Geeft u een uitgebreid inzicht in de structuur, het werkingsprincipe, de voor- en nadelen van axiale stromingscompressoren
Kennis over axiale compressoren
Axiale stromingscompressoren en centrifugaalcompressoren behoren beide tot de snelheidscompressoren en worden beide turbinecompressoren genoemd;de betekenis van compressoren van het snelheidstype betekent dat hun werkingsprincipes afhankelijk zijn van de bladen om werk aan het gas te doen, en eerst het gas te laten stromen. De stroomsnelheid wordt aanzienlijk verhoogd voordat kinetische energie wordt omgezet in drukenergie.Vergeleken met de centrifugaalcompressor, aangezien de gasstroom in de compressor niet in de radiale richting loopt, maar in de axiale richting, is het grootste kenmerk van de axiale stromingscompressor dat de gasstroomcapaciteit per oppervlakte-eenheid groot is, en hetzelfde Onder het uitgangspunt van het verwerkingsgasvolume is de radiale afmeting klein, vooral geschikt voor gelegenheden die een grote stroom vereisen.Bovendien heeft de axiale stromingscompressor ook de voordelen van een eenvoudige structuur, gemakkelijke bediening en onderhoud.Het is echter duidelijk inferieur aan centrifugaalcompressoren wat betreft het complexe bladprofiel, de hoge eisen aan het productieproces, het smalle, stabiele werkgebied en het kleine stroomaanpassingsbereik bij constante snelheid.
De volgende afbeelding is een schematisch diagram van de structuur van de axiale stromingscompressor uit de AV-serie:
1. Chassis
De behuizing van de axiale compressor is ontworpen om horizontaal te worden gedeeld en is gemaakt van gietijzer (staal).Het heeft de kenmerken van goede stijfheid, geen vervorming, geluidsabsorptie en trillingsreductie.Draai vast met bouten om de bovenste en onderste helft tot een zeer stijf geheel te verbinden.
De behuizing wordt op vier punten op de basis ondersteund en de vier steunpunten zijn aan beide zijden van de onderste behuizing dichtbij het middelste gespleten oppervlak geplaatst, zodat de ondersteuning van de unit een goede stabiliteit heeft.Twee van de vier steunpunten zijn vaste punten en de andere twee zijn schuifpunten.Het onderste deel van de behuizing is ook voorzien van twee geleidesleutels in de axiale richting, die worden gebruikt voor thermische uitzetting van de unit tijdens bedrijf.
Bij grote units wordt het verschuifbare steunpunt ondersteund door een zwenkbeugel en worden speciale materialen gebruikt om de thermische uitzetting klein te maken en de verandering van de middenhoogte van de unit te verminderen.Bovendien is er een tussensteun geplaatst om de stijfheid van de eenheid te vergroten.
2. Cilinder met statische schoepenlager
De stationaire schoepenlagercilinder is de steuncilinder voor de verstelbare stationaire schoepen van de compressor.Het is ontworpen als een horizontale split.De geometrische maat wordt bepaald door het aerodynamische ontwerp, dat de kerninhoud is van het ontwerp van de compressorstructuur.De inlaatring past bij het inlaatuiteinde van de stationaire schoepenlagercilinder, en de diffusor past bij het uitlaatuiteinde.Ze zijn respectievelijk verbonden met de behuizing en de afdichtmof om de convergerende doorgang van het inlaatuiteinde en de expansiedoorgang van het uitlaatuiteinde te vormen.Een kanaal en het kanaal gevormd door de rotor en de schoepenlagercilinder worden gecombineerd om een compleet luchtstroomkanaal van de axiale stromingscompressor te vormen.
Het cilinderlichaam van de stationaire schoepenlagercilinder is gegoten uit nodulair gietijzer en nauwkeurig bewerkt.De twee uiteinden worden respectievelijk ondersteund op de behuizing, het uiteinde nabij de uitlaatzijde is een schuifsteun en het uiteinde nabij de luchtinlaatzijde is een vaste steun.
Er zijn draaibare leischoepen op verschillende niveaus en automatische schoepenlagers, krukken, schuifregelaars etc. voor elke leischoepen op de lamellenlagercilinder.Het stationaire bladlager is een bolvormig inktlager met een goed zelfsmerend effect en de levensduur bedraagt meer dan 25 jaar, wat veilig en betrouwbaar is.Op de schoepensteel is een siliconenafdichtring geïnstalleerd om gaslekkage en binnendringen van stof te voorkomen.Op de buitenste cirkel van het uitlaatuiteinde van de lagercilinder en de steun van de behuizing zijn vulafdichtingsstrips aangebracht om lekkage te voorkomen.
3. Afstelcilinder en schoepenafstelmechanisme
De verstelcilinder is gelast door stalen platen, horizontaal gespleten en het middelste gespleten oppervlak is verbonden door bouten, die een hoge stijfheid hebben.Het wordt op vier punten in de behuizing ondersteund en de vier steunlagers zijn gemaakt van niet-gesmeerd “Du”-metaal.De twee punten aan één zijde zijn halfgesloten, waardoor axiale beweging mogelijk is;de twee punten aan de andere kant zijn ontwikkeld. Het type maakt axiale en radiale thermische uitzetting mogelijk, en geleidingsringen van verschillende stadia van schoepen zijn in de instelcilinder geïnstalleerd.
Het statorbladverstelmechanisme bestaat uit een servomotor, een verbindingsplaat, een verstelcilinder en een bladsteuncilinder.Zijn functie is om de hoek van de statorbladen op alle niveaus van de compressor aan te passen om aan de variabele werkomstandigheden te voldoen.Aan beide zijden van de compressor zijn twee servomotoren geïnstalleerd en via de verbindingsplaat verbonden met de stelcilinder.De servomotor, het krachtoliestation, de oliepijpleiding en een reeks automatische besturingsinstrumenten vormen een hydraulisch servomechanisme voor het aanpassen van de hoek van de schoep.Wanneer de 130 bar hogedrukolie van het krachtoliestation in werking treedt, wordt de zuiger van de servomotor in beweging geduwd, en de verbindingsplaat drijft de instelcilinder aan om synchroon in de axiale richting te bewegen, en de schuif drijft de statorschoep aan om te roteren door de krukas, om het doel van het aanpassen van de hoek van de statorschoep te bereiken.Uit de aerodynamische ontwerpvereisten blijkt dat de aanpassingshoeveelheid van de schoephoek van elke fase van de compressor verschillend is, en dat de aanpassingshoeveelheid in het algemeen achtereenvolgens afneemt van de eerste fase tot de laatste fase, wat kan worden gerealiseerd door de lengte te selecteren van de kruk, dat wil zeggen van de eerste trap tot de laatste trap, die in lengte toeneemt.
De stelcilinder wordt ook wel “middencilinder” genoemd omdat deze tussen het huis en de bladlagercilinder is geplaatst, terwijl het huis en de bladlagercilinder respectievelijk “buitencilinder” en “binnencilinder” worden genoemd.Deze drielaagse cilinderstructuur vermindert de vervorming en spanningsconcentratie van de eenheid als gevolg van thermische uitzetting aanzienlijk en voorkomt tegelijkertijd dat het aanpassingsmechanisme stof en mechanische schade veroorzaakt door externe factoren veroorzaakt.
4. rotor en bladen
De rotor bestaat uit de hoofdas, bewegende bladen op alle niveaus, afstandsblokken, bladvergrendelingsgroepen, bijenbladen, enz. De rotor heeft een structuur met gelijke binnendiameter, wat handig is voor verwerking.
De spindel is gesmeed uit hooggelegeerd staal.De chemische samenstelling van het materiaal van de hoofdas moet strikt worden getest en geanalyseerd, en de prestatie-index wordt gecontroleerd door het testblok.Na de ruwe bewerking is een warmlooptest vereist om de thermische stabiliteit te verifiëren en een deel van de restspanning te elimineren.Nadat de bovenstaande indicatoren zijn gekwalificeerd, kan deze worden toegepast op de nabewerking.Na het voltooien van de afwerking is kleurinspectie of magnetische deeltjesinspectie vereist bij de tappen aan beide uiteinden, en scheuren zijn niet toegestaan.
De bewegende bladen en stationaire bladen zijn gemaakt van roestvrijstalen smeedstukken en de grondstoffen moeten worden geïnspecteerd op chemische samenstelling, mechanische eigenschappen, niet-metalen slakinsluitingen en scheuren.Nadat het blad is gepolijst, wordt nat zandstralen uitgevoerd om de weerstand tegen vermoeiing van het oppervlak te verbeteren.Het vormblad moet de frequentie meten en indien nodig de frequentie repareren.
De bewegende bladen van elke trap worden geïnstalleerd in de roterende verticale boomvormige bladwortelgroef langs de omtreksrichting, en de afstandsblokken worden gebruikt om de twee bladen te positioneren, en de vergrendelende afstandsblokken worden gebruikt om de twee bewegende bladen te positioneren en te vergrendelen geïnstalleerd aan het einde van elke fase.nauw.
Aan beide uiteinden van het wiel zijn twee balansschijven verwerkt en het is gemakkelijk om de gewichten in twee vlakken te balanceren.De balansplaat en de afdichtingshuls vormen een balanszuiger, die via de balanspijp functioneert om een deel van de door de pneumatische kracht gegenereerde axiale kracht te balanceren, de belasting op het druklager te verminderen en het lager in een veiligere omgeving te maken
5. Klier
Er zijn aseindafdichtingsbussen aan respectievelijk de inlaatzijde en uitlaatzijde van de compressor, en de afdichtingsplaten ingebed in de overeenkomstige delen van de rotor vormen een labyrintafdichting om gaslekkage en interne lekkage te voorkomen.Om de installatie en het onderhoud te vergemakkelijken, wordt deze afgesteld via het afstelblok op de buitenste cirkel van de afdichtingsmanchet.
6. Lagerkast
Radiale lagers en druklagers zijn in de lagerkast aangebracht en de olie voor het smeren van de lagers wordt uit de lagerkast verzameld en teruggevoerd naar de olietank.Meestal is de onderkant van de doos uitgerust met een geleidingsinrichting (indien geïntegreerd), die samenwerkt met de basis om de eenheid te centreren en thermisch uit te zetten in de axiale richting.Voor de gedeelde lagerbehuizing zijn aan de onderkant van de zijkant drie geleidesleutels geïnstalleerd om de thermische uitzetting van de behuizing te vergemakkelijken.Aan één zijde van de behuizing is eveneens een axiale geleidingsspie aangebracht, passend bij de behuizing.De lagerkast is uitgerust met bewakingsapparatuur zoals lagertemperatuurmeting, rotortrillingsmeting en asverplaatsingsmeting.
7. lager
Het grootste deel van de axiale kracht van de rotor wordt gedragen door de balansplaat en de resterende axiale kracht van ongeveer 20 ~ 40 kN wordt gedragen door het druklager.De drukkussens kunnen automatisch worden aangepast aan de grootte van de lading om ervoor te zorgen dat de belasting op elk kussen gelijkmatig wordt verdeeld.De drukkussens zijn gemaakt van gegoten koolstofstaal Babbitt-legering.
Er zijn twee soorten radiale lagers.Compressoren met hoog vermogen en lage snelheid gebruiken elliptische lagers, en compressoren met laag vermogen en hoge snelheid gebruiken kantellagers.
Grootschalige eenheden zijn over het algemeen uitgerust met hogedrukvijzelapparatuur om het starten te vergemakkelijken.De hogedrukpomp genereert in korte tijd een hoge druk van 80 MPa en onder het radiale lager is een hogedrukoliebad geïnstalleerd om de rotor op te tillen en de startweerstand te verminderen.Na het starten daalt de oliedruk naar 5~15 MPa.
De axiale stromingscompressor werkt onder de ontwerpomstandigheden.Wanneer de bedrijfsomstandigheden veranderen, verlaat het werkpunt het ontwerppunt en betreedt het niet-ontwerpbedrijfsomstandighedengebied.Op dit moment verschilt de feitelijke luchtstroomsituatie van de ontwerpbedrijfsconditie.en onder bepaalde omstandigheden treedt er een onstabiele stromingstoestand op.Vanuit het huidige gezichtspunt zijn er verschillende typische onstabiele werkomstandigheden: namelijk de werkomstandigheden bij roterende stalling, de werkomstandigheden bij pieken en de blokkerende werkomstandigheden, en deze drie werkomstandigheden behoren tot aerodynamisch onstabiele werkomstandigheden.
Wanneer de axiale stromingscompressor onder deze onstabiele werkomstandigheden werkt, zullen niet alleen de werkprestaties aanzienlijk verslechteren, maar zullen er soms ook sterke trillingen optreden, zodat de machine niet normaal kan werken en er zelfs ernstige schade-ongelukken zullen optreden.
1. Roterende stalling van axiale compressor
Het gebied tussen de minimale hoek van de stationaire schoep en de minimale bedrijfshoeklijn van de karakteristieke curve van de axiale stromingscompressor wordt het roterende stallingsgebied genoemd, en de roterende stalling is verdeeld in twee typen: progressieve stalling en abrupte stalling.Wanneer het luchtvolume kleiner is dan de rotatielimiet van de hoofdventilator met axiale stroming, zal de luchtstroom aan de achterkant van het blad wegbreken en zal de luchtstroom in de machine een pulserende stroom vormen, waardoor het blad zal gaan draaien. genereren wisselspanning en veroorzaken vermoeiingsschade.
Om afslaan te voorkomen, moet de machinist bekend zijn met de karakteristieke curve van de motor en tijdens het opstartproces snel door de afslagzone gaan.Tijdens het werkingsproces mag de minimale statorbladhoek niet lager zijn dan de gespecificeerde waarde volgens de voorschriften van de fabrikant.
2. Axiale compressorpiek
Wanneer de compressor samenwerkt met een leidingnetwerk met een bepaald volume, wanneer de compressor werkt met een hoge compressieverhouding en een laag debiet, zal de terugboogluchtstroom van de bladen zodra het compressordebiet kleiner is dan een bepaalde waarde, ernstig gescheiden totdat de doorgang wordt geblokkeerd en de luchtstroom krachtig zal pulseren.En vorm een oscillatie met de luchtcapaciteit en luchtweerstand van het uitlaatleidingnetwerk.Op dit moment fluctueren de luchtstroomparameters van het netwerksysteem als geheel sterk, dat wil zeggen dat het luchtvolume en de druk periodiek veranderen met de tijd en amplitude;het vermogen en het geluid van de compressor veranderen beide periodiek..De bovengenoemde veranderingen zijn zeer ernstig, waardoor de romp sterk trilt en zelfs de machine niet normaal kan blijven functioneren.Dit fenomeen wordt piek genoemd.
Omdat overspanning een fenomeen is dat zich in het gehele machine- en netwerksysteem voordoet, houdt het niet alleen verband met de interne stromingskarakteristieken van de compressor, maar hangt het ook af van de kenmerken van het leidingnetwerk, en worden de amplitude en frequentie ervan gedomineerd door het volume van het leidingnet.
De gevolgen van overstroming zijn vaak ernstig.Hierdoor zullen de compressorrotor- en statorcomponenten afwisselend spanning en breuk ondergaan, waardoor drukafwijkingen tussen de trappen sterke trillingen veroorzaken, resulterend in schade aan afdichtingen en druklagers, en ervoor zorgen dat de rotor en de stator met elkaar in botsing komen., met ernstige ongelukken tot gevolg.Vooral bij hogedruk-axiale stromingscompressoren kan een piek de machine in korte tijd vernielen, zodat de compressor niet onder piekomstandigheden mag werken.
Uit de bovenstaande voorlopige analyse is bekend dat de piek in de eerste plaats wordt veroorzaakt door het vastlopen van de rotatie, veroorzaakt door het niet aanpassen van de aerodynamische parameters en geometrische parameters in de cascade van de compressorbladen onder variabele werkomstandigheden.Maar niet alle roterende stallingen zullen noodzakelijkerwijs tot pieken leiden; dit laatste houdt ook verband met het leidingnetwerksysteem, dus de vorming van het piekfenomeen omvat twee factoren: intern hangt het af van de axiale stromingscompressor. Onder bepaalde omstandigheden treedt een plotselinge plotselinge stalling op. ;extern hangt het samen met de capaciteit en karakteristieke lijn van het leidingnet.De eerste is een interne oorzaak, terwijl de laatste een externe aandoening is.De interne oorzaak bevordert alleen de stijging met de medewerking van externe omstandigheden.
3. Verstopping van de axiale compressor
Het bladkeelgebied van de compressor is vast.Wanneer de stroomsnelheid toeneemt, als gevolg van de toename van de axiale snelheid van de luchtstroom, neemt de relatieve snelheid van de luchtstroom toe en neemt de negatieve invalshoek toe (de invalshoek is de hoek tussen de richting van de luchtstroom en de installatiehoek van de mesinlaat) neemt ook toe.Op dit moment zal de gemiddelde luchtstroom op het kleinste gedeelte van de cascade-inlaat de geluidssnelheid bereiken, zodat de stroom door de compressor een kritische waarde zal bereiken en niet verder zal toenemen.Dit fenomeen wordt blokkeren genoemd.Deze blokkering van de primaire schoepen bepaalt het maximale debiet van de compressor.Wanneer de uitlaatdruk afneemt, zal het gas in de compressor het debiet verhogen als gevolg van de toename van het expansievolume, en er zal ook verstopping optreden wanneer de luchtstroom in de laatste cascade de geluidssnelheid bereikt.Doordat de luchtstroom van het eindblad geblokkeerd wordt, neemt de luchtdruk vóór het eindblad toe en neemt de luchtdruk achter het eindblad af, waardoor het drukverschil tussen de voor- en achterkant van het eindblad groter wordt, zodat de kracht op de voor- en achterkant van het eindmes is uit balans en er kan spanning ontstaan.schade aan het mes veroorzaken.
Wanneer de bladvorm en cascadeparameters van een axiale stromingscompressor worden bepaald, liggen ook de blokkeereigenschappen ervan vast.Axiale compressoren mogen niet te lang draaien in het gebied onder de smoorleiding.
Over het algemeen hoeft de anti-verstoppingsregeling van de axiale stromingscompressor niet zo streng te zijn als de anti-piekregeling, de regelactie hoeft niet snel te zijn en het is niet nodig om een uitschakelstoppunt in te stellen.Wat betreft het instellen van de anti-verstoppingsregeling, het is ook aan de compressor zelf. Vraag om een beslissing.Sommige fabrikanten hebben bij het ontwerp rekening gehouden met de versteviging van de bladen, zodat ze de toenemende flutterspanning kunnen weerstaan en geen blokkeercontrole hoeven in te stellen.Als de fabrikant niet van mening is dat de bladsterkte moet worden vergroot wanneer het blokkeringsverschijnsel in het ontwerp optreedt, moeten er automatische antiblokkeringsregelingen worden aangebracht.
Het anti-verstoppingsregelschema van de axiale stromingscompressor is als volgt: een vlinder-anti-verstoppingsklep is geïnstalleerd op de uitlaatleiding van de compressor en de twee detectiesignalen van het inlaatdebiet en de uitlaatdruk worden gelijktijdig ingevoerd in de anti-verstoppingsregelaar.Wanneer de uitlaatdruk van de machine abnormaal daalt en het werkpunt van de machine onder de antiblokkeerlijn valt, wordt het uitgangssignaal van de regelaar naar de antiblokkeerklep gestuurd om de klep kleiner te laten sluiten, waardoor de luchtdruk toeneemt , het debiet neemt af en het werkpunt komt de antiblokkeerlijn binnen.Boven de blokkeerlijn heft de machine de blokkeertoestand op.
