Gir deg en omfattende forståelse av strukturen, arbeidsprinsippet, fordeler og ulemper ved aksialstrømskompressorer
Kunnskap om aksialkompressorer
Aksialstrømskompressorer og sentrifugalkompressorer hører begge til hastighetstypen kompressorer, og begge kalles turbinkompressorer;betydningen av kompressorer av hastighetstype betyr at deres arbeidsprinsipper er avhengige av at bladene utfører arbeid på gassen, og først får gassen til å flyte. Strømningshastigheten økes kraftig før den konverterer kinetisk energi til trykkenergi.Sammenlignet med sentrifugalkompressoren, siden strømmen av gass i kompressoren ikke er langs den radielle retningen, men langs den aksiale retningen, er den største egenskapen til aksialstrømskompressoren at gassstrømkapasiteten per arealenhet er stor, og den samme Under forutsetningen om å behandle gassvolum er den radielle dimensjonen liten, spesielt egnet for anledninger som krever stor strømning.I tillegg har aksialstrømskompressoren også fordelene med enkel struktur, praktisk drift og vedlikehold.Imidlertid er det åpenbart dårligere enn sentrifugalkompressorer når det gjelder kompleks bladprofil, høye produksjonsprosesskrav, smalt stabilt arbeidsområde og lite strømningsjusteringsområde ved konstant hastighet.
Følgende figur er et skjematisk diagram av strukturen til AV-seriens aksialstrømskompressor:
1. Chassis
Huset til aksialstrømskompressoren er designet for å deles horisontalt og er laget av støpejern (stål).Den har egenskapene til god stivhet, ingen deformasjon, støydemping og vibrasjonsreduksjon.Stram til med bolter for å koble den øvre og nedre halvdelen til en veldig stiv helhet.
Dekselet støttes på basen i fire punkter, og de fire støttepunktene er satt på begge sider av den nedre dekselet nær den midtre delte overflaten, slik at støtten til enheten har god stabilitet.To av de fire støttepunktene er faste punkter, og de to andre er skyvepunkter.Den nedre delen av huset er også utstyrt med to styrenøkler langs aksial retning, som brukes til termisk utvidelse av enheten under drift.
For store enheter er det glidende støttepunktet støttet av en svingbrakett, og spesielle materialer brukes for å gjøre den termiske ekspansjonen liten og redusere endringen av senterhøyden til enheten.I tillegg er en mellomstøtte satt for å øke stivheten til enheten.
2. Statisk vingelagersylinder
Den stasjonære vingelagersylinderen er støttesylinderen for de justerbare stasjonære vingene til kompressoren.Den er utformet som en horisontal splitt.Den geometriske størrelsen bestemmes av den aerodynamiske designen, som er kjerneinnholdet i kompressorstrukturens design.Innløpsringen matcher inntaksenden til den stasjonære vingelagersylinderen, og diffusoren matcher eksosenden.De er henholdsvis forbundet med foringsrøret og tetningshylsen for å danne den konvergerende passasjen til inntaksenden og ekspansjonspassasjen til eksosenden.En kanal og kanalen dannet av rotoren og vingelagersylinderen er kombinert for å danne en komplett luftstrømskanal for aksialstrømskompressoren.
Sylinderkroppen til den stasjonære vingelagersylinderen er støpt av duktilt jern og er presisjonsbearbeidet.De to endene er henholdsvis støttet på huset, enden nær eksossiden er en glidende støtte, og enden nær luftinntakssiden er en fast støtte.
Det er roterbare ledeskovler på ulike nivåer og automatiske vingelager, sveiver, glidere osv. for hver ledevinge på vingelagersylinderen.Det stasjonære bladlageret er et sfærisk blekklager med god selvsmørende effekt, og levetiden er mer enn 25 år, noe som er trygt og pålitelig.En tetningsring av silikon er installert på vingeskaftet for å forhindre gasslekkasje og støvinntrengning.Påfyllende tetningslister er anordnet på den ytre sirkelen av utløpsenden av lagersylinderen og støtten til foringsrøret for å forhindre lekkasje.
3. Justeringssylinder og vingejusteringsmekanisme
Justeringssylinderen er sveiset av stålplater, delt horisontalt, og den midtre delte overflaten er forbundet med bolter, som har høy stivhet.Den er støttet inne i huset på fire punkter, og de fire støttelagrene er laget av ikke-smurt "Du"-metall.De to punktene på den ene siden er semi-lukkede, noe som tillater aksial bevegelse;de to punktene på den andre siden er utviklet. Typen tillater aksial og radiell termisk ekspansjon, og føringsringer av forskjellige stadier av skovler er installert inne i justeringssylinderen.
Statorbladjusteringsmekanismen består av en servomotor, en koblingsplate, en justeringssylinder og en bladstøttesylinder.Dens funksjon er å justere vinkelen på statorbladene på alle nivåer av kompressoren for å møte de variable arbeidsforholdene.To servomotorer er installert på begge sider av kompressoren og koblet til justeringssylinderen gjennom koblingsplaten.Servomotoren, kraftoljestasjonen, oljerørledningen og et sett med automatiske kontrollinstrumenter danner en hydraulisk servomekanisme for å justere vinkelen på skovlen.Når 130 bar høytrykksolje fra kraftoljestasjonen virker, skyves stempelet til servomotoren for å bevege seg, og koblingsplaten driver justeringssylinderen til å bevege seg synkront i aksial retning, og glideren driver statorvingen til å rotere gjennom sveiven, for å oppnå formålet med å justere vinkelen på statorvingen.Det kan sees fra de aerodynamiske designkravene at justeringsmengden av vingevinkelen til hvert trinn av kompressoren er forskjellig, og generelt avtar justeringsmengden suksessivt fra det første trinnet til det siste trinnet, noe som kan realiseres ved å velge lengden av sveiven, det vil si fra det første trinnet til det siste trinnet øker i lengde.
Justeringssylinderen kalles også "midtsylinder" fordi den er plassert mellom foringsrøret og bladlagersylinderen, mens foringsrøret og bladlagersylinderen kalles henholdsvis "ytre sylinder" og "indre sylinder".Denne trelags sylinderstrukturen reduserer deformasjonen og spenningskonsentrasjonen til enheten kraftig på grunn av termisk ekspansjon, og forhindrer samtidig justeringsmekanismen fra støv og mekanisk skade forårsaket av eksterne faktorer.
4. rotor og blader
Rotoren er sammensatt av hovedakselen, bevegelige blader på alle nivåer, avstandsblokker, bladlåsegrupper, biblad osv. Rotoren har en struktur med lik indre diameter, noe som er praktisk for prosessering.
Spindelen er smidd av høylegert stål.Den kjemiske sammensetningen av hovedakselmaterialet må testes og analyseres strengt, og ytelsesindeksen kontrolleres av testblokken.Etter grovbearbeiding kreves en varmløpstest for å verifisere dens termiske stabilitet og eliminere deler av restspenningen.Etter at de ovennevnte indikatorene er kvalifisert, kan de settes inn i etterbehandling.Etter ferdig etterbehandling kreves det fargeinspeksjon eller magnetpartikkelinspeksjon i journalene i begge ender, og sprekker tillates ikke.
De bevegelige bladene og stasjonære bladene er laget av smiemner i rustfritt stål, og råvarene må inspiseres for kjemisk sammensetning, mekaniske egenskaper, ikke-metalliske slagginneslutninger og sprekker.Etter at bladet er polert, utføres våt sandblåsing for å øke motstanden mot overflateutmatting.Formingsbladet må måle frekvensen, og om nødvendig må det reparere frekvensen.
De bevegelige bladene på hvert trinn er installert i det roterende vertikale treformede bladrotsporet langs omkretsretningen, og avstandsblokkene brukes til å plassere de to bladene, og låseavstandsblokkene brukes til å plassere og låse de to bevegelige bladene installert på slutten av hvert trinn.stramt.
Det er to balanseskiver behandlet i begge ender av hjulet, og det er enkelt å balansere vektene i to plan.Balanseplaten og tetningshylsen danner et balansestempel, som fungerer gjennom balanserøret for å balansere en del av den aksiale kraften som genereres av pneumatikken, redusere belastningen på trykklageret og gjøre lageret i et tryggere miljø
5. Kjertel
Det er akselende tetningshylser på henholdsvis inntakssiden og eksossiden av kompressoren, og tetningsplatene innebygd i de tilsvarende delene av rotoren danner en labyrinttetning for å hindre gasslekkasje og innvendig siver.For å lette installasjon og vedlikehold justeres den gjennom justeringsblokken på tetningshylsens ytre sirkel.
6. Lagerboks
Radiallagre og trykklager er anordnet i lagerboksen, og oljen for smøring av lagrene samles opp fra lagerboksen og returneres til oljetanken.Vanligvis er bunnen av boksen utstyrt med en styreanordning (når integrert), som samarbeider med basen for å gjøre enheten sentrert og termisk ekspandere i aksial retning.For det delte lagerhuset er det installert tre styrenøkler nederst på siden for å lette den termiske utvidelsen av huset.En aksial styrenøkkel er også anordnet på den ene siden av foringsrøret for å matche foringsrøret.Lagerboksen er utstyrt med overvåkingsenheter som lagertemperaturmåling, rotorvibrasjonsmåling og akselforskyvningsmåling.
7. peiling
Det meste av rotorens aksiale skyvekraft bæres av balanseplaten, og den gjenværende aksiale skyvekraften på omtrent 20~40kN bæres av skyvelageret.Skyveputene kan justeres automatisk i henhold til størrelsen på lasten for å sikre at lasten på hver pute er jevnt fordelt.Skyveputene er laget av karbonstål støpt Babbitt-legering.
Det finnes to typer radiallager.Kompressorer med høy effekt og lav hastighet bruker elliptiske lagre, og kompressorer med lav effekt og høy hastighet bruker tilting pad lagre.
Enheter i stor skala er vanligvis utstyrt med høytrykksjekkanordninger for enkel start.Høytrykkspumpen genererer et høyt trykk på 80MPa på kort tid, og et høytrykksoljebasseng er installert under radiallageret for å løfte rotoren og redusere startmotstanden.Etter oppstart faller oljetrykket til 5~15MPa.
Aksialstrømskompressoren fungerer under designforholdene.Når driftsforholdene endres, vil driftspunktet forlate designpunktet og gå inn i det ikke-designede driftstilstandsområdet.På dette tidspunktet er den faktiske luftstrømsituasjonen forskjellig fra designdriftstilstanden., og under visse forhold oppstår en ustabil strømningstilstand.Fra det nåværende synspunktet er det flere typiske ustabile arbeidsforhold: nemlig roterende stall arbeidsforhold, bølgearbeidstilstand og blokkerende arbeidsforhold, og disse tre arbeidsforholdene tilhører aerodynamiske ustabile arbeidsforhold.
Når aksialstrømskompressoren fungerer under disse ustabile arbeidsforholdene, vil ikke bare arbeidsytelsen bli sterkt forringet, men noen ganger vil det oppstå sterke vibrasjoner, slik at maskinen ikke kan fungere normalt, og til og med alvorlige skadeulykker vil oppstå.
1. Roterende stall av aksialstrømskompressor
Området mellom minimumsvinkelen til den stasjonære skovlen og minimumsdriftsvinkellinjen til den karakteristiske kurven til aksialstrømskompressoren kalles det roterende stallområdet, og det roterende stallområdet er delt inn i to typer: progressiv stall og brå stall.Når luftvolumet er mindre enn grensen for rotasjonsstopplinjen til hovedviften med aksialstrøm, vil luftstrømmen på baksiden av bladet brytes bort, og luftstrømmen inne i maskinen vil danne en pulserende strøm, som vil føre til at bladet generere vekslende stress og forårsake utmattelsesskader.
For å forhindre stopping, kreves det at operatøren er kjent med motorens karakteristiske kurve og passerer raskt gjennom stoppsonen under oppstartsprosessen.Under driftsprosessen bør minimum statorbladvinkel ikke være lavere enn spesifisert verdi i henhold til produsentens forskrifter.
2. Aksialkompressorstøt
Når kompressoren arbeider sammen med et rørnett med et visst volum, når kompressoren opererer med et høyt kompresjonsforhold og lav strømningshastighet, når kompressorens strømningshastighet er mindre enn en viss verdi, vil den bakre bueluftstrømmen til bladene være seriøst separert til passasjen er blokkert, og luftstrømmen vil pulsere kraftig.Og danner en oscillasjon med luftkapasiteten og luftmotstanden til utløpsrørnettet.På dette tidspunktet svinger luftstrømparametrene til nettverkssystemet sterkt som helhet, det vil si at luftvolumet og trykket endres periodisk med tid og amplitude;både kraften og lyden til kompressoren endres med jevne mellomrom..De ovennevnte endringene er svært alvorlige, noe som får flykroppen til å vibrere kraftig, og selv maskinen kan ikke opprettholde normal drift.Dette fenomenet kalles surge.
Siden overspenning er et fenomen som forekommer i hele maskinen og nettverkssystemet, er det ikke bare relatert til kompressorens interne strømningsegenskaper, men avhenger også av egenskapene til rørnettet, og dets amplitude og frekvens domineres av volumet av rørnettet.
Konsekvensene av surge er ofte alvorlige.Det vil føre til at kompressorrotoren og statorkomponentene gjennomgår vekslende påkjenninger og brudd, noe som fører til at trykkavvik mellom trinn forårsaker sterk vibrasjon, noe som resulterer i skade på tetninger og trykklager, og forårsaker at rotoren og statoren kolliderer., forårsaker alvorlige ulykker.Spesielt for høytrykkskompressorer med aksial strømning, kan overspenning ødelegge maskinen på kort tid, slik at kompressoren ikke har lov til å fungere under overspenningsforhold.
Fra den foreløpige analysen ovenfor er det kjent at bølgen først er forårsaket av rotasjonsstopp forårsaket av manglende justering av de aerodynamiske parametere og geometriske parametere i kompressorbladkaskaden under variable arbeidsforhold.Men ikke alle roterende stall vil nødvendigvis føre til overspenning, sistnevnte er også relatert til rørnettverket, så dannelsen av overspenningsfenomen inkluderer to faktorer: internt avhenger det av aksialstrømkompressoren Under visse forhold oppstår en plutselig plutselig stopp ;utvendig er det knyttet til kapasiteten og karakteristisk linje til rørnettet.Førstnevnte er en indre årsak, mens sistnevnte er en ytre tilstand.Den indre årsaken fremmer bare bølge med samarbeid med ytre forhold.
3. Blokkering av aksialkompressor
Bladhalsområdet til kompressoren er fast.Når strømningshastigheten øker, på grunn av økningen av luftstrømmens aksiale hastighet, øker luftstrømmens relative hastighet, og den negative angrepsvinkelen (angrepsvinkelen er vinkelen mellom retningen til luftstrømmen og installasjonsvinkelen av bladinnløpet) øker også.På dette tidspunktet vil den gjennomsnittlige luftstrømmen på den minste delen av kaskadeinntaket nå lydhastigheten, slik at strømmen gjennom kompressoren når en kritisk verdi og ikke fortsetter å øke.Dette fenomenet kalles blokkering.Denne blokkeringen av primærvingene bestemmer kompressorens maksimale strømning.Når eksostrykket synker vil gassen i kompressoren øke strømningshastigheten på grunn av økningen i ekspansjonsvolumet, og blokkering vil også oppstå når luftstrømmen når lydhastigheten i den siste kaskaden.Fordi luftstrømmen til det endelige bladet er blokkert, øker lufttrykket foran det endelige bladet, og lufttrykket bak det siste bladet reduseres, noe som fører til at trykkforskjellen mellom forsiden og baksiden av det endelige bladet øker, slik at kraften på forsiden og baksiden av det endelige bladet er ubalansert og stress kan genereres.forårsake knivskade.
Når bladformen og kaskadeparametrene til en aksialstrømskompressor bestemmes, er blokkeringsegenskapene også faste.Aksialkompressorer har ikke lov til å gå for lenge i området under chokelinjen.
Generelt sett trenger ikke tilstoppingskontrollen til den aksiale strømningskompressoren å være like streng som anti-overspenningskontrollen, kontrollhandlingen er ikke nødvendig å være rask, og det er ikke nødvendig å angi et trippstopppunkt.Når det gjelder å stille inn anti-tilstoppingskontrollen, er det også opp til kompressoren selv. Be om en avgjørelse.Noen produsenter har tatt hensyn til forsterkningen av bladene i designet, slik at de tåler økningen av flagrespenning, slik at de ikke trenger å sette opp blokkeringskontroll.Hvis produsenten ikke vurderer at bladstyrken må økes når blokkeringsfenomenet oppstår i konstruksjonen, må det skaffes antiblokkeringsautomatikk.
Anti-tilstoppingskontrollskjemaet til den aksiale strømningskompressoren er som følger: en butterfly-anti-tilstoppingsventil er installert på kompressorens utløpsrørledning, og de to deteksjonssignalene for innløpsstrømningshastigheten og utløpstrykket sendes samtidig til anti-tilstopping regulator.Når utløpstrykket til maskinen faller unormalt og arbeidspunktet til maskinen faller under antiblokkeringslinjen, sendes utgangssignalet til regulatoren til antiblokkeringsventilen for å gjøre ventilen lukket mindre, slik at lufttrykket øker , strømningshastigheten synker, og arbeidspunktet går inn i antiblokkeringslinjen.Over blokkeringslinjen blir maskinen kvitt blokkeringstilstanden.
