до максимум 200 °C переходных температур.

3.3. Регулирующие клапана

Компрессор оснащен входным направляющим аппаратом и перепускным клапаном, в комплекте с электро-пневматическим преобразователем, регулятором давления, манометром, пневматическим приводом и позиционером.

Агрегат оборудован обратным клапаном, для предотвращения обратного потока воздуха из системы компрессора во время периодов разгрузки.

3.4. Механизм передачи движения

Прецизионные винтовое зацепление состоят из передач напрямую соединеных с приводом и шестернями ступеней, таких размеров, что рабочие колеса работают на оптимальной скорости. Вторая и третья ступени рабочего колеса крепятся на одной шестерни.

3.5. Ротор в сборе

Каждая шестерня поддерживается радиальными подшипниками с вкладкой интегрированных с упорным подшипником.

Обратные упорные подшипники предоставляется также на 1-й ступени ротора. Плоскости, тяги, и обратные упорные подшипники являются гидродинамическими с длинным жизненным циклом.

Опорные колеса из нержавеющей стали высокого качества предназначены для максимальной производительности и стабильного рабочего диапазона. Рабочее колесо крепится к шестерне через конусовидный многогранник и болт для удобства обслуживания.

3.6. Уплотнение

Уплотнение картриджа состоит из трех плавающих без контактных колец углерода. Одно кольцо используется в качестве уплотнения воздуха, а остальные два, как сальники.

3.7. Система смазки

Используется полностью автономная система смазки низкого давления для гидродинамических подшипников и зубчатых передач. Все трубопроводы и компоненты поставляются в собранном виде и испытаны на заводе. В конструкции используются электрический насос для предварительной смазки механизмов перед пуском и после остановки компрессора. Основной насос с приводом от вала подает масло во время работы для защиты подшипников даже во время отключения электропитания, обеспечивая надежность всей установки.

Следующие дополнительные элементы также включены в качестве стандарта в системе смазки:

3.8. Воздухоохладители

В охладителях используется вода в трубах с расширенной поверхностью для максимальной передачи тепла и большое сопротивление загрязнению. Воздушные проходы предназначены для минимизации падения давления и покрыты ингибитором коррозии для длительной защиты. Кулеры легко очищается на место с обеих сторон

и соединены между собой общим коллектором. Все пучки идентичны и взаимозаменяемы для дальнейшего упрощения технического обслуживания.

Конденсатоотводчики устанавливаются под каждым кулером для удаления влаги.

Низкий перепад давления и максимальный тепло и конденсата отвод.

3.9. Корпус

Корпус состоит из двух половинок (корпус редуктора и крышка редкутора), которые крепятся вместе. Крышка редуктора расположена на стороне двигателя, в то время как корпус редуктора расположен со стороны компрессора. Вертикальное разделение позволяет легко вставлять и извлекать из подшипников роторные сборки без разборки корпуса приводного механизма. Все вращающиеся компоненты сборки на этапе являются доступными и съемными, для начала нужно снять впускной трубопровод и впускной кольцо.

Вертикальное разделение обеспечивает дополнительные преимущества в одной части подшипников и уплотнений и нет риска загрязнения, открыв коробку передач. Эта простота конструкции повышает надежность и скорость осмотра и технического обслуживания.

Улитки или лопасти пластин редко должны быть удалены, так как весь узел вращения может быть проверен или удален со улиткой и лопастями на месте.

Быстрый и легкий доступ ко всем внутренним компонентам сводит к минимуму время простоя оборудования.

4. Панель управления

Все оборудование управляется электронным контроллером на микропроцессоре последнего поколения.

Панель управления с защитой IP 54, 400 В, 3 ф., 50 Гц включает стартер двигателя насоса предварительной смазки и пускатель, пускатель устройства нагрева масла и передатчик панели управления.

4.1. Стандартные функции

5. Электродвигатель

Тип Номинальная мощность Напряжение Частота Класс защиты Охлаждение воздухом Количество полюсов

Класс изоляции

 В3, трехфазный асинхронный 1000 кВт 6000 В 50 Гц IP55 2

F

Двигатель поставляется в стандартном исполнении с датчиками температуры обмотки статора с выводом значения температуры на панель управления с функциями тревоги / автоматического отключения.

6. Технические характеристики компрессора

Параметр Значение
Газ Воздух
Количество ступеней 3
Частота вращения компрессора 1490 об/мин
Давление окружающей среды 0,996 бар абс
Давление на входе 0,983 бар абс
Температура на входе 25°C
Относительная влажность 60%
Температура охлаждающей воды 28°C
Давление на выходе 7.0 бар изб
Производительность 10 330 м³/ч
Мощность на муфте 927 кВт
Удельная мощность2 0,09 кВт/м³/ч
Температура воздуха на выходе с вторичным охладителем 33,5 °C
Диапазон регулирования дросселя до байпаса 100-65,3 %
Охлаждающая вода
Потребность воды 87,3 м³/ч
Повышение температуры воды 6 °C
Максимальное давление воды 5 бар изб
Перепад давления 1 бар
Уровень звукового давления 1 80 дБ (А)

7. Общее описание осушителя воздуха

Включает две адсорбционные колонны вертикального расположения со всеми необходимыми соединениями.

Осушитель оснащен электрическим нагревателем, воздуходувкой и заполнен адсорбентом с точкой росы -40°C для обеспечения высокой степени осушки. Осушитель оснащен системой управления электроэнергией, позволяющей значительно сократить потребление электроэнергии. На входе и выходе осушителя установлены воздушные фильтры высокой производительности.

7.1. Производительность осушителя воздуха

Точка росы - 40°C по ISO 8573 – 1:2001
м³/мин м³/час
248,3 14900

Данные верны при следующих условиях:

- температура окружающего воздуха - температура воздуха на входе

- давление

 25°C 35 °C

7 бар изб

Количество адсорбирующего материала (оксид алюминия):

Адсорбент
6,4 мм 3,2 мм
кг кг
635 4585

Рабочие характеристики:

Максимальное рабочее давление Минимальное рабочее давление Максимальная температура воздуха на входе Минимальна температура воздуха на входе Максимальная температура окружающей среды Минимальная температура окружающей среды Класс защиты Мощность нагревателя Мощность воздуходувки

Фланцы вход/выход

 10 бар изб 5 бар изб 50°C 10°C 50°C 1 °C IP 54 175 кВт 45 кВт

DN200

Центробежная компрессорная установка

Общее описание установки

Усовершенствованный 100% безмасляный центробежный компрессор был разработан при помощи самых последних технологий. Компрессор станет окончательным решением, превосходящим ваши ожидания в работе и техническом обслуживании и высокой надежности:

Система управления

Рабочее колесо высокого качества

Конструкция обратно направленных лопастей рабочего колеса обеспечивает исключительно высокую производительность в течение всего рабочего интервала, а коррозионная стойкость и стойкость на истирание обусловливают долговременную износостойкость. Надежность каждого рабочего колеса проверена при завышенной скорости при работе в 115%, за которой последовали неразрушающие испытания для подтверждения работоспособности.

Особенности конструкции корпуса горизонтальной разъемного редуктора

Техобслуживание и ремонт редуктора легки и требуют меньших затрат благодаря таким конструктивным особенностям, как:

Все основные детали компрессора прочные, высококачественные литые изделия, испытанные на герметичность давлением, что обеспечивает бесшумную работу без вибрации.

Зубчатая передача

Используется одноступенчатая винтовая интегральная система. Винтовые шестерни высокого качества обеспечивают бесшумную работу без вибрации и при малом напряжении. При этом предлагается уравновешивающая сила противодействия к осевому нагружению, которое свойственно центробежным компрессорам. Все шестерни подвергаются «азотированной» термической обработке, которая обеспечивает продолжительный срок службы.

Подшипник

Подшипник гидростатический, с использованием чистого, охлажденного, управляемого давлением масла, которое подается встроенной системой. Высокоскоростные шестеренные редукторы вращаются внутри сегментных радиальных подшипников. Эти долговременные, крайне надежные подшипники обеспечивают непрерывную эффективную работу без выбрасывания масла и тепловыделения. В дополнение, комбинированные упорные подшипники, поддерживающие зубчатое колесо многопоточной зубчатой передачи, состоящие из четырех клиновых цапф и конических упорных подушек, которые эффективно уменьшают потери на трение.

Система уплотнений

Уравновешенная, четырехступенчатая, уплотнительная система обеспечивает 100%ную подачу чистого воздуха к системе заказчика, даже при условиях продолжительного низкого потребления системы. Воздухонепроницаемые и масляные уплотнения изготовлены из алюминия, они бесконтактные, с разъемной лабиринтной конструкцией. Данная конструкция предлагает долговременный срок службы, а также легкую проверку, очистку, удаление или замену.

Технические характеристики

Производительность при нормальных условиях при температуре 20°C Атмосферное давление на всасывании Температура воздуха на всасывании Давление нагнетания Расчетная влажность Влажность воздуха относительная в самый жаркий период Влажность воздуха относительная в самый холодный период Минимальная температура окружающей среды Максимальная температура окружающей среды Мощность электродвигателя Напряжение электродвигателя Частота электродвигателя

Исполнение электродвигателя

 100 нм³/мин 1,013 бар (абс.) 45°C 5 бар (изб.) 78% 78% 36% -28°C 45°C 588,4 кВт 380 В 50 Гц

IP44

Комплектация объема поставки

1) Компрессор, в комплекте

2) Электродвигатель, в комплекте:

3) Обратные фланцы

4) Устройство для слива конденсата.

5) Шумоизоляционный кожух.

6) Управление установки, состоит из:

7) Запчасти на один год эксплуатации:

Центробежный компрессор трехступенчатый с встроенным редуктором

Корпус компрессора

Цельный корпус включает промежуточные охладители и воздушные трубы, уменьшает утечки, подавляет звук без отдельного глушения шума, уменьшеные габаритные размеры, не мешают при этом доступности установки. Корпус компрессора формирует полость для потока воздуха и состоит из входного патрубка, секции диффузора и улитки нагнетания. Стенки диффузора специально разработаны для максимально эффективного превращения динамического давления в статическое. Дальнейшее превращение давления происходит в улитке. Пространство с атмосферным воздухом между воздушными и масляными уплотнениями предотвращает загрязнение воздушного потока смазочным маслом.

Редуктор

Редуктор имеет разъемный корпус на горизонтальной осевой линии вала. Шестеренки, подшипники и уплотнения расположены в корпусе редуктора. Разъемный корпус позволяет быстро и легко произвести осмотр рабочих частей.

Роторы

Компрессор имеет 2 ротора. Каждое рабочее колесо консольной частью входит в корпус компрессора, причем ось ротора имеет два опорных подшипника из пластических полимеров, вмонтированных в корпус редуктора. Каждый ротор динамически отбалансирован для обеспечения низкого уровня рабочей вибрации. Оба ротора приводятся от общего вала-шестерни, вращаясь с разной скоростью. Такая конструкция позволяет каждому комплекту рабочих колес вращаться с оптимальной скоростью и работать на оптимальных параметрах. Открытые рабочие колеса индукторного типа. Лопасти рабочего колеса имеют форму, подходящую для аэродинамически обработанной поверхности на корпусе компрессора, устраняющую потребность в колпаке на каждом рабочем колесе.

Шестеренки увеличения скорости

Шестеренки увеличения скорости являются высокоскоростными, точными, спирального типа. Вал низкой скорости с приводным редуктором и 2 осями вала изготовлен из авиационной легированной стали. Каждая шестерня изготавливается вместе с осью ротора. Редуктор низкой скорости термически подходит ведущему валу. Высокое качество этих шестеренок обеспечивает высокую производительность, долгий срок службы и низкий уровень шума во время работы редуктора.

Подшипники

Роторы имеют опорой гидростатические подшипники из пластических полимеров; с масляной пленкой, которая очень мало различается при широком диапазоне работы от незагруженной до по полностью загруженной. Подшипники оси ротора являются демпфирующего типа, гидростатические(подшипники в которых масло подается под давлением), из пластических полимеров для обеспечения стабильной работы при всех рабочих условиях от незагруженной до максимальной загруженности. Осевая регулировка вращающихся элементов имеет опору, а осевые нагрузки поглощаются упорными шайбами на каждом вале-шестерне. Осевые нагрузки минимизируются конструкцией рабочего колеса. Все подшипники смазаны под давлением для обеспечения максимальной надежности и долгого срока эксплуатации.

Уплотнения

Лабиринтные воздушные уплотнения используются для свободной постоянной работы. Уплотнения подходят для вала ротора с небольшим зазором. Точность конструкции в сочетании с простотой, с атмосферным воздухом между воздушными и масляными уплотнениями обеспечивает надежность и минимум утечек.

Промежуточные и дополнительные охладители

Съемные выдвижные узлы промежуточного и дополнительного охладителя с водой в трубах охлаждают поток воздуха между ступенями компрессии. Промежуточные охладители и пластинчатый доохладитель без внутренних ограждающих ребер для легкости проверки и чистки. Стандартные материалы: трубы из меди, трубчатые пластины из углеродистой стали, ребра из алюминия.

Система управления центробежного компрессора

При запуске система управления автоматически открывает ведущую лопасть, полностью закрывает байпасный/спускной клапан и следит за работой компрессора, а именно давлением воздуха, восстановление давления при его падении, максимальным и минимальным током. Преимущества: скорость работы, аналоговый и цифровой входы, мощность памяти позволяет программировать многоуровневые и многомерные реакции в управлении.

Контроль распределения мощности – это опциональный компонент программного обеспечения панели управления. С его помощью пользователь может контролировать многоступенчатые компрессоры, обеспечивая координированный старт и стоп, нагрузку и разгрузку компрессоров, которые нагнетают в общий коллектор.

Панель управления состоит из водонепроницаемого кожуха с различными выключателями, клавишной приставки пользователя и черно-белого высококонтрастного жидкокристаллического дисплея.

Контроль работы компрессора

Предложенный метод управления называется- постоянное давление.

Этот метод управления самый точный из всех и поддерживает постоянное давление в системе (± 0,02 бара). Система контролирует работу компрессора путем модуляции направляющей лопасти на входе, автоматически настраивая ее на самый оптимальный уровень работы компрессора. Байпасный клапан также контролируется, позволяя полностью дросселированную работу компрессора для уменьшения потребления энергии при различных запросов системы.

Технические характеристики

Компрессор

Сжимаемая среда Барометрическое давление Давление на входе Температура на входе Относительная влажность Производительность Давление нагнетания Температура охлаждающей воды

Расход охлаждающей воды (при температуре 15°C)

 воздух 1.013 барА 0.993 барА 20°C 60% 250 м³/мин 8 кгс/ см² 25°C

580 л/мин

Параметры компрессора

Потребляемая мощность Скорость на входе

Мощность привода

 1393 кВт 2963 об/мин

1600 кВт

Гарантия работы

Гарантируется, что компрессор будет производить давление нагнетания без негативных отклонений при работе на расчетных параметрах на входе: давлении на входе, температуре на входе, относительной влажности и температуре воды. Гарантируется, что расход предложенного компрессора при работе на расчетных условиях будет иметь отклонение ± 4% по расходу и ± 5% по удельной мощности.

Комплектация

1. Компрессор:

а) Высокоскоростное точное спиральное зубчатое колесо б) Упрочненная точная шестерня с опорными шайбами, которые минимизируют потери мощности редуктора и обеспечивают безопасный контроль опоры при нормальных и ненормальных условиях. в) Подшипники шестерни из полимерных материалов, которые обеспечивают состояние характеристик гашения вибрации. г) Антифрикционные опорные и упорные подшипники шестерни. е) Требует мало технического обслуживания, бесконтактный, лабиринтные воздушные и масляные уплотнения, рассчитанные для подачи воздуха без масла. ж) Горизонтально разъемный редуктор, позволяющий удобный доступ к вращающимся частям, без демонтажа воздухопровода. з) Открытые индукторные рабочие колеса высокой производительности из нержавеющей стали. и) Диффузор для максимизации аэродинамической эффективности. к) Промежуточный охладитель с ребристыми трубами между ступенями компрессии, в исполнении вода в трубе и съемной конструкцией. л) Добавочный охладитель с ребристыми трубами на нагнетании последней ступени, с водой в трубе и разъемным пучком труб.

м) Вся установка в цельном чугунном корпусе.

Система смазки для подачи охлажденного отфильтрованного масла к подшипникам и распылителям.

Система включает:

а) Полнопоточный вспомогательный маслонасос с электроприводом для подачи смазки во время пуска и в случае низкого давления масла. б) Насос, приводимый от основного вала, для подачи смазки при нормальной работе. в) Полнопоточный масляный фильтр 10 микрон. г) Полнопоточный кожухотрубный маслоохладитель с ребристыми трубами. д) Маслорезервуар

е) Контроль и защита температуры и давления

III. Низкоскоростное соединение через муфту компрессора и приводного двигателя.

IV. Узел лопастей входного направляющего аппарата для экономии энергии:

а) Направляющие лопасти регулирования потока на входе значительно уменьшают потребление энергии во время работы во внештатном режиме. б) Монтируются прямо на первой ступени всасывания для максимизации производительности.

V. Система управления, основанная на микропроцессоре, включающая:

а) Предложенная панель – это стандартное устройство управления производителя для этого компрессора. б) Постоянное регулирование давления: самый точный способ поддержания системы давления, который дросселирует и сбрасывает давление, если производительность превышает заданную. в) Защита двигателя от перегрузки. г) Смонтированный узлом, атмосферостойкий кожух, необходимые контрольно-измерительные приборы и контроль схемы для безопасной, эффективной работы компрессора.

д) Высококонтрастный жидкокристаллический дисплей 10" для отображения сообщений о состоянии компрессора:

е) Контроль системы вибрации роторов с датчиком, расположенным снаружи подшипника рядом с рабочим колесом. ж) Панель управления со всеми необходимыми функциями управления, контроля и защиты.

VI. Привод с электрическим двигателем

а) индукционный тип двигателя б) 1600 кВт в) 6000 В / 50 Гц / 3 фазы г) 3000 об/мин д) температура 90°C при эксплуатационном коэффициенте 1,0 е) изоляция класса F ж) эксплуатационный коэффициент 1.0

и) исполнение IP54

VII. Конструкция компрессора

Конструкция компрессора подразумевает сборку из готовых блоков, что значительно упрощает монтаж.

VIII. Дополнительные опции:

а) модулирующий спускной клапан и глушитель. б) обратный клапан на нагнетании. в) функция автостарта и стопа с пневматической клиновой задвижкой. Для изоляции компрессора, когда он не эксплуатируется. г) резиновое соединение на входе. д) воздушный фильтр на входе с сигнальным устройством дифференциального давления. е) соединительные фланцы для присоединения воздуха и воды. ж) подвесной патрубок охлаждающей воды з) соленоидный дренажный клапан конденсата и) первое наполнение стандартным маслом к) выключатель низкого уровня масла л) нагреватель масла м) клапан теплового смешения в маслосистеме

о) датчики вибрации для всех ступеней

Азотный центробежный компрессор

Технические характеристики

Тип Перекачиваемая среда Частота вращения Потребляемая мощность электродвигателя

Рабочий диапазон регулирования

 центробежный N2 (100%) 2960 об/мин 12 кВт

25%

Условия всасывания

Производительность Давление Температура Молекулярная масса Ср/Сv Коэффициент сжимаемости

Входной объем

 2296.12 Нм³/ч 5.8 бар абс. 51 °C 2802 1.402 1.001

479 м³/ч

Условия нагнетания

Давление Конечная температура сжатия Ср/Сv Коэффициент сжимаемости Фланцы Всасывания

Нагнетания

 6,2 бар абс. 59.1°C 1.402 1.001 3"

2"

Материальное исполнение

Корпус Диффузор Корпус уплотнения

Рабочее колесо

 сталь 316 сталь 316 сталь 316

ASTM A705

Уплотнение компрессора

Тип одинарное уплотнение сухого газа

Электродвигатель

Мощность Напряжение Частота

Взрывозащита

 22 кВт 400В 50 Гц

Eexd IIB T4

Комплетация

1) Центробежный компрессор со встроенным редуктором, в комплекте с муфтой и одним датчиком скорости на кожухе коробки передач.

2) Электродвигатель.

3) Система смазочного масла, включает:

4) Система уплотнения, включает:

Вентиляция и дренаж уплотнения, включает:

Система промывки торцевых уплотнений, включает:

5) Рама основание.

Центробежный компрессор с адаптивной системой управления на основе микропроцессора

Технические характеристики:

Компрессор

Тип Производительность Давление на входе Давление нагнетания

Температура охлаждающей жидкости

 центробежный 70 м³/мин 0.983 бар (а) 5 бар (и)

30°C

Рабочая среда

Температура воздуха на входе Относительная влажность 35°C 52%

Электродвигатель

Тип Напряжение Частота Мощность Число оборотов Исполнение Класс изоляции

Коэффициент условий эксплуатации

 асинхронный 400 В 50 Гц 450 л/с 2963 об/мин IP 55 F

1.15

Запуск электродвигателя происходит при полном напряжении

Описание:

Компрессор

а) цельный корпус включает в себя промежуточные охладители и воздушные каналы, таким образом исключая, возможность утечки. Он подавляет шумы без использования дополнительной изоляции и уменьшает общие размеры, не влияя при этом на доступ к компонентам, весь корпус выполнен из чугуна. б) ведущие шестерни, точной шлифовки, повышенной прочности с опорными кольцами, которые минимизируют потери мощности редуктора, и обеспечивают безопасный контроль осевой нагрузки в нормальном и нестабильном режиме. в) подшипники ведущей шестерни эксклюзивного запатентованного промышленного образца, которые обеспечивают уровень гашения колебаний. г) антифрикционные опорные и упорные подшипники зубчатого колеса. д) корпус редуктора с горизонтальной плоскостью разъема, обеспечивающий удобный доступ к рабочим деталям. е) высокоэффективные, рабочие колеса выполненные из нержавеющей стали. ж) используются лопаточные диффузоры для усиления аэродинамической эффективности. з) промежуточный охладитель с ребристыми трубами между ступенями co съемным трубным пучком, с подачей воды от заказчика в трубы. Взаимозаменяем с конечным охладителем.

и) конечный охладитель с ребристыми трубами на нагнетании конечной ступени co съемным трубным пучком, с подачей воды от заказчика в трубы. Взаимозаменяем с промежуточным охладителем.

Система смазки для подачи охлажденного, фильтрованного масла к подшипникам и форсункам шестерни. Система включает:

a) вспомогательный масляный насос с электроприводом для смазки во время пуска в случае низкого давления масла. б) основной насос, приводимый в движение валом, для смазки в нормальном рабочем режиме. в) масляный фильтр для вспомогательного масляного насоса, чистота фильтрации 10 микрон. г) кожух для вспомогательного масляного насоса и маслоохладитель с ребристыми трубами. д) резервуар для масла.

е) контроль температуры и давления, а так же защита по температуре и давлению.

Лопасть входного направляющего аппарата в сборе для экономии электроэнергии

a) лопасть входного направляющего аппарата для регулирования потока существенно снижают потребление энергии во время работы. б) монтируется непосредственно на первой ступени всаса для максимизации рабочих характеристик.

Удобная для пользователя адаптивная система управления на основе микропроцессора, состоящая из:

a) эффективного метода поддержания давления в системе, которую необходимо разгрузить, когда производительность превышает требуемые показатели. б) защита двигателя от перегрузки. в) монтированный на блоке, стойкий к атмосферным воздействиям, корпус, в котором имеются все необходимые инструменты и контроллеры для безопасной и эффективной работы компрессора.

г) ЖК-дисплей высокой контрастности, на котором отображаются сообщения по состоянию компрессора в работе, включая:

д) динамическая система, контролирующая низкоскоростной ротор с зондом, расположенным снаружи подшипника рядом с рабочим колесом.

Эксплуатационная гарантия:

Для компрессора гарантировано давление нагнетания без минусового допуска, если работа производится при номинальных условиях давления на всасе, температуре на всасе, относительной влажности, и температуре воды. Допустимое отклонение потока воздуха через компрессор, если эксплуатация производится при номинальных условиях, гарантированно составит ±4% от потока и ±5% от номинальной мощности в лошадиных силах.

Центробежный компрессор подачи циркуляционного газа в реактор окислительного хлорирования этилена

Техническая спецификация центробежного компрессора

1. Компрессор:

Двухступенчатый многовальный компрессор (для размещения компрессора на площадке требуется ровный фундамент).

1.1 Блок компрессии Способ изготовления: отливка и механическая обработка; Материал: сталь;

Метод сборки: вертикальный раэборныit корпус (радиальный съем колес).

1.2 Импеллер Изготовление: 5-координатный фрезерный станок; Тип: открытый обратно направленный;

Материал: нержавеющая сталь ASTM А564 17-4 РН (аналог 07Х16Н4Д4Б).

Мультипликатор Стандарт изготовления:

Колесо (AGMA 12)

- Шестерни (AGMA 13) Материал: сталь конструкционная легированная SNCM420 (аналог 20ХН2М); Тип: эвольв ситные, косозубые:

Конструкция:

Подготовка зубьев:

Способ балансировки: динамический

1.4. Вал

Способ изготовления: ковка: Материал: сталь легированная;

Стандарт изготовления: AGMA (валы предназначены для высоких скоростей и нагрузок),

1.5. Подшипники

Радиальные:

Упорные:

1.6. Корпус мультипликатора

1.7 Муфта

Тип муфты: пластинчатая; Кожух муфты: неискрящий, алюминиевый.

1.8 Система уплотнений

Тип уплотнений: одиночные сухие газовые; Изготовление: сборные;

Консоль газовых уплотнений: по стандарту изготовителя.

2. Система подготовки газа

Фильтр-скруббер

Скруббер удаляет капельную жидкость для предотвращения отказов нижерасположенного оборудования. Фильтр (отделитель) удаляет из потока как механические частицы, так и вкрапления масла или гликоля, обеспечивая выход относительно чистого потока газа

Эффективность фильтрации:

Сетчатый фильтр: устанавливается временно для проведения ПНР

Размер: 16 дюймов:

Входной отсечной клапан: поставляется опционально

Входной направляющий аппарат: поставляется на раме: Назначение: поддержание давления, регулировка производительности.

3. Нагнетание и байпас

Обратный клапан на нагнетании: поставляется не смонтированным;

Байпасный регулирующий клапан: поставляется не смонтированным;

Нагнетательный отсечной кран: поставляется опционально;

Предохранительный клапан: поставляется не смонтированным в комплекте с рукояткой.

4. Система охлаждения

5. Система смазки

Система смазки подает масло в подшипники электродвигателя компрессора и в мультипликатор для предотвращения износа и охлаждения трущихся поверхностей. При работе компрессора каждая трущаяся пара выделяет тепло, что может вызвать заклинивание, а масляная пленка, обеспечивая гидравлический клин, предотвращает сухое трение и перегрев.

Маслоохладитель

Маслобак

Маслофильтр

Маслонасос

Масляные трубопроводы

Улавливатель паров масла

Поддержание давления и температуры:

6. Привод компрессора

Главный электродвигатель

Центробежный азотный компрессор производителя Sundyne типа LMF-311F

Выбранный компрессор со встроенным редуктором, тип LMF-311F: вертикальный, одноступенчатый.

Типовое расположение: Предложение основано на следующей конфигурации с поддерживанием температуры +5°С внутри камеры.

Технические характеристики
График рабочих характеристик
Объем комплектации центробежного компрессора
  1. Высокоскоростной компрессор со встроенным редуктором, модель LMC-311F Вертикальный одноступенчатый центробежный компрессор со встроенным редуктором.
    1. Материальное исполнение деталей контактирующих с технологическим газом
      • Корпус: низкотемпературная углеродистая сталь, литая и механически обработана. Входные/ выходные фланцы совмещены с корпусом, ANSI 600# с выступом.
      • Корпус уплотнения:  низкотемпературная углеродистая сталь, литая и подверженная машинной обработке.
      • Рабочие колеса: 17-4 PH нержавеющая сталь, ASTM A564, 5-осевое рабочее колесо механически обработанное,  отполировано до макс. Ra 2.5 µm.
      • Диффузор: низкотемпературная углеродистая сталь, ASTM A216 марка WCB литая и механически обработана, стандартная полировка Sundyne.
      • Крышка: низкотемпературная углеродистая сталь, ASTM A105 или А668, марка D, механически обработана, стандартная полировка Sundyne.
      • O-кольца: Витон GLT
      • Размер входного фланца: 3”
      • Размер нагнетательного фланца: 2”
      • Дренажный выпуск
      • Минимальная расчетная температура металла:  -37 °С
    2. Сухое газовое уплотнение компенсатора Flowserve GSS Series, одинарное сухое газовое уплотнение, без сменного элемента, без промежуточного лабиринта. Корпус: нержавеющая сталь DIN 1.4401 Втулка: нержавеющая сталь DIN 1.4401 Вращающееся торцевое уплотнение: карбид кремния

      Неподвижное торцевое уплотнение: карбидный графит

    3. Редуктор Корпус: изготовлен из литого алюминия ASTM B618. Сервис-фактор: 1.2 Скорость на входе/выходе: 2965/ 23704 об/ мин Стандарты качества: AGMA 11

      Материал вала:

      • входной вал сталь 4140, AMS 6382 или ASTM 304
      • ведомый и выходной вал сталь 9310, ASTM 6260
      • Подшипники редуктора:
      • подшипник входного вала: роликовые подшипники
      • подшипник натяжных колес: радиальный и осевой подшипник скольжения
      • высокоскоростной вал: радиальный и осевой подшипник скольжения/ отклоняющая накладка
      • Уплотнение вала редуктора:
      • Уплотнение входного вала - лабиринтное
      • Уплотнение выходного вала - жидкостное механическое уплотнение
    4. Датчики вибраций и температур Один (1) датчик ускорения, METRIX SW6000 c выходом 4-20 мА и прямым соединением с ПЛК.

      За более подробной информацией обращаетесь к спецификации и кривым, чертежу поперечного сечения и технологичной схеме в приложении.

  2. Система смазочного масла Исполнение Sundyne, монтировано на опорной плите, трубная обвязка из нержавеющей сталь DIN 1.4401, не окрашена. Резервуар внутри редуктора. Линии системы смазочного масла монтированы на опорной плите внутри камеры с умеренной температурой. +5 °С. Обогрев и изоляция не предоставлены.

    Электрообогреватель для подогрева масла не предоставлен.

    1. Маслоотстойник
      • внутри редуктора
      • один уровнемер
    2. Масляные насосы
      • главный насос с приводом от внутреннего вала
      • внешний дополнительный насос, работающий от электродвигателя, с корпусом из углеродистой стали, с встроенным предохранительным клапаном.
      • один (1) обратный клапан.
    3. Масляный теплообменник
      • Один (1) одиночный пластинчатый теплообменник, спроектированный согласно стандарту производителя.
    4. Фильтры
      • Sundguard; монтируется на редукторе, стандарт производителя.
    5. Контроль подачи масла
      • Один (1) трансмиттер температуры для Alarm и Trip- Yokogawa
      • Один (1) трансмиттер давления для Alarm и Trip- Yokogawa
      • Один (1) манометр.
    6. Прочее
      • Все элементы будут смонтированы согласно стандартной сборке Sundyne.
      • Испытание работоспособности без присутствия заказчика.
      • У трансмиттеров есть LCD дисплеи
      • Термопара с винтовой резьбой.
    Для более подробной информации см. систему смазочного масла и технологическую схему.
  3. Система уплотнительного газа Уплотнительная система состоит из трубной обвязки из нержавеющей стали DIN 1.4401, интегрированная на скиде с подключением до кромки рамы-основания. Линии системы уплотнительного газа монтированы на опорной плите  внутри камеры с умеренной температурой. +5 °С.

    Обогрев и изоляция не предоставлены.

    1. Подача первичного уплотнительного газа Технологический газ, взятый из выходного патрубка компрессора, является источником питания для первичного уплотнительного газа. Газ фильтруется и измеряется чтобы обеспечить чистую среду для уплотняющей поверхности.

      Включены следующие основные компоненты:

      • Газовые фильтры:
        • одиночные блоки. С 3-х ходовым перепускным клапаном непрерывного течения
        • Изготовитель: Ibdufil или подобный
        • Конструкция из нержавеющей стали DIN 1.4401
      • Один трансмиттер дифференциального давления с соответствующими шиберными задвижками, с LCD считывателем данных.
      • Один ограничительная диафрагма
    2. Выпуск первичного уплотнения Технологическая утечка первичного уплотнения собирается и отправляется на факел или безопасную зону через измеритель расхода для получения сигнала тревоги в случае нарушения герметичности уплотнения.

      Включены следующие основные компоненты:

      • Один трансмиттер потока, расходомер
    3. Выпуск вторичного уплотнения и утечка через уплотнение редуктора Утечка через вторичное уплотнение и утечка уплотнительного масла редуктора собирается в емкости. Утечка газа через вторичное уплотнение отправляется на факел и измеряется для получения сигнала тревоги в случае нарушения герметичности уплотнения.

      Включены следующие основные компоненты:

    4. Дренажное уплотнение редуктора Утечка масла из уплотнения вторичного вала собирается и отправляется на слив через соответствующее фланцевое соединение.
    Для более подробной информации см. систему смазочного масла и технологическую схему.
  4. Муфта Муфта типа гибкого диска, не API, полностью закрыта искробезопасным кожухом. Муфта находится внутри звукоизоляционного кожуха с обогревом +5°С.

    Bibby или Metastrem или аналог

  5. Основной привод: электродвигатель
    • Проект и конструкция по IEC
    • Классификация зоны: Zone 2 IIC T3
    • Двигатель: Exde
    • Монтаж: вертикально
    • Шариковые подшипники
    • Мощность: 105 кВт
    • Полюс: 2-х полярный
    • Класс защиты: IP-55
    • Электропитание: 3 AC; 50 Гц; 380В
    • Температурный предел: -40 °С
    • Калорифер
    • Технический регламент таможенного союза
    • RTD 3 обмотки
    • 1 шт.  RTD на подшипник
  6. Шумоизолирующий кожух Sundyne предоставит глухую панель для всей установки со следующими характеристиками:
    • гарантия уровня шума до 80 дБ (А) на расстоянии одного метра от рамы-основания.
    • теплоизоляция, +5°С внутри кожуха
    • вентилятор согласно зоне ATEX
    • визуальная панель приборов
    • проход для представителей сервисной поддержки
    • один датчик температуры
    • два электрообогревателя, прим. 4 кВт, саморегулируемые
    Панель: оцинкованная, неокрашенная.
  7. Оборудование в блочном-комплектном исполнении
    • Одна общая рама-основание изготовленная из низкотемпературной углеродистой стали для компрессора, привода, доп. оборудования, смазочного масла и системы уплотнения.
    • Локальная панель запуска (с селектором/лампой/кнопка включения) на русском и английском языках
    • Подключение приборов к распределительным блокам
    • Процедура окраски согласно приложению
    • Блок для перевозки согласно стандарту Sundyne, защита SEI 4 C
    • Все оборудование и компоненты, включая электрические и вспомогательные инструменты будут обозначены табличкой из нержавеющей стали на русском и английском языках.
    См. габаритно-присоединительный чертеж в приложении
  8. Испытания и инспекции
    1. Заводская приемка
      • Приемка проводится в Sundyne, Dijon (Франция)
      • гидростатическое испытание, под наблюдением заказчика (при необходимости)
      • эксплуатационное испытание, под наблюдением заказчика (при необходимости)
      • проверка разноса рабочего колеса, под наблюдением заказчика (при необходимости)
      • 4 - часовое механическое испытание, под наблюдением заказчика (при необходимости)
      • испытание работоспособности системы смазочного масла, без заказчика
      • финальная инспекция, под наблюдением заказчика (при необходимости)
      • Испытание проводится в цеху субпоставщика (расположение будет сообщено позже)
      • типовые испытания основного двигателя
  9. Дополнительные позиции (поставляются отдельно) Дополнительный сетчатый фильтр на всасе Sunsyne поставит один временный сетчатый фильтр на всасе:
    • Конический корпус
    • Конструкция из нержавеющей стали
    • Должен быть установлен в трубную катушку другими
    1. Запчасти
      • Рекомендованные Sundyne запчасти для ввода в эксплуатацию включены
      • Дополнительные запчасти включены согласно требованию заказчика - на 4 года эксплуатации

НЕ ВКЛЮЧЕНО в объем поставки

Персонал компании Интех ГмбХ (Intech GmbH) готов ответить на любые технические вопросы по поставляемому компанией оборудованию, в том числе по центробежным компрессорам.

Центробежные насосы Центробежные насосы двойного всасывания

Расчет и подбор трубопроводов. Оптимальный диаметр трубопровода

Вакуумные компрессорные системы, вакуумные компрессоры Вентиляторы. Турбовентиляторы. Расчет и подбор вентиляторов Винтовые компрессоры Дожимная компрессорная станция Компрессорные установки для кислого газа, водорода, агрессивных газов, коксового газа, кислорода Мембранные компрессоры Основные характеристики компрессора. Производительность компрессора. Мощность компрессора Поршневые компрессоры Передвижные компрессоры Расчет компрессоров. Подбор компрессорного оборудования Ротационные воздуходувки Паровые турбины Shin Nippon Machinery (SNM) Турбодетандеры Турбокомпрессоры Центробежная компрессорная установка Центробежные воздуходувки и газодувки Установки для получения азота Установки для получения сжатого воздуха

Классификация компрессоров Лопастные компрессоры Объемные компрессоры Применение винтовых компрессоров Применение поршневых компрессоров Применение центробежных компрессоров Роторные компрессоры Смазка цилиндров поршневых компрессоров

www.intech-gmbh.ru

Центробежный компрессор, его конструкция, принцип действия.

На рис. 2.3 показано устройство центробежного компрессора. Действует он аналогично центробежному насосу.

Вал центробежного компрессора соединяется с валом приводного двигателя (электродвигатель, паровая или газовая турбина) или непосредственно, или через механическую передачу, повыша ющую частоту вращения вала компрессора. Последним достигается уменьшение размеров компрессора, снижается его масса и стоимость.

Рис. 2.3. Одноступенчатый центробежный компрессор.

Центробежным компрессором называется лопаточная машина, в которой происходит преобразование подводимой механической работы в энергию давления, при этом сжатие осуществляется за счет действия центробежных сил инерции на массы рабочего тела, увлекаемые во вращательное движение совместно с рабочим колесом компрессора.

Центробежные компрессоры, применяемые для компримирования природного газа, называются центробежными нагнетателями.

Центробежный компрессор состоит из следующих элементов: подвода 1, рабочего колеса 2, отвода 3 и корпуса 4 (рисунок 1).

1 2 3 4

1-Подвод (входное устройство); 2-рабочее колесо; 3-отвод (лопаточный диффузор); 4-корпус.

Рисунок 1. Схема устройства центробежного компрессора.

Подводом называется часть проточной полости центробежного компрессора, предназначенная для создания равномерного осесимметричного потока рабочего тела на входе в рабочее колесо. При осесимметричном входе вектор аб­солютной скорости потока направлен по оси симмет­рии компрессора. Под абсолютной скоростью понимается скорость потока, измеренная в неподвижной относительно центробежного компрессора системе координат, одна из осей которой совпа­дает с осью симметрии машины.

Подвод в центробежных компрессорах изготавливают в форме сужающегося канала (конфузора). Конфузорный эффект позволяет увеличить скорость движения рабочего тела во входном устройстве(до 70…90 м/сек) за счет снижения давления, т.е. потенциальная энергия переходит в кинетическую. Вследствие наличия газодинамического трения потока о стенки канала в конфузоре возникают потери энергии, составляющие примерно 5 %.

В некоторых случаях вход газа в рабочее колесо может выполняться с предва­рительной закруткой потока.

Рабочее колесо представляет собой диск с торцевы­ми радиальными лопатками, образующими расширяющиеся межлопаточные каналы.

В центробежном колесе рабочее тело движется по линии наименьшего сопротивления. Гладкая вращающаяся поверхность входного участка рабочего колеса не оказывает воздействия на поток, поэтому на входе в рабочее колесо вектор аб­солютной скорости потока остается направлен по оси симмет­рии машины. Перед входом в межлопаточные каналы поток разворачивается на 900 и направление течения потока изменяется из осевого в радиальное. Вход рабочего тела в межлопаточный канал также происходит по кратчайшему расстоянию. В межлопаточном канале колеса рабочее тело взаимодействует с вращающейся лопаткой и центробежные силы инерции совершают работу по перемещению рабочего тела по радиусу рабочего колеса (от центра к перифирии). При этом на входе в рабочее колесо образуется значительное разряжение, вызывающее поступление в центробежный компрессор новой порции рабочего тела. Работа центробежных сил на пути движения рабочего тела по межлопаточным каналам сопровождается увеличением абсолютной скорости и ростом кинетической энергии потока. Поскольку межлопаточный канал рабочего колеса представляет собой вращающийся диффузор в рабочем колесе также происходит повышение давления.

Рисунок 2. Схема течения рабочего тела в центробежном колесе.

Отводом (диффузором) называется часть проточной полости центробежного компрессора, в которой кинетическая энергия потока (динамическое давление) преобразуется в потенциальную энергию (статическое давление). Он устанавливается непосредственно за рабочим колесом. Наибольшее распространение в центробежных лопаточных машинах получил ло­паточный отвод (лопаточный диффузор) с кольцевой полостью (рисунок 3).

www.StudFiles.ru

Центробежный компрессор

Центробежный омпрессор — устройство для перемещения газа и повышения полного давления последнего. Данный вид компрессора относится по принципу действия к динамическому типу компрессоров. Они широко применяются в быту, и в промышленности. Для вентиляции помещений и в турбореактивных двигателях. Для вентеляции покрасочных мастерских и для смены объема воздуха в туннелях метро.

По своим характеристикам и устройству центробежные компрессоры разделяют:

по конструкции входа с односторонним входом и односторонним колесом
с двусторонним входом и двусторонним колесом
по конструкции лопаток колеса с радиальными лопатками  
с лопатками, расположенными под углом к радиусу, против вращения  
по типу колеса открытое  
полуоткрытое  
закрытое  
по числу ступеней сжатия одноступенчатые  
многоступенчатые  
по типу диффузора с безлопаточным  
с лопаточным  

Устройство рабочего колеса

Колеса открытого типа применяются редко. В основном их используют в двух­ступенчатых или многоступенчатых компрессорах, на второй и последующих ступенях. Условия работы начиная со второй ступени связаны с высокими температурами, т.к. выходящий сжатый газ с первой ступени имеет высокую температуру, в следствии механического сжатия.

При таких условиях работы ступеней компрессора со второй и далее,  центробежные колеса из алюминиевых сплавов не годятся. И их изготовляют из ста­ли или титановых сплавов.

Преимущества таких колес — простота в изготовлении, маленькая масса колеса, инерционные осевые усилия почти полностью отсутствуют

Недостатки — не­сколько увеличенные гидравлические потери при изменении направле­ния воздуха с осевого на радиальное (из-за плохой формы канала), большие потери на трение колеса о воздух, склонность лопаток к вибрации.

Лопатки, отхо­дящие от ступицы в радиальном направлении, фрезеруются из стальной или титановой штамповки. Штамповка обеспечивает увеличению прочности лопаток (увеличивается усталостная прочность) в сравнении с листовым не обработанным материалом. Штамповка обеспечивает расположение волокон материала по конфи­гурации детали и создает локации упрочнения материала. Так как диск в колесе частично отсутствует, масса колеса существенно умень­шается. Инерционные осевые усилия в таком исполнении колеса по сравнению с другими видами колес почти отсутствуют.

У колес открытого типа есть ряд недостатков, из за которых их почти не используют, а именно:

В подавляющем большинстве современных компрессоров применяются ко­леса полуоткрытого типа. Лопатки такого колеса выпол­няются за одно целое со сплошным диском, придающим всей детали прочность и жесткость. Форма канала здесь более благоприятна (бо­лее плавный поворот струи), в силу чего гидравлические потери и по­тери на трение колеса о воздух меньше, чем у колес открытого типа.

Колеса закрытого типа имеют самые маленькие показатели трение о воздух. Зазор между колесом и стенкой корпуса не имеет значение и могут достигать больших значений (при значениях которых, колеса других типов не могли бы эффективно работать) для данного колеса и никак не влияет на гидравлические потери, чем при полуоткрытых колесах. Закрытые колеса по ряду причин применя­ются редко:

Такие колеса изготов­ляются путем механической обработки — штамповки из алюминиевого сплава.

Полуоткрытые колеса компрессоров современных компрессоров изготовляются из жаростойких алюминиевых сплавов штамповкой с последующей механической обработкой и полированием наружных поверхностей. После полирования поверхности колес подвергаются анодному оксидирова­нию (анодируются). Анодированная поверхность имеет высокую твердость, а так же выполняет защитную функцию от механических повреждений и предотвращает коррозию и, кроме того, она становит­ся более гладкой, что уменьшает по­тери па трение воздуха о стенки колеса.

Окончательная чистовая обработка межлопаточ­ных каналов центробежных колес всех типов должна соответ­ствовать 8 или 9-му классам, что достигается зачисткой и по­лированием. Если при балансировке с диска снимается металл, то ано­дирование выполняется после балансировки.

Соединение колеса с валом

Переда­ча крутящего момента от вала к колесу происходит несколькими способами.

В итоге получается, что при соединении, вала и колеса при помощи шпилек, которые работающих на срез, колесо ослаблено меньше. Концентрация напряжений в отверстиях под шпильки меньше, чем у шлицев. Соединение шпильками и фланцем используют в компрессорах реактивных двигателей. А способ шлицевого крепления применяют для соединения колеса с валом в нагнетателях поршневых двигателей и так же применяемые в турбостар­терах,

При большой передаваемой мощ­ности и больших окружных скоростях шлицы может срезать.

Направляющий аппарат

Направляющий аппарат (НА) устанавливают перед колесом компрессора в случае 2ух стороннего колеса, когда поток газа поступает с боку и его надо перенаправить на колесо, развернув поток на 90 0. НА центробежного компрессора мо­жет быть:

Неподвижный направляющий аппарат (ННА) устанавливается на входе в компрессор в том случае, когда необходимо создать закрутку воздуха в направлении вращения колеса. Эта закрутка служит для уменьшения относительной скорости входа воздуха на лопатки колеса, соответствующего относительной скорости по­тока на колесе. Лопатки ННА располагаются по окружности вокрут оси вращения и соединяются в узел с помощью боковых колец. Конструкция ННА обычно включает в себя, кроме того, набор разделительных профилированных колец для выравнивания поля скоростей воздуха на входе в колесо. Крепление узла неподвижного направляющего аппарата к силовой раме компрессора осуществляется болтами. Детали ННА изготовляются из листового материала (из алюми­ниевого сплава) и после слесарной зачистки анодируются.

Вращающийся направляющий аппарат (ВНА) предназначен для обеспечения входа воздуха на колесо с минимальными потерями и обычно представляет собой лопатки выполненные заодно с диском компрессора, так называемое — колесо компрессора. Лопатки ВНА получают путем механической обработки из штампованной заготовки с расположением волокон вдоль будущих лопаток. После обработки эта деталь приваривается к диску компрессора и также анодируется. Либо же ПНА отливают с диском заодно.

Углы направления потока к входным кромкам лопаток ВНА опре­деляются из газодинамического расчета. При условии безударного вхо­да воздуха на лопатку (с пулевым утлом атаки) эти углы будут в то же время представлять собой углы установки лопаток. Однако на осно­вании результатов теоретических и экспериментальных исследований конструкций ВНА можно считать, что потери на удар сказываются на к.п.д. компрессора гораздо меньше, чем потери, вызванные наличием диффузорности в каналах направляющего аппарата и колеса. Угол диффузорности больше 6 — 12° вызывает срыв потока и по­явление вихрей. Для уменьшения диффузорности в каналах ВНА углы атаки лопаток делают большой величины, доходящей на наружном диаметре ВНА до 20 — 23°.

Корпус компрессора

Корпус компрессора делается составным из нескольких частей с плоскостями разъема, перпендикулярными оси вала. Отдельные части центрируются между собой на посадочных поясках или контрольных штифтах и соединяются с помощью шпилек или болтов.

Детали корпуса центробежного компрессора: 1—корпус диффузора; 2—лопатки диффузора; 3 и 4—выходные патрубки; 5—фланец крепления топливной форсунки; 6—задний входной канал; 7—стенка входного канала; 8—-разделительные кольца во входном канале; 9—задняя силовая ферма; 10—окна для подвода воздуха к колесу вентилятора; 11—защитная сетка; 12— каркас сетки; 13—нижняя опорная точка крепления; 14—одна из двухопорных цапф; 15—лопатки в выходном патрубке; 16—регулировочная прокладка; 17—лопатки неподвижного направляющего аппарата

Центральную часть корпуса компрессора (см. рисунок выше) образует кор­пус 1 диффузора, имеющий коробчатое сечение. С целью упрощения литья корпуса патрубки 4 выполняются отъемными. Ввиду малого радиуса закругления патрубков (что необходимо для уменьшения габаритных размеров компрессора) для выравнивания по­ля скоростей применяются направляющие лопатки, изготавливаемые из алюминиевого сплава и заливаемые в стенку патрубка при его отливке. Перед отливкой лопатки закрепляются в земляном стерж­не, образующем внутреннюю конфигурацию патрубка.

К корпусу диффузора крепятся с обеих сторон силовые рамы фер­менного типа с проходами для воздуха между их стержнями. При боль­ших размерах компрессора силовая ферма может иметь промежуточное кольцо, соединяющее стержни рамы.

Для предохранения компрессора от засасывания в него посторон­них предметов входное устройство обычно закрывается проволочной сеткой с толщиной проволоки около 0,8 мм и размерами ячеек 2×2 мм. Увеличение диаметра проволоки при такой частой сетке приводит к значительному уменьшению проходного сечения: при увели­чении диаметра на 0,1 мм проходное сечение уменьшается на 15%.

Подшипники ротора устанавливаются в крышках, расположенных внутри силовой фермы. Фиксация колеса относительно корпуса компрессора в осевом на­правлении осуществляется с помощью упорного подшипника.

Торцовые зазоры между колесом и корпусом компрессора при сборке компрессора регулируются кольцами 17 между фланцем корпуса подшипника и промежуточной стенкой, к которой крепится корпус, а также 18 — между внутренним кольцом подшипни­ка и бортиком вала. При этом зазор между колесом и корпусом со сто­роны камер сгорания и упорного подшипника делается больше, с про­тивоположной стороны — меньше. При нагревании корпус будет сдви­гаться влево относительно упорного подшипника, в результате чего первый зазор будет уменьшаться, а второй — увеличиваться.

Материалы изготовления компрессора

Колесо и вращающийся направляющий аппарат изготовляются из штамповок алюминиевых сплавов АК2, АК4 и ВД17 и подвергаются ме­ханической обработке, а неподвижный направляющий аппарат изготов­ляется из листового дуралюмина Д1. Отдельные части корпуса и диф­фузора отливаются из силуминов АЛ4 и АЛ5.

Когда температуры направляюще­го аппарата и колеса могут быть >250° С (для компрессоров с несколькими ступенями), колесо должно быть изготов­лено из титановых сплавов ВТЗ, ВТ10, а неподвижный направляющий аппарат — из листового титанового сплава ВТЗ-1.

Материалами для вала служат стали 18ХНВА, 12Х2Н4А, 40ХНМА.

zewerok.ru

Центробежный компрессор - это... Что такое Центробежный компрессор?

Лопаточный или лопастной компрессор — это разновидность компрессоров, предназначенная для повышения давления рабочего тела за счёт взаимодействия последнего с подвижными и неподвижными лопаточными решётками компрессора. Принцип действия лопаточных компрессоров — увеличение полного давления рабочего тела за счёт преобразования механической работы компрессора в кинетическую энергию рабочего тела с последующим преобразованием ее во внутреннюю энергию.

Осевой компрессор

Рисунок иллюстрирующий работу осевого компрессора

Отдельно взятая ступень компрессора.

В осевом компрессоре поток рабочего тела, как правило воздуха, движется условно вдоль оси вращения ротора компрессора.

Осевой компрессор состоит из чередующихся подвижных лопаточных решёток ротора, состоящих из лопаток закреплённых на валу и именуемых рабочими колёсами (РК), и неподвижных лопаточных решёток статора и именуемых направляющими аппаратами (НА). Совокупность, состоящая из одного рабочего колеса и одного направляющего аппарата именуется ступенью.

Компрессорная лопатка 1 - передняя кромка, 2 - перо лопатки, 3 - задняя кромка,

4 - замок лопатки

Треугольники скоростей рабочего колеса иллюстрирующие сложное движение частиц воздуха. Видна диффузорность межлопаточного канала.

Пространство между соседними лопатками как в рабочем колесе, так и в направляющем аппарате именуется межлопаточным каналом. Межлопаточный канал в как в рабочем колесе, так и в направляющем аппарате диффузорный, то есть расширяющийся. Межлопаточный канал является расширяющимся, когда диаметр окружностей, вписанных в этот канал увеличивается при вписывании этих окружностей от передней кромки к задней.

При прохождении через рабочее колесо, воздух участвует в сложном движении.

Где абсолютное движение — движение частиц воздуха относительно оси двигателя. (На рисунке обозначено буквой u).

Относительное движение — движение частиц воздуха относительно лопаток рабочего колеса. (На рисунке обозначено буквой w).

Переносное движение — вращение рабочего колеса относительно оси двигателя. (На рисунке обозначено буквой U).

Таким образом, когда частицы воздуха попадают в рабочее колесо со скоростью, обозначенной на рисунке вектором w1, лопатки воздействуют на частицы воздуха придавая им переносную скорость обозначенную на рисунке вектором U. По правилу сложения векторов абсолютная скорость частиц воздуха, в этот момент обозначена вектором u1.

При прохождении через рабочее колесо, за счет диффузорности межлопаточного канала, происходит уменьшение модуля переносной скорости на выходе из рабочего колеса w2, за счёт кривизны межлопаточного канала происходит изменение направления вектора переносной скорости на выходе из рабочего колеса w2. На выходе из рабочего колеса на частицы воздуха продолжают действовать лопатки, придавая им переносную скорость обозначенную на рисунке вектором U. По правилу сложения векторов абсолютная скорость частиц воздуха, в этот момент обозначена вектором u2, который изменяет направление и увеличивается по модулю. Таким образом в рабочем колесе происходит рост полного давления воздуха.

После рабочего колеса воздух попадает в направляющий аппарат. За счёт диффузорности межлопаточного канала происходит торможение потока, что приводит к росту статического давления. Кривизна межлопаточного канала приводит к повороту потока для получения более эффективного угла входа потока воздуха в следующее рабочее колесо.

Таким образом, ступень за ступенью, происходит повышение давления воздуха. Скорость потока в рабочем колесе растет, в направляющем аппарате - падает. Но, ступени компрессора и весь компрессор проектируют таким образом, что бы скорость потока уменьшалась. При прохождении воздуха через компрессор растет и его температура, что является не задачей компрессора а отрицательным побочным эффектом. Перед входом в первое рабочее колесо может быть установлен входной направляющий аппарат (ВНА) который производит предварительный поворот потока воздуха на входе в компрессор.

Двухкаскадный осевой компрессор двигателя Rolls-Royce RB 199.

Достаточно высокая степень газодинамической инертности лопастных компрессоров является причиной того, что комперссор достаточно медленно набирает обороты, обладает низкой приемистостью. Лопастные компрессоры, как правило, приводятся в движение турбинами, которые, в свою очередь весьма долго снижают свои обороты, таким образом, смена режимов работы таких турбо-компрессоров занимает достаточно длительный промежуток времени. Решением данной проблемы стало разделение компрессоров на каскады. Часть ступеней компрессора стали крепить на одном валу, часть - на другом, каждую из частей, в этом случаи, приводит в движение своя турбина. Данное решение как улучшило работу компрессоров на переходных режимах, так и повысило их газодинамическую устойчитвость. Другим средством повышения газодинамической устойчивости осевых компрессоров стало применение поворачивающихся направляющих аппаратов, для изменния угла входа потока в рабочее колесо, в зависимости от режима работы двигателя.

Сверхзвуковые компрессоры. Частота вращения роторов современных компрессоров достигает десятков тысяч оборотов в минуту. Переносная скорость частицы воздуха в РК (U) зависит от радиуса вращения этой частицы относительно продольной оси двигателя. При достаточно длинном пере лопатки переносная скорость вырастает настолько, что абсолютная скорость движения частицы воздуха становится сверхзвуковой. В данной ситуации компрессор именуют сверхзвуковым, или же ступень компрессора именуют свехзвуковой, если такая ситуация возникает в определенной ступени компрессора.

Центробежный компрессор.

Препарированный ТРД General Electric J-31 с радиальным центробежным компрессором.

Схематическое изображение центробежного реактивного рабочего колеса.

Принцип действия центробежного компрессора в общем сопоставим с принципом действия осевого компрессора, но с одним существенным различием: в центробежном компрессоре поток воздуха входит в рабочее колесо вдоль оси двигателя, а в рабочем колесе происходит поворот потока в радиальном направлении. Таким образом, в рабочем колесе за счет центробежной силы создается дополнительный рост полного давления. То есть частицы рабочего тела получают дополнительную кинетическую энергию.

Рабочее колесо центробежного компрессора представляет собой диск или же сложное тело вращения, на котором установлены лопатки, расходящиеся от центра к краям диска. Межлопаточный канал в центробежном рабочем колесе, так же, как и в осевом - диффузорный. По типу используемых лопаток рабочие колеса квалифицируются на радиальные (профиль лопатки ровный) и реактивные (профиль лопатки изогнутый). Реактивные рабочие колеса обладают более высокими КПД и степенью сжатия, но сложнее в изготовлении, как следствие - дороже. Поток газа попадает в рабочее колесо центробежного компрессора, где частицам газа передается кинетическая энергия вращающегося колеса,диффузорный межлопаточный канал производит торможение движения частиц газа относительно вращающегося колеса, центробежная сила придает дополнительную кинетическую энернию частицам рабочего тела и направляет их в радиальном направлении. После выхода из рабочего колеса частицы рабочего тела попадают в диффузор, где происходит их последующее торможение, с преобразованием их кинетической энергии вв внутреннюю.

Краткое сравнение осевых и центробежных компрессоров

ТРД с осевым компрессором.

ТРД с центробежным компрессором

1. По степени сжатия (повышения давления) в ступени. Большую степень повышения давления обеспечтвают ступени центробежных компрессоров.

2. По реализации многоступенчатости. Многократный поворот воздушного потока в центробежном компрессоре приводит к сложности реализации многоступенчатости в нем.

3. По габаритам. Центробежные компрессоры, как правило обладают достаточно большим диаметром рабочего колеса. Многоступеснчатые осевые компрессоры - обладают меньшим диаметром, но длинее в осевом направлении.

Осевые компрессоры, в основном, используются в самолетных и вертолетных воздушнореактивных двигателях (ВРД). Центробежные в наземных газотурбиннвых двигателях (ГТД) и силовых установках, а так же в различных газоперекачивающих системах, системах вентиляции, всевозможных нагнетателях газа или воздуха.

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

Центробежные компрессоры. Принцип действия центробежного компрессора. Рабочее колесо центробежного компрессора. Треугольники скоростей

Лекция 1

ТЕМА: Центробежные компрессоры

1.1 Устройство центробежного компрессора.

На рис. 1.1 показана схема центробежной компрессорной ступени. Основными элементами ступени являются рабочее колесо А, безлопаточный диффузор Б и лопаточный диффузор В. Так же за лопаточным диффузором может быть установлен выходной канал или выходные патрубки, обеспечивающие поворот выходящего из диффузора потока в нужную сторону. Для уменьшения гидравлических потерь при повороте потока в выходном канале устанавливают дефлекторы Г, устройства для спрямления потока и смягчения его удара о стенку канала.

Рис. 1.1

Достоинства и недостатки центробежных компрессоров:

– центробежные компрессоры способны обеспечить высокую степень сжатия

(на данном этапе развития науки удается получить ).

– центробежные компрессоры имеют меньший КПД, чем осевые компрессоры ().

– центробежные компрессоры имеют меньшую лобовую производительность, чем осевые компрессоры.

– центробежные компрессоры имеют значительные радиальные габариты, что приводит к ухудшению аэродинамических качеств самолета.

Область применения центробежных компрессоров:

Центробежные компрессоры нашли широкое применение в малоразмерных ГТД, вспомогательных и газоперекачивающих установках. В авиации центробежные компрессоры не нашли широкого применения (Пример ВК – 1). Как правило, в авиации используют осецентробежные компрессоры. Схема такого компрессора приведена на рис. 1.2

Рис. 1.2

1.2 Классификация центробежных компрессоров.

Классифицировать центробежные компрессоры можно по нескольким принципам.

1.  Классификация по {Какой признак?}

-  вентиляторы

-  нагнетатели

-  собственно компрессоры

2.  Классификация по типу колес центробежных ступеней компрессоров осерадиального типа {Ранее не описано данных компрессоров}

-  Рабочие колеса открытого типа (Рис 1.3)

Рис. 1.3

Недостатками колес открытого типа являются большие потери и как следствие – низкий КПД.

Достоинством колес открытого типа является возможность работы с большими частотами вращения.

–   Рабочие колеса закрытого типа (Рис 1.4)

Рис. 1.4

Недостатком колес закрытого типа является малые частоты вращения из-за значительных центробежных сил.

Достоинствами колес закрытого типа являются малые потери и большие значения КПД.

– Рабочие колеса полузакрытого типа (Рис 1.5)

Рис. 1.5

Данный тип является компромиссным, так как позволяет достигать больших частот вращения, при этом значительно повышая КПД по сравнению с колесами открытого типа. Колеса данного типа имеют меньший КПД, чем колеса закрытого типа,     из-за потерь в радиальном зазоре.

Тип колес центробежных ступеней компрессоров осевого типа (Рис 1.6){Верная ли формулировка, рисунок?}

Рис. 1.6

Данные ступени применяются мало, т.к. имеют малый КПД (отсутствие осевой составляющей {чего?}), имеют меньшую степень повышения давления, по сравнению с компрессорами осерадиального типа.

1.3 Принцип действия центробежного компрессора.

Рассмотрим осерадиальную ступень. Для этого обозначим характерные сечения воздушного тракта – сечение 1-1 перед рабочим колесом, сечение 2-2 за ним и сечение 3-3 на выходе из диффузора (Рис. 1.7).

Рис. 1.7

Характеристика протекающих процессов:

Участок от сечения 1-1 до сечения 2-2 (рабочее колесо). На этом участке происходит подвод механической работы к газу, тем самым, увеличивая его кинетическую энергию. Кинетическая энергия, которой обладает тело начинает частично переходить в потенциальную энергию из-за диффузорной формы межлопаточных каналов, т.е. начинается процесс сжатия. Часть кинетической энергии расходуется на работу потерь (потери в радиальном зазоре, гидравлические потери, потери в скачках уплотнения {какие еще потери?}).

Участок от сечения 2-2 до сечения 3-3 (безлопаточный диффузор). На этом участке происходит переход кинетической энергии в потенциальную энергию и сглаживание вихрей от рабочего колеса, т.к. .

Установка лопаточного диффузора не обязательна, т.к. необходимая скорость газа может быть достигнута в безлопаточном диффузоре. В этом случае мы получим значительный диапазон режимов работы компрессора

vunivere.ru

Смотрите также