Принцип повышения давления в центробежном колесе
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.
Дата добавления: 2020-12-11; просмотров: 428;