Antaa sinulle kattavan käsityksen aksiaalivirtauskompressoreiden rakenteesta, toimintaperiaatteesta, eduista ja haitoista
Tietoa aksiaalikompressoreista
Aksiaalivirtauskompressorit ja keskipakokompressorit kuuluvat molemmat nopeustyyppisiin kompressoreihin, ja molempia kutsutaan turbiinikompressoreiksi;Nopeustyyppisten kompressorien merkitys tarkoittaa, että niiden toimintaperiaatteet perustuvat siihen, että siivet tekevät työtä kaasulla ja saavat ensin kaasun virtauksen. Virtausnopeus kasvaa huomattavasti ennen kuin liike-energia muunnetaan paineenergiaksi.Keskipakokompressoriin verrattuna, koska kaasun virtaus kompressorissa ei ole säteittäisessä suunnassa, vaan aksiaalisuunnassa, aksiaalivirtauskompressorin suurin ominaisuus on, että kaasun virtauskapasiteetti pinta-alayksikköä kohti on suuri ja sama. Prosessointikaasutilavuuden edellytyksenä on, että radiaalinen ulottuvuus on pieni, mikä sopii erityisen hyvin tilanteisiin, joissa tarvitaan suurta virtausta.Lisäksi aksiaalivirtauskompressorilla on myös yksinkertaisen rakenteen, kätevän käytön ja huollon edut.Se on kuitenkin selvästi huonompi kuin keskipakokompressorit monimutkaisen teräprofiilin, korkeiden valmistusprosessivaatimusten, kapean vakaan työalueen ja pienen virtauksen säätöalueen suhteen vakionopeudella.
Seuraava kuva on kaavio AV-sarjan aksiaalivirtauskompressorin rakenteesta:
1. Alusta
Aksiaalivirtauskompressorin kotelo on suunniteltu jaettavaksi vaakasuoraan ja se on valmistettu valuraudasta (teräs).Sillä on hyvä jäykkyys, ei muodonmuutoksia, melunvaimennus ja tärinänvaimennus.Kiristä pulteilla yhdistääksesi ylä- ja alapuoliskot erittäin jäykäksi kokonaisuudeksi.
Kotelo on tuettu alustaan neljästä kohdasta ja neljä tukipistettä on sijoitettu alakotelon molemmille puolille keskimmäisen halkeaman pinnan lähelle, jotta yksikön tuki on hyvä vakavuus.Kaksi neljästä tukipisteestä on kiinteitä pisteitä ja kaksi muuta ovat liukupisteitä.Kotelon alaosassa on myös kaksi aksiaalisuunnassa ohjausavainta, joita käytetään yksikön lämpölaajenemiseen käytön aikana.
Suurissa yksiköissä liukuva tukikohta on tuettu kääntökannattimella, ja erikoismateriaaleilla lämpölaajeneminen pienennetään ja yksikön keskikorkeuden muutosta vähennetään.Lisäksi välituki on asetettu lisäämään yksikön jäykkyyttä.
2. Staattinen siipilaakerisylinteri
Kiinteä siipilaakerisylinteri on kompressorin säädettävien kiinteiden siipien tukisylinteri.Se on suunniteltu vaakasuuntaiseksi halkaisuksi.Geometrisen koon määrää aerodynaaminen rakenne, joka on kompressorin rakennesuunnittelun ydin.Imurengas vastaa kiinteän siipilaakerisylinterin imupäätä ja diffuusori pakoputken päätä.Ne on yhdistetty vastaavasti koteloon ja tiivistysholkkiin imupään yhtyvän kanavan ja poistopään laajennuskanavan muodostamiseksi.Kanava ja roottorin ja siipilaakerisylinterin muodostama kanava yhdistetään aksiaalivirtauskompressorin täydelliseksi ilmavirtauskanavaksi.
Kiinteän siipilaakerisylinterin sylinterirunko on valettu pallografiittivaluraudasta ja se on tarkkuuskoneistettu.Molemmat päät on tuettu vastaavasti koteloon, poistopuolen lähellä oleva pää on liukuva tuki ja ilmanottopuolen lähellä oleva pää on kiinteä tuki.
Siipilaakerisylinterissä on pyöritettävät ohjaussiivet eri tasoilla ja automaattiset siipilaakerit, kammet, liukusäätimet jne.Kiinteä lehtilaakeri on pallomainen mustelaakeri, jolla on hyvä itsevoiteleva vaikutus, ja sen käyttöikä on yli 25 vuotta, mikä on turvallista ja luotettavaa.Siipivarteen on asennettu silikonitiivisterengas kaasuvuodon ja pölyn pääsyn estämiseksi.Laakerisylinterin poistopään ulkokehälle ja pesän tuelle on asennettu täyttötiivistenauhat vuotojen estämiseksi.
3. Säätösylinterin ja siiven säätömekanismi
Säätösylinteri on hitsattu teräslevyillä, halkaistu vaakasuunnassa ja keskimmäinen halkaistu pinta on yhdistetty pulteilla, joilla on korkea jäykkyys.Se on tuettu kotelon sisällä neljästä kohdasta, ja neljä tukilaakerit on valmistettu voitelemattomasta "Du"-metallista.Kaksi pistettä toisella puolella ovat puolisuljettuja, mikä mahdollistaa aksiaalisen liikkeen;toisella puolella olevat kaksi pistettä on kehitetty. Tyyppi mahdollistaa aksiaalisen ja säteittäisen lämpölaajenemisen, ja säätösylinterin sisään on asennettu eri siipien ohjausrenkaat.
Staattorin siiven säätömekanismi koostuu servomoottorista, liitäntälevystä, säätösylinteristä ja terän tukisylinteristä.Sen tehtävänä on säätää staattorin siipien kulmaa kompressorin kaikilla tasoilla vastaamaan vaihtelevia työolosuhteita.Kompressorin molemmille puolille on asennettu kaksi servomoottoria, jotka on yhdistetty säätösylinteriin liitäntälevyn kautta.Servomoottori, voimaöljyasema, öljyputki ja joukko automaattisia ohjauslaitteita muodostavat hydraulisen servomekanismin siiven kulman säätämiseksi.Kun voimaöljyasemalta tuleva 130 baarin korkeapaineinen öljy vaikuttaa, servomoottorin mäntä työnnetään liikkumaan ja liitäntälevy saa säätösylinterin liikkumaan synkronisesti aksiaalisuunnassa ja liukusäädin ajaa staattorisiiven pyörimään. kammen läpi, jotta saavutetaan staattorisiiven kulman säätäminen.Aerodynaamisista suunnitteluvaatimuksista näkyy, että kompressorin kunkin vaiheen siipikulman säätömäärä on erilainen ja yleensä säätömäärä pienenee peräkkäin ensimmäisestä vaiheesta viimeiseen vaiheeseen, mikä voidaan toteuttaa valitsemalla pituus. kampi, eli ensimmäisestä vaiheesta viimeiseen vaiheeseen pituuden kasvaessa.
Säätösylinteriä kutsutaan myös "keskisylinteriksi", koska se on sijoitettu kotelon ja terän laakerisylinterin väliin, kun taas koteloa ja terälaakerisylinteriä kutsutaan "ulkoksi sylinteriksi" ja "sisäsylinteriksi".Tämä kolmikerroksinen sylinterirakenne vähentää suuresti lämpölaajenemisesta johtuvia yksikön muodonmuutoksia ja jännityskeskittymiä ja samalla estää säätömekanismia pölyltä ja ulkoisten tekijöiden aiheuttamilta mekaanisilta vaurioilta.
4. roottori ja terät
Roottori koostuu pääakselista, liikkuvista siiveistä kaikilla tasoilla, välikappaleista, siiven lukitusryhmistä, mehiläisten siivistä jne. Roottori on rakenteeltaan samankokoinen, mikä on kätevä käsitellä.
Kara on taottu runsasseosteisesta teräksestä.Pääakselin materiaalin kemiallinen koostumus on testattava ja analysoitava tiukasti, ja suorituskykyindeksi tarkistetaan testilohkolla.Karkean koneistuksen jälkeen tarvitaan kuumakäyntitesti sen lämpöstabiilisuuden varmistamiseksi ja osan jäännösjännityksen poistamiseksi.Kun yllä olevat indikaattorit on hyväksytty, se voidaan laittaa viimeistelykoneistukseen.Viimeistelyn jälkeen molemmissa päissä vaaditaan värjäystarkastus tai magneettihiukkasten tarkastus, eikä halkeamia saa sallia.
Liikkuvat terät ja kiinteät terät on valmistettu ruostumattomasta teräksestä valmistettavista taonta-aihioista ja raaka-aineiden kemiallinen koostumus, mekaaniset ominaisuudet, ei-metalliset kuonasulkeumat ja halkeamat on tarkastettava.Kun terä on kiillotettu, suoritetaan märkähiekkapuhallus pinnan väsymiskestävyyden parantamiseksi.Muotoiluterän on mitattava taajuus ja tarvittaessa korjattava taajuus.
Kunkin vaiheen liikkuvat terät asennetaan pyörivään pystysuoraan puun muotoiseen terän juuren uraan kehän suunnassa ja välikappaleiden avulla asetetaan kaksi terää ja lukittavia välikappaleita käytetään kahden liikkuvan terän asemoimiseen ja lukitsemiseen. asennetaan jokaisen vaiheen lopussa.tiukka.
Pyörän molemmissa päissä on käsitelty kaksi tasapainokiekkoa ja painot on helppo tasapainottaa kahdessa tasossa.Tasapainolevy ja tiivisteholkki muodostavat tasapainotusmännän, joka toimii tasapainoputken kautta tasapainottaakseen osan pneumaattisen tuottaman aksiaalivoimasta, vähentää painelaakerin kuormitusta ja tehdä laakerista turvallisemman ympäristön.
5. Rauha
Kompressorin imupuolella ja pakopuolella on akselin pään tiivisteholkit, ja roottorin vastaaviin osiin upotetut tiivistelevyt muodostavat labyrinttitiivisteen kaasuvuodon ja sisäisen vuotamisen estämiseksi.Asennuksen ja huollon helpottamiseksi sitä säädetään tiivisteholkin ulkokehän säätölohkon kautta.
6. Laakerikotelo
Säteittäislaakerit ja painelaakerit on järjestetty laakerikoteloon, ja laakereiden voiteluun käytettävä öljy kerätään laakeripesästä ja palautetaan öljysäiliöön.Yleensä laatikon pohja on varustettu ohjauslaitteella (kun integroitu), joka toimii yhteistyössä alustan kanssa yksikön keskipisteeksi ja lämpölaajenemiseksi aksiaalisuunnassa.Jaetulle laakeripesälle on asennettu kolme ohjausavainta sivun alaosaan helpottamaan kotelon lämpölaajenemista.Kotelon toiselle puolelle on myös järjestetty aksiaalinen ohjausavain, joka sopii yhteen kotelon kanssa.Laakerikotelo on varustettu valvontalaitteilla, kuten laakerin lämpötilan mittauksella, roottorin tärinän mittauksella ja akselin siirtymän mittauksella.
7. laakeri
Suurin osa roottorin aksiaalisesta työntövoimasta kantaa tasapainolevy, ja jäljellä oleva aksiaalinen työntövoima noin 20-40 kN on painelaakeri.Työntötyynyt voidaan säätää automaattisesti kuorman koon mukaan varmistaakseen, että kunkin tyynyn kuorma jakautuu tasaisesti.Työntöpalat on valmistettu hiiliteräksestä valetusta Babbitt-seoksesta.
Radiaalilaakereita on kahdenlaisia.Suuren tehon ja alhaisen nopeuden kompressorit käyttävät elliptisiä laakereita, ja pienitehoiset ja suuret nopeudet käyttävät kallistuslaakereita.
Suuret yksiköt on yleensä varustettu korkeapaineisilla nostolaitteilla käynnistämisen helpottamiseksi.Korkeapainepumppu tuottaa 80 MPa korkean paineen lyhyessä ajassa, ja radiaalilaakerin alle asennetaan korkeapaineinen öljyallas roottorin nostamiseksi ja käynnistysvastuksen vähentämiseksi.Käynnistyksen jälkeen öljynpaine laskee arvoon 5 ~ 15 MPa.
Aksiaalivirtauskompressori toimii suunnitteluolosuhteissa.Kun käyttöolosuhteet muuttuvat, sen toimintapiste poistuu suunnittelupisteestä ja siirtyy ei-suunnittelukäyttöön.Tällä hetkellä todellinen ilmavirtaustilanne poikkeaa suunnitellusta käyttötilasta., ja tietyissä olosuhteissa esiintyy epävakaa virtaustila.Tämänhetkisen näkökulman kannalta tyypillisiä epävakaita työolosuhteita on useita: nimittäin pyörivän pysähdyksen työolotila, ylijännitetyötila ja estävä työolotila, ja nämä kolme työolosuhdetta kuuluvat aerodynaamisiin epävakaisiin työolosuhteisiin.
Kun aksiaalivirtauskompressori toimii näissä epävakaissa työoloissa, työsuorituskyky heikkenee suuresti, mutta joskus esiintyy voimakkaita tärinöitä, joten kone ei voi toimia normaalisti, ja jopa vakavia vahinkoonnettomuuksia tapahtuu.
1. Aksiaalivirtauskompressorin pyörivä pysäytys
Pyörivän siiven minimikulman ja aksiaalivirtauskompressorin ominaiskäyrän pienimmän toimintakulmaviivan välistä aluetta kutsutaan pyöriväksi pysähtymisalueeksi, ja pyörivä pysähdys on jaettu kahteen tyyppiin: progressiivinen pysähtyminen ja äkillinen pysähtyminen.Kun ilmamäärä on pienempi kuin aksiaalivirtauksen päätuulettimen pyörimispysäytysraja, siiven takana oleva ilmavirta katkeaa ja koneen sisällä oleva ilmavirta muodostaa sykkivän virtauksen, mikä saa siiven aiheuttaa vaihtelevaa stressiä ja aiheuttaa väsymysvaurioita.
Pysähtymisen estämiseksi kuljettajan tulee tuntea moottorin ominaiskäyrä ja kulkea käynnistyksen aikana nopeasti pysähtymisalueen läpi.Käyttöprosessin aikana staattorin siipien vähimmäiskulma ei saa olla pienempi kuin valmistajan määräysten mukainen arvo.
2. Aksiaalikompressorin ylijännite
Kun kompressori toimii yhdessä tietyn tilavuuden omaavan putkiverkoston kanssa, kun kompressori toimii korkealla puristussuhteella ja pienellä virtausnopeudella, kun kompressorin virtausnopeus on pienempi kuin tietty arvo, siipien takakaaren ilmavirtaus vakavasti erillään, kunnes käytävä tukkeutuu, ja ilmavirtaus sykkii voimakkaasti.Ja muodosta värähtely poistoputkiverkoston ilmakapasiteetin ja ilmanvastuksen kanssa.Tällä hetkellä verkkojärjestelmän ilmavirtaparametrit vaihtelevat suuresti kokonaisuutena, eli ilman tilavuus ja paine muuttuvat ajoittain ajan ja amplitudin mukaan;kompressorin teho ja ääni muuttuvat ajoittain..Edellä mainitut muutokset ovat erittäin vakavia, jolloin runko tärisee voimakkaasti, eikä konekaan pysty ylläpitämään normaalia toimintaa.Tätä ilmiötä kutsutaan ylivirtaukseksi.
Koska ylijännite on ilmiö, joka esiintyy koko kone- ja verkkojärjestelmässä, se ei liity pelkästään kompressorin sisäisiin virtausominaisuuksiin, vaan riippuu myös putkiverkoston ominaisuuksista ja sen amplitudia ja taajuutta hallitsee tilavuus. putkiverkostosta.
Ylivirtauksen seuraukset ovat usein vakavia.Se aiheuttaa kompressorin roottorin ja staattorin osien vaihtelevan jännityksen ja murtuman, mikä aiheuttaa vaiheiden välisen paineen poikkeavuuden aiheuttaen voimakasta tärinää, mikä johtaa tiivisteiden ja painelaakerien vaurioitumiseen ja roottorin ja staattorin törmäykseen., aiheuttaen vakavia onnettomuuksia.Erityisesti korkeapaineisissa aksiaalivirtauskompressoreissa ylijännite voi tuhota koneen lyhyessä ajassa, joten kompressori ei saa toimia ylijänniteolosuhteissa.
Yllä olevasta alustavasta analyysistä tiedetään, että ylijännite johtuu ensinnäkin pyörimispysähdyksestä, joka johtuu kompressorin siiven kaskadin aerodynaamisten parametrien ja geometristen parametrien säätämättömyydestä vaihtelevissa työolosuhteissa.Mutta kaikki pyörivät pysähdykset eivät välttämättä johda jännitteeseen, jälkimmäinen liittyy myös putkiverkkojärjestelmään, joten ylijänniteilmiön muodostuminen sisältää kaksi tekijää: sisäisesti se riippuu aksiaalivirtauskompressorista Tietyissä olosuhteissa tapahtuu äkillinen äkillinen jumiutuminen ;ulkoisesti se liittyy putkiverkoston kapasiteettiin ja ominaislinjaan.Ensimmäinen on sisäinen syy, kun taas jälkimmäinen on ulkoinen tila.Sisäinen syy vain edistää ylivirtausta ulkoisten olosuhteiden yhteistyöllä.
3. Aksiaalikompressorin tukos
Kompressorin terän kurkun alue on kiinteä.Virtausnopeuden kasvaessa ilmavirran aksiaalisen nopeuden lisääntymisen vuoksi ilmavirran suhteellinen nopeus kasvaa ja negatiivinen kohtauskulma (kohtakulma on ilmavirran suunnan ja asennuskulman välinen kulma terän sisääntulo) kasvaa myös.Tällä hetkellä keskimääräinen ilmavirtaus kaskadin tuloaukon pienimmässä osassa saavuttaa äänen nopeuden, joten virtaus kompressorin läpi saavuttaa kriittisen arvon eikä jatka kasvuaan.Tätä ilmiötä kutsutaan estämiseksi.Tämä ensiösiipien lukitus määrää kompressorin maksimivirtauksen.Kun pakokaasupaine laskee, kompressorissa oleva kaasu lisää virtausnopeutta paisuntatilavuuden kasvun vuoksi, ja tukkeutuminen tapahtuu myös, kun ilmavirta saavuttaa äänen nopeuden viimeisessä kaskadissa.Koska viimeisen terän ilmavirtaus on tukossa, viimeisen terän edessä oleva ilmanpaine kasvaa ja viimeisen terän takana oleva ilmanpaine laskee, mikä aiheuttaa viimeisen terän etu- ja takaosan välisen paine-eron kasvamisen, joten viimeisen terän etu- ja takaosaan kohdistuva voima on epätasapainossa ja voi syntyä jännitystä.aiheuttaa terävaurioita.
Kun aksiaalivirtauskompressorin siiven muoto ja kaskadiparametrit määritetään, myös sen esto-ominaisuudet ovat kiinteät.Aksiaalikompressorit eivät saa käydä liian pitkään kuristinlinjan alapuolella.
Yleisesti ottaen aksiaalivirtauskompressorin tukkeutumisen estoohjauksen ei tarvitse olla yhtä tiukkaa kuin ylijännitesuojan, ohjaustoiminnon ei tarvitse olla nopeaa, eikä laukaisun pysäytyspistettä tarvitse asettaa.Mitä tulee tukkeutumisenestosäädön asettamiseen, se on myös kompressorin oma asia. Pyydä päätöstä.Jotkut valmistajat ovat ottaneet suunnittelussa huomioon terien vahvistuksen, jotta ne kestävät lepatusjännityksen lisääntymisen, joten lukitusohjausta ei tarvitse asettaa.Jos valmistaja ei katso, että terän lujuutta on lisättävä, kun tukkeutumisilmiö ilmenee suunnittelussa, on järjestettävä lukkiutumisen estävä automaattinen ohjaus.
Aksiaalivirtauskompressorin tukkeutumisen eston ohjauskaavio on seuraava: kompressorin ulostuloputkeen on asennettu perhosventtiili, ja kaksi tulovirtausnopeuden ja poistopaineen tunnistussignaalia syötetään samanaikaisesti tukkeutumista estävä säädin.Kun koneen ulostulopaine laskee epänormaalisti ja koneen työpiste putoaa tukkeutumisenestolinjan alapuolelle, säätimen lähtösignaali lähetetään tukkeutumisenestoventtiiliin, jotta venttiili sulkeutuu pienemmäksi, jolloin ilmanpaine kasvaa. , virtausnopeus pienenee ja työpiste tulee tukkeutumisenestolinjaan.Estoviivan yläpuolella kone pääsee eroon estotilasta.
