Ahtimen annetut ominaisuudet 235 24 1. Teksti aiheesta "Energiatehokkaiden keskipakokaasuahtimien yhteensopivuusominaisuudet"

Kazanin kansallinen tutkimusyliopisto, joka on nimetty S.M. Kirov
Mekaniikan tiedekunta
KTU:n laitos
Diplomiprojekti: "Ahtimen TsN-235-21-1 modernisointi"
Kazan 2013

Lopullinen pätevyystyö (GQR) esitetään selittävän huomautuksen ja graafisen materiaalin muodossa. Selityksessä on 139 sivua tekstiä, 30 kuvaa, 26 taulukkoa, lähdeluettelo ja liite. Graafinen osa on tehty 12 A1-arkille.

Tässä työssä käsitellyt pääasiat ovat:
Keskipakoahtimen 235-21-1 GPA-10-01 modernisointi, öljymekaanisten tiivisteiden korvaaminen kuivilla kaasudynaamisilla tiivisteillä ja tukivaimentimien vaihtaminen kannatinlaakereilla itsesuuntautuvilla vuorauksilla.

Suoritettiin kaasudynaamiset ja lujuuslaskelmat. Käsitellään hankkeen taloudellisen kannattavuuden, automaattisen säätelyn ja suojauksen kysymyksiä. Työssä käsitellään myös täysin työsuojelun ja ympäristönsuojelun kysymyksiä.

Tekniset ominaisuudet Supercharger NTs235-21-1
1. Kaasun koostumus standardin GOST 23194-83 mukaan
2. Alkupaine, MPa 5.17
3. Loppupaine, MPa 7,45
4. Alkulämpötila, K 288
5. Lopullinen lämpötila, K 318,74
6. Suorituskyky, m/min 248,4
7.Sisäinen teho, kW 9834
8. Pyörimisnopeus, rpm 4800

Viimeisessä karsintatyössä keskipakoahdin modernisoitiin. Pääkomponenttien ja osien laskelmat suoritettiin:
1 Termokaasudynaaminen laskenta;
2 Aksiaalivoiman laskeminen;
3 Kriittisten roottoritaajuuksien laskeminen;
4 Juoksupyörän levyjen lujuuden laskenta;
5 Mekaanisen akselitiivisteen laskenta;
6 Painelaakerin laskeminen;

Modernisoinnin tarkoituksena oli vaihtaa öljymekaaniset tiivisteet kuiviin kaasudynaamisiin ja tukivaipat korvaamalla kannatinlaakerit itsesuuntautuvilla tyynyillä. Kuivien kaasudynaamisten tiivisteiden käyttö mahdollisti monimutkaisen epäluotettavan palovaarallisen hydraulisten tiivisteiden järjestelmän poistamisen, kitkasta johtuvien tehohäviöiden vähentämisen merkittävästi, kaasun öljyn aiheuttaman saastumisen eliminoimisen ja öljyn häviämisen estämisen, joka aiemmin kuljetettiin pois. kaasun mukana.
Itsekohdistuvat laakerit, jotka asennetaan sylinterimäisten sijasta, ovat tärinänkestäviä ja takaavat ahtimen luotettavan toiminnan.
Seuraavat osiot on kehitetty: taloustiede, automaatio, turvallisuus, tekniikka.

Yhdiste: Selittävä huomautus. Graafinen osa: TsK 905.00.00.000 SB – Supercharger NTs 235-21-1 (A1x3); TsK 905.12.00.000 SB – Roottori (A2x5); TsK 905.12.02.000 SB – 2-vaiheinen työpyörä (A2x5); TsK 905.10.00.000 SB – Päätytiiviste (A1); TsK 905.13.00.000 SB – Tukilaakeri (A1) TsK 905.12.02.000 – Mech. akselin käsittely SGU:n asentamista varten (A2); TsK 905.20.00.001 – Labyrinttitiiviste (A2); Kaaviot: TsK 810.00.00.000 A1 – Toiminnallinen automaatiokaavio (A1); TsK 810.00.00.000 TS – Tekninen kaavio (A1);

Ohjelmisto: KOMPAS-3D v9

Luotu varten
puristus ja
kuljetus
maakaasu kautta
päälinja
kaasuputki. Job
mahdollista kaavan mukaan
yksi ahdin
tai rinnakkain
useita
identtinen
ahtimet.

Keskipakopuhallin N-235-21-1

Keskipakopuhallin N-235-21-1

CBN:n ominaisuudet

Keskuspankki sisältää:

Keskuspankin työ.

Hydrauliakku

Maakaasupuhaltimia kutsutaan yleensä lapakompressorikoneiksi, joiden puristuspainesuhde on yli 1,1 ja joissa ei ole erityisiä laitteita kaasun jäähdyttämiseksi sen puristuksen aikana. Kaikki maakaasupuhaltimet on perinteisesti jaettu kahteen luokkaan: osapaineisiin (yksivaiheisiin) ja täysipaineisiin.

Ensimmäisiä, joiden puristussuhde yhdessä ahtimessa on 1,25-1,27, käytetään ns. peräkkäisessä kaasunpuristusjärjestelmässä kompressoriasemalla, kun kaasun kompressointi asemalla suoritetaan peräkkäin kahdessa yksikössä; toista - täyspainetta, jonka puristussuhde on 1,45-1,51, käytetään asemalle asennettujen yksiköiden rinnakkaistoiminnassa (eli kompressoriaseman jakoputkistopiirissä).

Ahtimen geometriset mitat määräytyvät sen tilavuusvirtauksen mukaan. Kaasuputken osalta erotetaan tilavuus Q, m 3 /min ja massa G, kg/h. ja kaupallinen kaasutoimitus Q to, milj. nm 3 /vrk. Suuren muuntaminen toiseksi suoritetaan käyttämällä Clapeyron-yhtälöä, joka on korjattu kaasun kokoonpuristuvuus z, pv = zRT. Käytettäessä kaasun massasyöttöä G kg, käytetään myös Clapeyron-Mendeleevin yhtälöä käyttämällä korjausta kaasun puristuvuuden z, pQ = GzRT, missä Q on tilavuuskaasun syöttö, G on massasyöttö, joka kuvaa yksikköä kohti virtaavan kaasun määrää. aikaa imuputken poikkileikkauksen läpi.

Kaupallinen kaasun syöttö Qk määräytyy sen imuputken tilan parametrien mukaan, vähennettynä normaaleihin fysikaalisiin olosuhteisiin (t = 20 0 C; p = 0,101 MPa). Kaupallisen tarjonnan määrittämiseen käytetään Clapeyron-yhtälöä "standardi"-olosuhteissa: р 0 v 0 = RT 0 ; Qk = G/ro; r0 = p0/RT0.

Kun tarkastellaan kahden tai useamman porrastetun keskipakoahtimen suunnitteluominaisuuksia, erotetaan kaksi merkittävästi erilaista vaihetta: väli- ja loppuvaihe (kuva 7.1). Välivaihe (Kuva 7.1, a) on siipipyörän, diffuusorin ja paluuohjaussiiven yhdistelmä, jota käytetään vain kaksi- tai monivaiheisissa ahtimissa tasaisen kaasuvirtauksen luomiseksi seuraavan vaiheen sisäänkäynnissä edellisestä poistuttuaan yksi; loppuvaihe (kuva 7.1, b) - juoksupyörän, diffuusorin ja poistokammion tai rullan yhdistelmä. Hajotinta yhdessä poistokammion kanssa kutsutaan usein ulostulolaitteeksi.

Riisi. 7.1 Keskipakoahtimen vaihekaavio

a – välivaihe, b – loppuvaihe: 1 – juoksupyörä, 2 – diffuusori,

3 – käänteinen ohjaussiipi, 4 – keräyskammio.

Keskipakoahtimen juoksupyörä on tärkein suunnitteluelementti, jossa kaasuturbiinin voimaturbiinin mekaaninen työ muunnetaan maakaasuvirran energiaksi sen painetta nostamalla. Joissakin tapauksissa siipipyörät valmistetaan siivellä, joka on jyrsitty pääpyörän levyn rungosta tai hitsattu päälevyyn; peitelevy kiinnitetään niiteillä tai hitsaamalla.

Hajotin on poistolaitteen tärkein osa, jossa juoksupyörän jälkeen virtaavan kaasun liike-energia muunnetaan potentiaaliseksi paineenergiaksi. Samalla diffuusori varmistaa virtauksen suhteellisen tasaisuuden suuruuden ja nopeuden suunnassa vähentäen jossain määrin virtauksen pyörteitä sen poistuttua siipipyörästä.

Maan kaasuputkissa käytetään tällä hetkellä kaasupumppuja, joita valmistavat eri tehtaat ja useat yritykset, mukaan lukien ulkomaiset: Nevsky Machine-Building Plant (NZL), Sverdlovsk Turbomotor Plant (TMZ), Sumy Machine-Building Production Association (MPO), Ural and Perm OJSC , ulkomaiset yritykset: Cooper - Bessemer, Nuovo - Pignoni jne.

Yksi ensimmäisistä ahtimista, joiden sisääntulossa oli klassinen kaasumuoto, oli NZL:n tehtaan kehittämä tyypin 280 ahdin, jota käytti STD - 4000 -tyyppinen sähkömoottori tehostetun vaihteiston kautta kaasuturbiiniyksiköstä GT. - 700 -5 teholla 4000 kW ja roottorin nimellisnopeudella 7950 rpm. (Kuva 7.2). Tällaiset ahtimet voisivat toimia roottoreiden kanssa, joiden halkaisijat ovat 564, 590, 600 ja 620 mm eri muunnelmia, riippuen kompressorin virtauksesta ja puristussuhteesta.

Ahdin koostuu kotelosta 1, laakeripesästä 11, roottorista 111, imu- ja poistoputkista. Ahtimen kotelo on teräskierukka, joka on hitsattu kahdesta puolikkaasta yhdellä pystysuoralla liittimellä. Ahtimen roottori koostuu akselista 2, jonka päähän on asennettu siipipyörä 1 kiilaan. Akselin kierteitettyyn päähän on ruuvattu suojamutteri 9. Ahtimen laakeripesä on jaettu väliseinällä 7 kahteen onteloon - kaasumaiseen ja puhtaaseen öljyyn. Jokaisessa ontelossa on oma putki sen tyhjennystä varten. Lähempänä juoksupyörää sijaitsevassa työntölevyssä 4 on rengasmaiset ulkonemat väliseinän 7 tiivistämiseksi. Laakeripesän sisään on asennettu aksiaalinen roottorin siirtorele 5, joka antaa impulssin yksikön pysäyttämiseksi roottorin hätäsiirtymän sattuessa. Laakeripesän kannelle 6 on asennettu vastuslämpömittarit 3, jotka antavat impulsseja yksikön pysäyttämiseksi, jos laakerivaimentimien tai työntölevyjen lämpötila nousee hätätilanteessa. Ahtimen roottori on asennettu tukeen 8 ja painelaakereihin 6.

Riisi. 7.2 Keskipakopuhallin 280 – 11 – 1 (2).

Tyyppien 370 ja 520 NZL-ahtimet, joita käyttävät vastaavasti kaasuturbiiniyksiköt GT-750-6 teholla 6000 kW ja GTK-10-2, joiden teho on 10000 kW tangentiaalisella kaasunsyötöllä, ovat yleistyneet kaasuputkissa.

Yleiskuva ahtimesta 520-11-1 on esitetty kuvassa. 7.3. Ahtimen kotelossa on pystysuora liitin ja tangentiaaliset koaksiaaliset tulo- ja poistoputket.

Riisi. 7.3 Osapaineinen yksivaiheinen keskipakopuhallin 520-11-1.

Ahdin koostuu hitsatusta tynnyrin muotoisesta rungosta 4. Ahtimen koteloon asennetaan kierukka 5 ja jyrsittyjen terien diffuusori 2 kiinnitetään pulttiliitoksella. Ahtimen kotelon kansi 6 painaa kierukkaa 5. Ahdinkotelon yläosaan on asennettu öljyakku 1 hitsatun rakenteen erityiselle alustalle.

Ahdin on varustettu itsenäisellä öljytiivistejärjestelmällä, joka vähentää merkittävästi saastuneen öljyn määrää. Ahtimen roottori muodostaa yhtenäisen hitsausyksikön, joka vaakasuuntaisen liittimen ansiosta osien oikean asennon tarkistaminen on suhteellisen helppoa.

Myöhemmin NZL kehitti täysipaineisia kaksivaiheisia ahtimia tyyppejä 235-21 ja 650-21 GTK-10-yksiköille teholla 10 MW ja GNT-25 teholla 25 MW.

Kaksivaiheinen ahdin NZL tyyppi 650-21 on esitetty kuvassa. 7.4

Riisi. 7.4 Kaksivaiheinen keskipakoahdin NZL tyyppi 650-21.

1-puoliliitin, 2-siipipyörä, 3-lapainen diffuusori, 4-runko, 5-kokoonpano

kammio, 6 - kansi, 7 - dummis, 8 - roottoripaketti, 9 - painelaakerin harja.

650-21-ahtimessa on valettu kotelo 4, joka on valmistettu niukkaseosteisesta teräksestä ja tangentiaalisesti koaksiaalisesti sijoitetut tulo- ja poistoputket. Kotelossa on yksi pystysuora liitin. Ahtimen virtausosa yhdessä roottorin kanssa muodostaa ikään kuin yhden kokoonpanoyksikön, mikä mahdollistaa sen vaihtamisen kokonaisuutena käyttöolosuhteissa. Ensimmäisen ja toisen puristusasteen juoksupyörät 2 eroavat hieman leveydeltä, mutta muuten niiden geometria on sama. Siipihajottimet 3 ja paluuohjainsiivet ovat hitsattuja. Toisen vaiheen diffuusorin takana on keräyskammio 5. Voimanturbiinin teho välittyy ahtimen roottoriin vaihteesta

kytkin 1 piippumaisella hampaalla. Aksiaalivoiman kompensointi suoritetaan dummisilla 7. Hitsatussa tukikehyksessä on uimurikammio, tiivisteen käynnistyspumppu, öljyputket jne.

Sverdlovskin turbomoottoritehtaan (TMZ) ensimmäinen ahdin oli GT-6-750 kaasuturbiiniyksikön N-300-1.23-ahti, jonka teho oli 6000 kW. N-300-1.23-ahtimeen perustuen kehitettiin ja valmistettiin sarja ahtimia 5,5 ja 7,5 MPa:n paineille. Tehdas tuotti GTN-16-yksikölle useita muunnoksia lineaarisista ja tehostettavista ahtimista, joiden teho on 16 MW, 7,5 MPa:n paineella puristussuhteella 1,45-1,50.

Tällä hetkellä maan kaasuputkissa käytetään erilaisia ​​ahtimia, myös ulkomaisia. Joidenkin keskipakoahtimien ominaisuudet on esitetty taulukossa. 7.1.

Taulukko 7.1.

Kaasun kuljetukseen tarkoitettujen keskipakopuhaltimien ominaisuudet.

7.2. Keskipakopuhaltimien ominaisuudet.

Jokainen ahdintyyppi määräytyy sen omien ominaisuuksiensa mukaan, jotka rakennetaan sen täyden mittakaavan testauksen aikana. Ahtimen ominaisuus ymmärretään yleensä puristussuhteen e, polytrooppisen hyötysuhteen (h pos.) ja pienennetyn ominaistehon (Ni / r in) jne. riippuvuudeksi pienennetystä tilavuuskaasun virtausnopeudesta Q ave. Tällaisia ​​ominaisuuksia ovat mm. rakennettu tietylle kaasuvakion arvolle R keskimääräinen kokoonpuristuvuuskerroin z esim. polytrooppinen indeksi, hyväksytty mitoituskaasun lämpötila ahtimen sisääntulossa T in tietyllä vaihtelualueella ahtimen akselin pienentyneessä suhteellisessa nopeudessa (n /n 0) esim.

Tyypillinen ahdintyypin 370-18-1 ominaisuus on esitetty kuvassa. 7.5 Muiden ahtimien ominaisuudet ovat samat sekä osapaine- että täyspaineahtimissa.

Viime vuosina keskipakoahtimien ominaisuudet, jotka on esitetty kuvan 1 muodossa. 7.5 ryhdyttiin rekonstruoimaan yksittäisen riippuvuuden F (Q) muodossa, kuva. 7.6. Tässä tapauksessa kaaviossa koordinaattien leikkauspisteessä - puristussuhde () ja tilavuuskaasun syöttö (Q, m 3 /min) - ahtimen alentuneen polytrooppisen tehokkuuden numeeriset arvot (), sen alennettu nopeus () ja ahtimen akselin alentunut sisäinen teho tallennetaan samanaikaisesti ().

Laskentasuhteet (7.1-7.4) kaasuparametrien laskemiseksi käyttäen ahtimen ominaisuuksien ensimmäistä esitystapaa pätevät luonnollisesti sen parametrien toiselle heijastusmuodolle.

Käytä ahtimen ominaisuuksia seuraavasti. Tietäen näiden olosuhteiden suureiden R, z, T B, n todelliset arvot, ahtimen alennettu suhteellinen pyörimisnopeus (n/n 0)pr määritetään käyttämällä suhdetta 7.1. Tunnettua puristusastetta käyttäen ahtimen ominaisuuksia (kuva 7.1) saadaan tilavuuskaasun virtausnopeus Q 0 ja alennettu tilavuuskaasuvirtaus Qpr määritetään suhteella 7.2. Ahtimen ominaisuuksien vastaavien käyrien mukaan (kuva 7.5) määritetään polytrooppinen hyötysuhde h-lattia. ja ahtimen pienentynyt sisäinen teho (Ni/r B)pr. :

(7.1)

Q esim. = Q 0 (7.2)

missä n 0 ja n ovat tehoakselin nimellis- ja nykyinen pyörimisnopeus, vastaavasti; Q pr. – ahtimen pienempi tilavuusteho.

Ahtimen kuluttaman sisäisen tehon määrää seuraava suhde:

N i = (7.3)

Suhteissa 7,1-7,3 indeksi "0" osoittaa ahtimen nimellisen toimintatilan; Indeksi "c" osoittaa kaasun parametrit ahtimen sisääntulossa. Kaasun tiheys ahtimen sisääntulossa r in, kg/m 3 määräytyy suhteella:

missä рв, ТВ ovat vastaavasti absoluuttinen kaasun paine ahtimen sisääntulossa (рв, MPa) ja absoluuttinen kaasun lämpötila imujohdossa, K.

Tehokas (todellinen) teho tehoturbiinikytkimessä, kW; N e = N i + N turkki. , jossa N turkis. – mekaaniset häviöt; kaasuturbiinikäyttöön N mech. = 100 kW.

Ahtimen lasketun käyttökaasun virtausnopeuden Q pr. tulee olla noin 10-12 % suurempi kuin sen ominaiskäyrän vasemmanpuoleiset virtausnopeudet, mikä vastaa olosuhteita ahtimen läpi tapahtuvan kaasun virtauksen katkeamisen alkamiselle (yliaaltoalue). Kuvassa 7.5 tämä tila vastaa kaasun syöttöä tasolla noin 360 m 3 /min.

Riisi. 7.5 Ahdin 370-18-1 annetut ominaisuudet

T pr. = 288 K; z ex = 0,9; R pr = 490 J/(kgK).

Luotettavien annettujen ominaisuuksien olemassaolo kaasuturbiinikäytön aikana antaa huoltohenkilöstölle mahdollisuuden määrittää käyttöyksiköiden ominaisuudet ja valita parhaan toimintatavan erityisolosuhteista riippuen.

Valitettavasti kuvassa 7.5 esitetyt ominaisuudet. ja Fig. 7.6 käyttöolosuhteissa eivät aina ole riittävän luotettavia. Samantyyppisen ahtimen ominaisuudet eivät aina ole identtisiä keskenään. Lisäksi käyttöolosuhteissa ahtimen virtausreitin tietyn kulumisen vuoksi nämä ominaisuudet muuttuvat astetta tai toisiaan suhteessa toisiinsa. Suurimmassa määrin, kuten käyttökokemus osoittaa, ahtimen hyötysuhteen riippuvuus alentuneesta kaasun virtausnopeudesta muuttuu, mikä luonnollisesti aiheuttaa tiettyjä epätarkkuuksia laskelmissa.

Tässä tapauksessa joissain tapauksissa on suositeltavaa käyttää passeista johdettuja laskettuja ominaisuuksia, esimerkiksi ahtimen polytrooppisen hyötysuhteen määrittämiseen.

Näitä suunnitteluominaisuuksia määritettäessä on otettava huomioon, että maakaasun tilafunktiot, erityisesti entalpia, määräytyvät, toisin kuin ihanteellisen kaasun, riippuen kahdesta parametrista, esimerkiksi lämpötilasta ja paineesta: h = f (P,T ).

Sitten tämän funktion h kokonaisdifferentiaali on osittaisten derivaattojen summa, eli:

dh = (A)

Kun otetaan huomioon lauseke (a), kun h = idem, on välttämätöntä korvata kokonaisdifferentiaalien dP ja dT etumerkit osittaisten derivaattojen etumerkeillä

(V)

joka seuraa suoraan:

(G)

(d)

missä c p on kaasun todellinen lämpökapasiteetti vakiopaineessa, joka määritellään entalpian osittaisena derivaatana suhteessa lämpötilaan; D h - Joule-Thomson-kerroin isentalpisessa prosessissa, joka kuvaa lämpötilan muutosta paineen vaikutuksesta, K/Pa.

Kun otetaan huomioon suhde (a), entalpian muutoksen integraaliarvo (erityinen puristustyö) määräytyy suhteella:

Pienempi kaasuentalpiaero (tai ahtimen todellinen vähentynyt ominaistyö):

(7.5a)

Vähentynyt potentiaalinen työ (palautuvan pakkausprosessin erityistyö):

Yhtälöiden (7.5) ja (7.6) vertailusta määritetään ahtimen polytrooppinen hyötysuhde todellisissa käyttöolosuhteissa:

missä on lämpötilan ja kaasun paineen ero ahtimen yli; с pm – maakaasun lämpökapasiteetti; D h – Joule-Thomson-kerroin, K/Pa.

Ottaen huomioon, että maakaasun pääkomponentti on metaani, jonka prosenttiosuus on tasolla 90-94%, teknisissä laskelmissa kaasun lämpökapasiteetin ja Joule-Thomson-kertoimen määritys voidaan määrittää ilman suurta virhe metaanin ominaisuuksista (kuvat 7.7; 7.8).

Riisi. 7.7 Metaanin lämpökapasiteetin (c p) riippuvuus kaasun paineesta ja lämpötilasta.

Riisi. 7.8 Joudy-Thomson-kertoimen riippuvuus paineesta

ja kaasun lämpötila.

On huomattava, että keskipakokaasupuhaltimille, kuten aksiaalisille kompressoreille, on sama ilmiö kuin jännitys.

Keskipakoahtimen ylipaineeseen liittyy samat ulkoiset merkit kuin aksiaalikompressorin jännitteellä: poksahtelevat äänet, ahtimen voimakas tärinä, ajoittainen tärinä, kaasuturbiinin kaasujen pyörimisnopeuden ja lämpötilan vaihtelut jne.

Ahtimen jyrkkyyden syyt ovat: paineenvaihtelut kaasuputkessa, ahtimen putkien venttiilien virheellinen tai ennenaikainen uudelleenjärjestely, ahtimen pyörimisnopeuden lasku alle sallitun arvon, vieraiden esineiden joutuminen ahtimen suojaritilään ja sen jäätyminen , jne.

Tällä hetkellä on olemassa melko paljon automaattisia ylijännitesuojajärjestelmiä, jotka mahdollistavat ahtimen pääsyn ylijännitealueelle ja signaalin, että toimintapiste lähestyy ylijänniterajaa. Yleisimmät järjestelmät perustuvat kaasun virtausnopeuden vertaamiseen ahtimen luomaan paineeseen, jota seuraa vaikutus ohitusventtiiliin. Erityinen säädin, joka laskee toimintapisteen etäisyyden aaltorajalta, vaikuttaa ohitusventtiiliin ja ohittaa osan kaasusta ahtimen ulostulosta sisääntuloon, mikä varmistaa ahtimen toimintatilan vakauden.

Ylijänniterajoitinlinjoilla varustetun ahtimen pääominaisuudet on esitetty kuvassa. 7.9. Tämä ylijännitesuojajärjestelmä varmistaa ahtimen toimintapisteen sijainnin oikealla vyöhykkeellä ylijänniterajaviivasta (Kuva 7.9, rivi 111). Tämä saavutetaan avaamalla ohitusventtiili (ylijännitesuoja) minimivirtauksen ylläpitämiseen tarvittavaan määrään. Ahtimen ominaiskäyrän piste, joka vastaa venttiilin avautumista, on ylijännitesäätölinja (kuva 7.9, rivi 1). Ohjauslinjan ja ylijänniterajaviivan välinen etäisyys määrittää turvarajan tai ylijännitesuoja-alueen (varjostettu alue). Ohitusventtiilin aukko kasvaa, kun toimintapiste siirtyy ylijännitesäätelyalueelle. Ylijännitesäätövyöhykkeellä on kaksi ohjausaluetta: ohjausalue linjojen 1 ja 11 välillä vastaa pieniä kaasuvirtaushäiriöitä; Linjojen 11 ja 111 välinen ohjausalue vastaa suuria häiriöitä kaasuvirtauksessa.

Riisi. 7.9 Rajoituslinjoilla varustetun ahtimen pääominaisuudet

Voitelen sen.

Q – tilavuuskaasun virtausnopeus; suhteellinen paine; 1 – ahtimen normaali toimintatila; 1 1 - ahtimen toimintatila ohitusventtiilin avaamisen jälkeen; 1 11 - ohitusventtiilin täysi avaustila; 1 111 – ahtimen toimintatila pienillä häiriöillä;

1 – ylijänniteohjauslinja; 11 – suurten häiriöiden rajoitusviiva; 111 – ylijänniterajaviiva; 1U – linja taputusten määrän rajoittamiseen.

7.3. Polytrooppisen ahtimen tehokkuus.

Kun tarkastellaan kaasuturbiinien kierrosten termodynaamisen laskennan perusteita ja määritetään niiden tehokkuuden ja ominaistyön muutosten luonne aksiaalikompressorin puristuspaineiden suhteen () funktiona, emme voi tarkasti ottaen ottaa huomioon suhteellista tehokkuutta. laskennassa käytetyt aksiaalikompressorin ja kaasuturbiinin arvot ovat varsin realistisia useille arvoille ( ), koska todellisuudessa myös () arvot muuttuvat () riippuen. Siten aksiaalikompressorin tapauksessa sen virtauspolun hyötysuhde on pienempi kuin sen yksittäisen vaiheen hyötysuhde ja monivaiheisen turbiinin hyötysuhde on suurempi kuin yhden vaiheen hyötysuhde.

Kompressorivaiheen kohonnut lämpötilaero (verrattuna adiabaattiseen eroon) aiheuttaa seuraavassa vaiheessa, jatkuvalla paineen nousulla, merkittävämmän lämpötilan nousun kuin mitä tarvittaisiin koko puristusprosessin suorittamiseen tehokkuudella että yksittäisen vaiheen; päinvastoin, jos toisessa vaiheessa tapahtuu sama lämpötilan nousu kuin ensimmäisessä vaiheessa, niin kokonaispaineen noususuhde on pienempi kuin se, joka voitaisiin saada yhdessä vaiheessa samalla tehokkuudella. Turbiinivaiheessa taas talteen otettu lämpö voidaan käyttää seuraavassa vaiheessa siten, että isentrooppisten lämpöpudouksien summa ylittää isentrooppisen kokonaislämpöhäviön. Siksi turbiinin virtauspolun isentrooppinen kokonaishyötysuhde on suurempi kuin yksittäisen vaiheen hyötysuhde.

Talteen otetun lämmön vaikutus kasvaa kompressorin tai turbiinin portaiden lukumäärän myötä ja ilmenee isobaarien erona T - S -kaaviossa.

Jos toisaalta otamme huomioon kompressorin kokonaispaineen nousun vakiona ja määritämme tehokkuuden kokonaispaineen nousulla tuloaukosta ulostulolaippoihin, niin tässä tapauksessa vaiheiden lukumäärän väheneminen aiheuttaa tehokkuus suuttimissa tapahtuvien häviöiden suhteellisen vaikutuksen lisääntymisen vuoksi.

Tekijä: litraa optinen tehokkuus voidaan pitää äärettömän pienen puristus- tai laajennusvaiheen tehokkuudena; siksi tähän esitykseen perustuva kokonaishyötysuhde ei riipu todellisen koneen vaiheiden lukumäärästä, vaan ainoastaan ​​puristuspaineiden suhteesta (). Siksi polytrooppista tehokkuutta käytetään usein arvioimaan puristusprosessin täydellisyyttä keskipakoahtimissa.

Kaaviot Fig. 7. 10 a ja b selittävät polytrooppisen tehokkuuden määritelmän, (). Äärettömän pieni paineen muutos (dp) vastaa adiabaattista (dT 1) ja todellista (dT) lämpötilan muutosta.

Prosessin polytrooppisen ja yleisen adiabaattisen tehokkuuden välinen yhteys seuraa yhtälöiden (7.15) ja (7.16) vertailusta.

Polytrooppiselle prosessille, yhtälön (7.16) mukaisesti, meillä on:

(7.17)

Adiabaattisen pakkausprosessin tapauksessa meillä on.

Ahdin SPC 235-1.4/76-16/5300 AL 31 on suunniteltu maakaasun puristamiseen pääkaasuputkien kompressoriasemilla. Puristussuhde - 1,45.s Ahdin poikkileikkauksilla on esitetty kuvassa 1.8. Ahdin koostuu sylinteristä (kotelosta) ja ahdinpaketista. Ahtimen sylinteri on valmistettu valuteräksestä, siinä ei ole vaakasuoraa liitintä, tulo- ja poistoputket on tehty sylinteriin kiinteästi ja niissä on hitsatut laipat DN 680 liittämistä varten kaasuputkeen. Ahdinpaketti on valmistettu "paketti kannen päällä" -kaavion mukaan ja se koostuu roottorista, imukalvosta, keskiosasta, poistoosasta, labyrinttitiivisteistä, päätytiivisteistä ja tukilaakereista, painevaipasta, vuorauksesta ja ruuvipumppu. Purkausosa on valmistettu taotusta teräksestä ja siinä on elastinen kalvo, joka kompensoi aksiaalisia lämpötilan muodonmuutoksia ja luo voimia, jotka puristavat pakkauksen osia. Purkausosa on myös kansi sylinteristä. Keskiosa on teräksinen hitsattu elementti, jossa ei ole vaakasuuntaista liitintä. Pakkauksen osien keskitys suoritetaan pakkauksen ääriosien ulkonevilla nauhoilla, jotka on valmistettu erittäin tarkasti. Pakkauksen osat on liitetty pystysuuntaisia ​​liittimiä pitkin kiinnikkeillä. Kaikissa pakkauksen elementeissä laakereita lukuun ottamatta ei ole vaakasuuntaisia ​​liittimiä, mikä mahdollistaa istukkapintojen valmistustarkkuuden lisäämisen ja kaasuvuotojen vähentämisen ahtimen käytön aikana. Kaasuvuodot estetään labyrinttitiivisteillä. jotka koostuvat pidikkeistä, joihin on painettu messinkiharjanteita. Ahtimessa käytetään standardia akselin pään tiivistejärjestelmää, joka koostuu päätytiivisteistä ja täyspainetukilaakereista.Ahtimen roottoriin vaikuttavat aksiaaliset voimat absorboidaan tukilaakerilla, jossa on vaaituslaite laakeripehmusteiden tasaiseksi kuormittamiseksi. Ahtimen roottori on yhdistetty ahdinkäyttöön joustavalla kytkimellä, joka ei vaadi voitelua. Öljyn estämiseksi onteloon, jossa kytkin pyörii, ja jälkimmäisen jäähdyttämiseksi, kytkinkoteloon syötetään ilmaa vaihteiston puhallusjärjestelmästä. Jokaiselle ahdintyypille on ominaista oma ominaisuus (kuva 1.9), joka rakennetaan sen täysimittaisen testauksen aikana. Ahtimen ominaisuudet ymmärretään yleensä puristussuhteen, polytrooppisen hyötysuhteen () ja tehon N riippuvuudeksi kaasun tilavuusvirtauksesta Q. Tällaiset ominaisuudet muodostetaan tietylle kaasuvakion RЗ arvolle, adiabaattiselle indeksille k, hyväksytylle mitoituskaasun lämpötila ahtimen sisääntulossa T n hyväksytyllä alueella muuttuu pienennetyssä suhteellisessa pyörimisnopeudessa.

Kuva 1.8 - Supercharger SPC 235-1.4/76-16/5300 AL 31

1 - roottori; 2 - laakerit; 3 - mekaaniset tiivisteet; 4 - labyrinttitiivisteet; 5 - diffuusorit; 6 - taaksepäin suunnattu ohjaussiipi

Kuva 1.9 - Ahtimen SPC 235-1.4/76-16/5300 AL 31 kaasudynaamiset ominaisuudet

Q-määrän suorituskyky; a-painesuhde; z-polytrooppinen tehokkuus;

N-virrankulutus.

Alkuolosuhteet: Tn = 288°K; Pk = 7,45 MPa; Rz = 454,6 J/kg K; k = 1,312;

Roottorin nopeus n, min: 1-5565; 2-5300; 3-5000; 4-4600; 5-4200; 6-3700

Ahtimen 235-21-1 pääparametrit on esitetty taulukossa 1.11.

Taulukko 1.11 - Ahtimen pääparametrit SPC 235-1.4/76-16/5300 AL 31