Giver dig en omfattende forståelse af strukturen, arbejdsprincippet, fordele og ulemper ved aksialflowkompressorer
Viden om aksialkompressorer
Aksialflowkompressorer og centrifugalkompressorer hører begge til hastighedstypen kompressorer, og begge kaldes turbinekompressorer;betydningen af kompressorer af hastighedstype betyder, at deres arbejdsprincipper er afhængige af, at bladene udfører arbejde på gassen, og først får gassen til at flyde. Strømningshastigheden øges kraftigt, før kinetisk energi omdannes til trykenergi.Sammenlignet med centrifugalkompressoren, da strømmen af gas i kompressoren ikke er i den radiale retning, men langs den aksiale retning, er det største træk ved aksialflowkompressoren, at gasstrømningskapaciteten pr. arealenhed er stor og den samme Under forudsætningen af behandlingsgasvolumen er den radiale dimension lille, især velegnet til lejligheder, der kræver stor flow.Derudover har den aksiale flowkompressor også fordelene ved enkel struktur, bekvem betjening og vedligeholdelse.Imidlertid er det naturligvis ringere end centrifugalkompressorer med hensyn til kompleks vingeprofil, høje krav til fremstillingsprocesser, snævert stabilt arbejdsområde og lille flowjusteringsområde ved konstant hastighed.
Følgende figur er et skematisk diagram af strukturen af AV-seriens aksialflowkompressor:
1. Chassis
Aksialflowkompressorens hus er designet til at blive delt vandret og er lavet af støbejern (stål).Det har karakteristika for god stivhed, ingen deformation, støjabsorption og vibrationsreduktion.Spænd med bolte for at forbinde den øvre og nedre halvdel til en meget stiv helhed.
Huset er understøttet på basen i fire punkter, og de fire støttepunkter er sat på begge sider af det nederste kabinet tæt på den midterste delte overflade, så enhedens støtte har god stabilitet.To af de fire støttepunkter er fikspunkter, og de to andre er glidepunkter.Den nederste del af huset er også forsynet med to styrenøgler langs den aksiale retning, som bruges til termisk udvidelse af enheden under drift.
For store enheder er det glidende støttepunkt understøttet af et svingbeslag, og der bruges specielle materialer til at gøre den termiske udvidelse lille og reducere ændringen af enhedens centerhøjde.Derudover er en mellemstøtte indstillet for at øge enhedens stivhed.
2. Statisk vingelejecylinder
Den stationære vingelejecylinder er støttecylinderen til kompressorens justerbare stationære vinger.Den er designet som en vandret split.Den geometriske størrelse bestemmes af det aerodynamiske design, som er kerneindholdet i kompressorstrukturens design.Indløbsringen passer til indsugningsenden af den stationære vingelejecylinder, og diffusoren passer til udstødningsenden.De er henholdsvis forbundet med huset og tætningsbøsningen for at danne den konvergerende passage af indsugningsenden og ekspansionspassagen af udstødningsenden.En kanal og kanalen dannet af rotoren og vingelejecylinderen er kombineret for at danne en komplet luftstrømskanal for aksialflowkompressoren.
Cylinderlegemet på den stationære vingelejecylinder er støbt af duktilt jern og er blevet præcisionsbearbejdet.De to ender er henholdsvis understøttet på huset, enden nær udstødningssiden er en glidende støtte, og enden nær luftindtagssiden er en fast støtte.
Der er drejelige ledeskovle på forskellige niveauer og automatiske vinglelejer, håndsving, skydere osv. for hver ledeskov på vingelejecylinderen.Det stationære bladleje er et sfærisk blækleje med god selvsmørende effekt, og dets levetid er mere end 25 år, hvilket er sikkert og pålideligt.En silikonetætningsring er monteret på vingestangen for at forhindre gaslækage og indtrængning af støv.Påfyldningstætningslister er tilvejebragt på den ydre cirkel af udstødningsenden af lejecylinderen og understøtningen af huset for at forhindre lækage.
3. Justeringscylinder og vingejusteringsmekanisme
Justeringscylinderen er svejset af stålplader, delt vandret, og den midterste delte overflade er forbundet med bolte, som har høj stivhed.Den er understøttet inde i huset på fire punkter, og de fire støttelejer er lavet af ikke-smurt "Du" metal.De to punkter på den ene side er semi-lukkede, hvilket tillader aksial bevægelse;de to punkter på den anden side er udviklet. Typen tillader aksial og radial termisk ekspansion, og styreringe af forskellige stadier af skovle er installeret inde i justeringscylinderen.
Statorbladets justeringsmekanisme er sammensat af en servomotor, en forbindelsesplade, en justeringscylinder og en knivstøttecylinder.Dens funktion er at justere vinklen på statorbladene på alle niveauer af kompressoren for at opfylde de variable arbejdsforhold.To servomotorer er installeret på begge sider af kompressoren og forbundet med justeringscylinderen gennem tilslutningspladen.Servomotoren, kraftoliestationen, olierørledningen og et sæt automatiske kontrolinstrumenter udgør en hydraulisk servomekanisme til justering af vinklen.Når 130 bar højtryksolien fra kraftoliestationen virker, skubbes servomotorens stempel for at bevæge sig, og forbindelsespladen driver justeringscylinderen til at bevæge sig synkront i aksial retning, og skyderen driver statorvingen til at rotere gennem krumtappen for at opnå formålet med at justere vinklen på statorvingen.Det kan ses ud fra de aerodynamiske designkrav, at justeringsmængden af vinklen for hvert trin af kompressoren er forskellig, og generelt falder justeringsmængden successivt fra det første trin til det sidste trin, hvilket kan realiseres ved at vælge længden krumtappen, det vil sige fra første trin til sidste trin stigende i længden.
Justeringscylinderen kaldes også "midtercylinder", fordi den er placeret mellem kappen og klingelejecylinderen, mens kappen og klingelejecylinderen kaldes henholdsvis "ydre cylinder" og "indre cylinder".Denne trelags cylinderstruktur reducerer kraftigt enhedens deformation og spændingskoncentration på grund af termisk ekspansion og forhindrer samtidig justeringsmekanismen fra støv og mekaniske skader forårsaget af eksterne faktorer.
4. rotor og vinger
Rotoren er sammensat af hovedakslen, bevægelige blade på alle niveauer, afstandsblokke, bladlåsegrupper, biblade osv. Rotoren har en struktur med samme indre diameter, hvilket er praktisk til bearbejdning.
Spindlen er smedet af højlegeret stål.Den kemiske sammensætning af hovedakselmaterialet skal testes og analyseres nøje, og ydeevneindekset kontrolleres af testblokken.Efter grov bearbejdning kræves en varmløbstest for at verificere dens termiske stabilitet og eliminere en del af den resterende spænding.Efter at ovenstående indikatorer er kvalificeret, kan de sættes i efterbearbejdning.Efter afsluttet efterbehandling kræves indfarvningsinspektion eller magnetisk partikelinspektion ved journalerne i begge ender, og revner er ikke tilladt.
De bevægelige klinger og stationære klinger er lavet af smedemner i rustfrit stål, og råmaterialerne skal inspiceres for kemisk sammensætning, mekaniske egenskaber, ikke-metalliske slaggeindeslutninger og revner.Efter at klingen er poleret, udføres våd sandblæsning for at øge modstandsdygtigheden over for udmattelse af overfladen.Formningsbladet skal måle frekvensen, og om nødvendigt skal det reparere frekvensen.
De bevægelige blade på hvert trin er installeret i den roterende lodrette træformede bladrodsrille langs omkredsretningen, og afstandsblokkene bruges til at placere de to blade, og låseafstandsblokkene bruges til at placere og låse de to bevægelige blade installeret i slutningen af hvert trin.tæt.
Der er to balanceskiver behandlet i begge ender af hjulet, og det er nemt at balancere vægtene i to planer.Balancepladen og tætningsbøsningen danner et balancestempel, som fungerer gennem balancerøret for at afbalancere en del af den aksiale kraft, der genereres af pneumatikken, reducere belastningen på tryklejet og gøre lejet i et sikrere miljø
5. Kirtel
Der er akselende tætningsbøsninger på henholdsvis indsugningssiden og udstødningssiden af kompressoren, og tætningspladerne indlejret i de tilsvarende dele af rotoren danner en labyrinttætning for at forhindre gaslækage og indvendig nedsivning.For at lette installationen og vedligeholdelsen justeres den gennem justeringsblokken på tætningsmuffens ydre cirkel.
6. Lejekasse
Radiale lejer og tryklejer er anbragt i lejekassen, og olien til smøring af lejerne opsamles fra lejekassen og returneres til olietanken.Normalt er bunden af boksen udstyret med en styreanordning (når den er integreret), som samarbejder med basen for at få enheden til at centrere og termisk udvide sig i aksial retning.Til det delte lejehus er der monteret tre styrenøgler i bunden af siden for at lette den termiske udvidelse af huset.En aksial styrenøgle er også anbragt på den ene side af huset for at passe til huset.Lejekassen er udstyret med overvågningsanordninger såsom måling af lejetemperatur, måling af rotorvibrationer og måling af akselforskydning.
7. leje
Det meste af rotorens aksiale tryk bæres af balancepladen, og det resterende aksiale tryk på omkring 20 ~ 40 kN bæres af tryklejet.Trykpuderne kan justeres automatisk efter belastningens størrelse for at sikre, at belastningen på hver pude er jævnt fordelt.Trykpuderne er lavet af kulstofstålstøbt Babbitt-legering.
Der er to typer radiale lejer.Kompressorer med høj effekt og lav hastighed bruger elliptiske lejer, og kompressorer med lav effekt og høj hastighed bruger vippepude lejer.
Enheder i stor skala er generelt udstyret med højtryksdonkraftenheder for at gøre det lettere at starte.Højtrykspumpen genererer et højt tryk på 80MPa på kort tid, og der er installeret en højtryksoliepool under radiallejet for at løfte rotoren og reducere startmodstanden.Efter start falder olietrykket til 5~15MPa.
Aksialflowkompressoren fungerer under designbetingelserne.Når driftsbetingelserne ændres, vil dets driftspunkt forlade designpunktet og gå ind i det ikke-designede driftstilstandsområde.På dette tidspunkt er den faktiske luftstrømssituation forskellig fra den designmæssige driftstilstand.og under visse forhold opstår en ustabil strømningstilstand.Fra det nuværende synspunkt er der flere typiske ustabile arbejdsforhold: nemlig roterende stall arbejdstilstand, overspændingsarbejdstilstand og blokerende arbejdstilstand, og disse tre arbejdsforhold hører til aerodynamiske ustabile arbejdsforhold.
Når aksialflowkompressoren arbejder under disse ustabile arbejdsforhold, vil ikke kun arbejdsydelsen blive stærkt forringet, men nogle gange vil der forekomme kraftige vibrationer, så maskinen ikke kan fungere normalt, og endda alvorlige skadeulykker vil forekomme.
1. Roterende stall af aksial flow kompressor
Området mellem minimumsvinklen for den stationære vinge og minimumsdriftsvinkellinjen for den karakteristiske kurve for aksialflowkompressoren kaldes det roterende stallområde, og det roterende stall er opdelt i to typer: progressiv stall og brat stall.Når luftmængden er mindre end den roterende stall-linjegrænse for den aksiale hovedventilator, vil luftstrømmen på bagsiden af bladet bryde væk, og luftstrømmen inde i maskinen vil danne en pulserende strøm, som vil få bladet til at genererer vekslende stress og forårsager træthedsskader.
For at forhindre standsning kræves det, at operatøren er bekendt med motorens karakteristiske kurve og passerer hurtigt gennem standsningszonen under opstartsprocessen.Under driftsprocessen bør den minimale statorbladvinkel ikke være lavere end den specificerede værdi i henhold til producentens forskrifter.
2. Aksial kompressorstød
Når kompressoren arbejder sammen med et rørnetværk med et vist volumen, når kompressoren arbejder ved et højt kompressionsforhold og lav strømningshastighed, når først kompressorens strømningshastighed er mindre end en vis værdi, vil bladenes bagbueluftstrøm være alvorligt adskilt, indtil passagen er blokeret, og luftstrømmen vil pulsere kraftigt.Og danner en oscillation med luftkapaciteten og luftmodstanden i udløbsrørnettet.På dette tidspunkt svinger luftstrømsparametrene for netværkssystemet meget som helhed, det vil sige luftvolumen og tryk ændres periodisk med tid og amplitude;både kraften og lyden af kompressoren ændres med jævne mellemrum..De ovennævnte ændringer er meget alvorlige, hvilket får skroget til at vibrere kraftigt, og selv maskinen kan ikke opretholde normal drift.Dette fænomen kaldes surge.
Da overspænding er et fænomen, der forekommer i hele maskinen og netværkssystemet, er det ikke kun relateret til kompressorens interne flowkarakteristika, men afhænger også af rørnettets karakteristika, og dets amplitude og frekvens domineres af volumen af ledningsnettet.
Konsekvenserne af stigning er ofte alvorlige.Det vil medføre, at kompressorrotoren og statorkomponenterne udsættes for vekslende belastninger og brud, hvilket får unormalt tryk i mellemtrin til at forårsage kraftige vibrationer, hvilket resulterer i beskadigelse af tætninger og tryklejer og får rotoren og statoren til at kollidere., hvilket forårsager alvorlige ulykker.Især for højtrykskompressorer med aksial flow kan overspænding ødelægge maskinen på kort tid, så kompressoren må ikke fungere under overspændingsforhold.
Fra ovenstående foreløbige analyse er det kendt, at stigningen først er forårsaget af rotationsstoppet forårsaget af manglende justering af de aerodynamiske parametre og geometriske parametre i kompressorbladskaskaden under variable arbejdsforhold.Men ikke alle roterende stall vil nødvendigvis føre til overspænding, sidstnævnte er også relateret til rørnetsystemet, så dannelsen af overspændingsfænomen inkluderer to faktorer: internt afhænger det af aksialflowkompressoren Under visse forhold opstår en pludselig pludselig stalling ;eksternt er det relateret til rørnettets kapacitet og karakteristiske linje.Førstnævnte er en indre årsag, mens sidstnævnte er en ydre tilstand.Den indre årsag fremmer kun stigning i samarbejde med ydre forhold.
3. Blokering af aksial kompressor
Kompressorens klingehalsareal er fikseret.Når strømningshastigheden stiger, på grund af stigningen i luftstrømmens aksiale hastighed, øges luftstrømmens relative hastighed, og den negative angrebsvinkel (angrebsvinklen er vinklen mellem luftstrømmens retning og installationsvinklen af klingeindløbet) øges også.På dette tidspunkt vil den gennemsnitlige luftstrøm på den mindste sektion af kaskadeindløbet nå lydhastigheden, så flowet gennem kompressoren når en kritisk værdi og ikke fortsætter med at stige.Dette fænomen kaldes blokering.Denne blokering af de primære skovle bestemmer kompressorens maksimale flow.Når udstødningstrykket falder, vil gassen i kompressoren øge flowhastigheden på grund af stigningen i ekspansionsvolumen, og blokering vil også opstå, når luftstrømmen når lydhastigheden i den sidste kaskade.Fordi luftstrømmen af den endelige vinge er blokeret, stiger lufttrykket foran den sidste vinge, og lufttrykket bag den sidste vinge falder, hvilket får trykforskellen mellem den forreste og bageste del af den endelige vinge til at stige, så kraften på for- og bagsiden af den endelige klinge er ubalanceret, og der kan opstå stress.forårsage knivskade.
Når bladformen og kaskadeparametrene for en aksialflowkompressor bestemmes, er dens blokeringsegenskaber også faste.Aksialkompressorer må ikke køre for længe i området under chokerlinjen.
Generelt set behøver anti-tilstopningskontrollen af den aksiale flowkompressor ikke at være så streng som anti-surge-kontrollen, kontrolhandlingen er ikke nødvendig for at være hurtig, og der er ingen grund til at indstille et tripstoppunkt.Med hensyn til, om anti-tilstopningskontrollen skal indstilles, er det også op til kompressoren selv. Bed om en beslutning.Nogle producenter har taget højde for forstærkningen af knivene i designet, så de kan modstå stigningen af flagrestress, så de ikke behøver at opsætte blokeringskontrol.Hvis producenten ikke vurderer, at klingestyrken skal øges, når blokeringsfænomenet opstår i designet, skal der forefindes antiblokerende automatiske kontrolfaciliteter.
Anti-tilstopningskontrolskemaet for den aksiale flow-kompressor er som følger: en sommerfugl-anti-tilstopningsventil er installeret på kompressorens udløbsrørledning, og de to detekteringssignaler for indløbsflowhastigheden og udgangstrykket indlæses samtidigt til anti-tilstopningsregulator.Når maskinens udgangstryk falder unormalt, og maskinens arbejdspunkt falder under antiblokeringslinjen, sendes regulatorens udgangssignal til antiblokeringsventilen for at få ventilen til at lukke mindre, så lufttrykket stiger , strømningshastigheden falder, og arbejdspunktet går ind i antiblokeringslinjen.Over blokeringslinjen slipper maskinen af med blokeringstilstanden.
