Регулирование центробежных компрессоров
Регулирование центробежных компрессоров
Под регулированием понимается, в общем случае, изменение подачи и давления. Необходимость изменения этих параметров может вызываться спецификой технологии производства, которое обслуживает данная машина, изменением режима энергетической установки (газотурбинные установки), а также изменением плотности газа в связи с изменением начальной его температуры.
Регулирование в центробежных компрессорных машинах так же, как и в насосах, можно осуществить либо путем изменения характеристики сети, либо путем изменения характеристики самой машины. Изменение характеристики сети достигается с помощью дросселирования газа на всасывании или нагнетании.
Дросселирование на всасывании проще и надежнее, чем дросселирование на нагнетании, а поэтому имеет наибольшее распространение. С помощью прикрытия дроссельной задвижки уменьшается давление на всасывании, пропорционально этому будут уменьшаться объемная подача, давление и мощность.
Если обозначить через Qx, ркх, Nx новые параметры (после .прикрытия дроссельной задвижки), то связь их со старыми при начальном давлении р.. будет выражаться уравнениями
Из равенств (8.4) и на основании подобия режимов будем иметь:
При таком дросселировании массовая подача QM (при Q = QJ будет уменьшаться пропорционально отношению‘ рах1ра.
Для поддержания постоянного давления на выходе в летнее время необходимо небольшое прикрытие задвижки, зимой же, когда конечное давление за счет понижения температуры и объемной подачи растет, требуется более глубокое дросселирование. Дросселирование на всасывании позволяет получить более широкую область устойчивой работы по сравнению с регулированием на нагнетании. Регулирование путем изменения характеристики самой машины достигается путем закручивания потока на входе, перестановкой лопаток в диффузорах (лопатки устанавливают на безударный вход при дросселировании потока); изменением частоты вращения вала машины.
Закручивание потока на входе осуществляется путем изменения положения лопаток неподвижного направляющего аппарата перед рабочим колесом, вследствие чего изменяется окружная составляющая скорости ciu- Если закрутить поток в сторону вращения, получим с1и с плюсом, напор Нт согласно уравнению Эйлера уменьшится. Если же поток закрутить в противоположную сторону вращения колеса, то Ciu будет с минусом, напор увеличится.
При закручивании потока по направлению вращения колеса с увеличением угла закрытия лопаток поворотного аппарата характеристика рк — Q становится более крутой, а потребляемая мощность и напор уменьшаются при расширении зоны устойчивой работы. Этот способ регулирования более эффективен по сравнению с регулированием дросселированием на всасывании. Выигрыш в удельной мощности по сравнению с последним, может достигать 20 %.
Регулирование перестановкой лопаток в диффузоре осуществляется за счет уменьшения входного угла а3, что позволяет отодвинуть границу помпажа в сторону меньших подач (значительно сместить характеристики).
Такой способ регулирования не приводит к заметному снижению давления и к. п. д. Регулирование путем изменения частоты вращения вала машины является из всех перечисленных способов наиболее эффективным.