Принцип повышения давления в центробежном колесе

<17 18 192021 22 23 >

Рис. 39. Принцип повышения давления в центробежном колесе.

Улитка - преобразует осевой поток газа в радиальный для подвода к рабочему колесу.

Рабочее колесо - единственная деталь нагнетателя, которая своими лопатками передает кинетическую энергию потоку газа.

Диффузор - преобразует кинетическую энергию газа(высокую абсолютную скорость газа на выходе из рабочего колеса) в давление: примерно 30% всего роста давления. Газ сжимается и в рабочем колесе и в диффузоре вследствие уменьшения относительной скорости W (на рабочем колесе) и уменьшения абсолютной скорости С (в диффузоре).

Вопросы для самопроверки:

1. Назначение нагнетателя.

2. Классификация нагнетателей.

3. Состав нагнетателя.

4. Повышение давления в центробежном колесе.

5. Принцип повышения давления в центробежном колесе.

Рабочая характеристика нагнетателя, характерные точки и зоны.

Пуск нагнетателя

Рис. 40. Рабочая характеристика нагнетателя.

Характерные точки и зоны нагнетателя

• Нулевая точка

• Зона критической точки

• Нерабочая левая ветвь

• Рабочая зона

• Зона низких степеней сжатия

1. Рабочая зона нагнетателя - вправо от 10%-линии по оси объемной производительности, то есть выше минимально допустимой производительности до .

Именно эта зона дается в технической документации изготовителя нагнетателя как его характеристика. Однако это не означает, что режимов нерабочей зоны не существует.

В рабочей точке расход нагнетателя равен расходу потребителя, а перепад давления в нагнетателе (степень повышения давления) равен газодинамическому сопротивлению сети (магистрального газопровода). Зависимость между перепадом давления и объемной производительностью нагнетателя обратно пропорциональная, то есть нагнетатель не может одновременно увеличить (уменьшить) оба этих параметра.

2. Критическая точка с зоной помпажа.

Если расход газа в сети постоянно уменьшается, рабочая точка нагнетателя все дальше смещается вверх, приближаясь к критической точке. Когда рабочая точка подойдет к точке соответствующей , = десятым или сотым долям атмосферы) становится возможным пульсирующий режим работы то в правой, то в левой частях характеристики относительно критической точки: при одинаковом перепаде давлений в этих режимах производительность резко изменяется, что приводит к пульсирующему изменению скоростей входа и выхода на рабочем колесе - турбулизации потока, к возникновению значительных инерционных и динамических нерасчетных сил и моментов, сопровождающемуся характерным гулом.

Помпаж нагнетателя - пульсирующий турбулентный (вихреобразный) поток газа, с большой скоростью проходящий через проточную часть, вызывающий сильные вибрации, газодинамические удары и толчки, грозящие самыми неожиданными разрушениями. Нагрузки нерасчетные - конструкция предельно перегружена. Режим неуправляемый, скоротечный.

Пульсирующий режим вызван поочередной (несколько раз в секунду) работой нагнетателя в разных точках характеристики с одинаковым перепадом давления, но разными расходами газа.

Продолжительно работать в помпажной зоне ни один нагнетатель не может. Пути выхода из помпажной зоны:

• Быстрый возврат в рабочую зону путем байпасирования (система "СиСиСи").

• Останов ГПА.

• Аварийный останов от системы защиты (по осевому сдвигу или забросу оборотов).

• Скатывание в нулевой режим.

Других путей выхода из помпажа нет.

3. Нерабочая левая ветвь- является неустойчивой, так как нагнетатель не может одновременно увеличивать и давление, и объемный расход газа. Рабочая точка неотвратимо скатывается в точку нулевой производительности.

4. Нулевая точка.

При превышении давления в сети над нагнетателя (что может быть вызвано внезапным падением давления на всасе даже на 1-2 атм.), последний будет "задавлен" противодавлением и рабочая точка с большой скоростью уйдет в точку нулевой производительности (ситуация аналогична закрытию крана №2). Опасность такого режима в том, что после перехода из помпажной зоны (если не произошло аварийного останова от реле осевого сдвига или по предельным оборотам) в точку режим работы нагнетателя быстро стабилизируется и он продолжает спокойно и бесшумно работать без вибраций и стуков.

Замеряемые параметры не отличаются от нормы, хотя манометры на всасывающем и нагнетательном патрубках показывают "чужое" давление - статическое давление во всасывающем патрубке и статическое давление в магистрали. Поэтому рассчитываемая по этим данным степень сжатия нагнетателя фиктивна и ложно подтверждает нормальный режим работы. Действительная степень сжатия равна единице – нагнетатель перепада не создает. Ротор нагнетателя вращает один и тот же "ком" сжатого газа, который и преграждает путь обратному перетоку газа из нагнетающего коллектора во всасывающий.

Два варианта дальнейшего развития ситуации:

• Стоит остановиться ГТУ с открытыми кранами №1 и №2 и ротор нагнетателя превратиться в турбину, уходящую в разнос под магистральным давлением газа (случай уникальный, но возможный и имевший место в эксплуатации).

• Продолжение работы в таком режиме приводит к нагреву с темпом 7 град/мин. и грозит пожаром.

Путей попадания в т. всего два:

1. Помпаж

2. Неудачный пуск (с закрытыми байпасами) После помпажа при "скатывании" рабочей точки в т. резко возрастают обороты СТ двигателя, что должно приводить к аварийной остановке ГТУ, но тоже не всегда. Стабилизация оборотов может произойти достаточно быстро и заброс остаться незамеченным персоналом.

При попадании нагнетателя в т. – немедленно остановить! Теоретически нагнетатель можно вывести из нулевой точки байпасированием (по алгоритму пуска), но делать этого нельзя, так как был переход через помпажный режим, причину которого надо установить, чтобы в него не попали остальные ГПА.

Нагнетателю, претерпевшему перегрев свыше 100°С, грозит коробление внутренних закладных деталей и выход их из строя. Возможна необратимая деформация или искривление вала ротора с потерей балансировки.

После перегрева:

• нагнетатель нельзя сразу после остановки вскрывать или ослаблять крепежные гайки;

• как можно медленнее охладить нагнетатель в естественных условиях при отсутствии сквозняков или вентиляции (возможно до нескольких суток);

• в процессе охлаждения ротор проворачивать минимум раз в смену на несколько оборотов, каждый раз оставляя его в разных положениях;

• разбирать нагнетатель можно только после его полного охлаждения до температуры окружающей среды.

<17 18 192021 22 23 >

Дата добавления: 2020-12-11; просмотров: 362;