ब्लोअर की दी गई विशेषताएँ 235 24 1। ऊर्जा-कुशल केन्द्रापसारक गैस ब्लोअर की अनुकूलता विशेषताएँ

कज़ान नेशनल रिसर्च यूनिवर्सिटी का नाम एस.एम. कीरॉफ़
यांत्रिकी संकाय
केटीयू विभाग
डिप्लोमा प्रोजेक्ट: "सुपरचार्जर TsN-235-21-1 का आधुनिकीकरण"
कज़ान 2013

अंतिम योग्यता कार्य (डब्ल्यूक्यूआर) व्याख्यात्मक नोट और ग्राफिक सामग्री के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। व्याख्यात्मक नोट पाठ के 139 पृष्ठों पर बना है, जिसमें 30 अंक, 26 टेबल, संदर्भों की एक सूची, एक परिशिष्ट शामिल है। ग्राफिक भाग A1 प्रारूप की 12 शीटों पर बना है।

इस पत्र में जिन मुख्य मुद्दों पर विचार किया गया है वे हैं:
केन्द्रापसारक सुपरचार्जर 235-21-1 GPA-10-01 का आधुनिकीकरण, शुष्क गैस-गतिशील मुहरों के साथ तेल यांत्रिक मुहरों का प्रतिस्थापन और स्व-संरेखित लाइनरों के साथ सहायक बीयरिंगों के साथ समर्थन लाइनरों का प्रतिस्थापन।

गैस-गतिशील और शक्ति गणना की गई। परियोजना के आर्थिक औचित्य, स्वत: विनियमन और संरक्षण के मुद्दों पर विचार किया जाता है। काम भी पूरी तरह से श्रम सुरक्षा और पर्यावरण संरक्षण के मुद्दों को संबोधित करता है।

विशेष विवरण सुपरचार्जर NTs235-21-1
1. GOST 23194-83 के अनुसार गैस संरचना
2. प्रारंभिक दबाव, एमपीए 5.17
3. अंतिम दबाव, एमपीए 7.45
4. प्रारंभिक तापमान, के 288
5. अंतिम तापमान, के 318.74
6. उत्पादकता, एम / मिनट 248.4
7. आंतरिक शक्ति, kW 9834
8. रोटेशन की आवृत्ति, आरपीएम 4800

अंतिम योग्यता कार्य में, केन्द्रापसारक सुपरचार्जर का आधुनिकीकरण किया गया। मुख्य घटकों और भागों की गणना की गई:
1 थर्मोगैसडायनामिक गणना;
2 अक्षीय बल की गणना;
3 गणना, रोटर की महत्वपूर्ण आवृत्तियों;
4 प्ररित करनेवाला डिस्क की ताकत की गणना;
5 यांत्रिक शाफ्ट सील की गणना;
6 जोर असर की गणना;

आधुनिकीकरण का उद्देश्य तेल यांत्रिक मुहरों को शुष्क गैस-गतिशील लोगों के साथ बदलना और थ्रस्ट बियरिंग को सेल्फ-अलाइनिंग पैड के साथ थ्रस्ट बियरिंग से बदलना था। सूखी गैस-गतिशील मुहरों के उपयोग ने हाइड्रोलिक मुहरों की जटिल अविश्वसनीय अग्नि-खतरनाक प्रणाली को खत्म करना संभव बना दिया, घर्षण बिजली के नुकसान को काफी कम कर दिया, तेल के साथ गैस प्रदूषण को खत्म कर दिया, और तेल के नुकसान को रोका, जिसे पहले दूर किया गया था गैस।
स्व-संरेखित पैड के साथ बीयरिंग, जो बेलनाकार के बजाय स्थापित होते हैं, कंपन प्रतिरोधी होते हैं और सुपरचार्जर के विश्वसनीय संचालन की गारंटी देते हैं।
अनुभागों ने काम किया: अर्थशास्त्र, स्वचालन, BZD, प्रौद्योगिकी।

मिश्रण:व्याख्यात्मक नोट। ग्राफिक भाग: TsK 905.00.00.000 SB - सुपरचार्जर NTs 235-21-1 (A1x3); केंद्रीय समिति 905.12.00.000 एसबी - रोटर (ए2x5); TsK 905.12.02.000 SB - वर्किंग व्हील 2 चरण (A2x5); TsK 905.10.00.000 SB - अंतिम मुहर (A1); TsK 905.13.00.000 SB - थ्रस्ट बियरिंग (A1) TsK 905.12.02.000 - मेक। SGU (A2) की स्थापना के लिए शाफ्ट प्रसंस्करण; केंद्रीय समिति 905.20.00.001 - भूलभुलैया मुहर (ए 2); योजनाएं: केंद्रीय समिति 810.00.00.000 A1 - कार्यात्मक स्वचालन योजना (A1); TsK 810.00.00.000 TS - प्रक्रिया प्रवाह आरेख (A1);

कोमल:कोम्पास-3डी v9

के लिए बनाया गया
संपीड़न और
यातायात
प्राकृतिक गैस
मुख्य
गैस पाइपलाइन। काम
योजना के अनुसार संभव है
एक सुपरचार्जर
या समानांतर में
अनेक
सदृश
सुपरचार्जर।

केन्द्रापसारक सुपरचार्जर एच-235-21-1

केन्द्रापसारक सुपरचार्जर एच-235-21-1

सीबीएन के लक्षण

सीबीएन की संरचना में शामिल हैं:

सीबीएन का काम।

हाइड्रोलिक संचायक

1.1 से अधिक के संपीड़न दबाव अनुपात वाली वेन कंप्रेसर मशीनें और इसके संपीड़न के दौरान गैस को ठंडा करने के लिए कोई विशेष उपकरण नहीं होते हैं, जिन्हें आमतौर पर प्राकृतिक गैस ब्लोअर कहा जाता है। सभी प्राकृतिक गैस ब्लोअर पारंपरिक रूप से दो वर्गों में विभाजित होते हैं: आंशिक दबाव (एकल चरण) और पूर्ण दबाव।

1.25-1.27 के स्तर पर एक सुपरचार्जर में संपीड़न अनुपात वाले पहले का उपयोग कंप्रेसर स्टेशन पर तथाकथित अनुक्रमिक गैस संपीड़न योजना में किया जाता है, जब स्टेशन पर गैस संपीड़न क्रमिक रूप से दो इकाइयों में किया जाता है; दूसरा - पूर्ण दबाव, 1.45-1.51 के संपीड़न अनुपात वाले, स्टेशन पर स्थापित इकाइयों के समानांतर संचालन में उपयोग किया जाता है (यानी, कंप्रेसर स्टेशन के कई गुना पाइपिंग सर्किट)।

सुपरचार्जर के ज्यामितीय आयाम इसके आयतन प्रवाह द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। गैस पाइपलाइन के संबंध में, वॉल्यूमेट्रिक क्यू, एम 3 / मिनट।, मास जी, किग्रा / एच प्रतिष्ठित हैं। और वाणिज्यिक गैस की आपूर्ति क्यू करने के लिए, मिलियन एनएम 3/दिन। कुछ मात्राओं का दूसरों में रूपांतरण क्लैपेरॉन समीकरण का उपयोग करके किया जाता है, जिसे गैस संपीड्यता z, pv = zRT के लिए सही किया गया है। बड़े पैमाने पर गैस आपूर्ति जी किग्रा का उपयोग करते समय, क्लैपेरॉन-मेंडेलीव समीकरण का उपयोग गैस संपीड़ितता जेड, पीक्यू = जीजेआरटी के लिए सुधार का उपयोग करके भी किया जाता है, जहां क्यू वॉल्यूमेट्रिक गैस आपूर्ति है, जी प्रति इकाई बहने वाली गैस की मात्रा को दर्शाने वाली द्रव्यमान आपूर्ति है। सक्शन पाइप के खंड के माध्यम से समय।

वाणिज्यिक गैस की आपूर्ति Q को सक्शन पाइप में इसकी स्थिति के मापदंडों द्वारा निर्धारित किया जाता है, सामान्य भौतिक स्थितियों (t = 20 0 C; p = 0.101 MPa) तक कम किया जाता है। वाणिज्यिक फ़ीड निर्धारित करने के लिए, "मानक" स्थितियों के लिए क्लैपेरॉन समीकरण का उपयोग किया जाता है: p 0 v 0 = RT 0; क्यू के \u003d जी / आर 0; आर 0 = पी 0 / आरटी 0।

दो या अधिक चरण केन्द्रापसारक सुपरचार्जर की डिज़ाइन सुविधाओं पर विचार करते समय, उनके दो अलग-अलग चरणों को प्रतिष्ठित किया जाता है: मध्यवर्ती और अंत (चित्र। 7.1)। एक मध्यवर्ती चरण (चित्र। 7.1, ए) एक प्ररित करनेवाला, एक विसारक और एक रिवर्स गाइड वेन का एक संयोजन है, जिसका उपयोग केवल दो या बहु-चरण सुपरचार्जर में किया जाता है ताकि इनलेट पर एक समान गैस प्रवाह बनाया जा सके। पिछला; अंतिम चरण (चित्र। 7.1, बी) - प्ररित करनेवाला, विसारक और निर्वहन कक्ष या विलेय का एक संयोजन। डिफ्यूज़र, प्लेनम चैंबर के साथ, अक्सर आउटलेट डिवाइस के रूप में जाना जाता है।

चावल। 7.1 एक केन्द्रापसारक सुपरचार्जर के चरण का आरेख

ए - मध्यवर्ती चरण, बी - अंत चरण: 1 - प्ररित करनेवाला, 2 - विसारक,

3 - रिवर्स गाइड वेन, 4 - संग्रह कक्ष।

एक केन्द्रापसारक सुपरचार्जर में प्ररित करनेवाला सबसे महत्वपूर्ण संरचनात्मक तत्व है, जहां गैस टरबाइन के पावर टरबाइन के यांत्रिक कार्य को उसके दबाव में वृद्धि के साथ प्राकृतिक गैस प्रवाह की ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। कुछ मामलों में, प्ररित करने वालों को पहिया की मुख्य डिस्क के शरीर से मिल्ड ब्लेड के साथ बनाया जाता है, या मुख्य डिस्क से वेल्ड किया जाता है; कवरिंग डिस्क को रिवेट्स या वेल्डिंग के साथ तय किया गया है।

विसारक आउटलेट डिवाइस का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है, जहां प्ररित करनेवाला के बाद गैस प्रवाह की गतिज ऊर्जा दबाव संभावित ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। उसी समय, विसारक परिमाण और वेग की दिशा के संदर्भ में प्रवाह की सापेक्ष एकरूपता सुनिश्चित करता है, प्ररित करनेवाला से बाहर निकलने के बाद प्रवाह के भंवर को एक निश्चित सीमा तक कम करता है।

देश की गैस पाइपलाइन वर्तमान में विभिन्न संयंत्रों और विभिन्न कंपनियों द्वारा निर्मित गैस ब्लोअर का उपयोग करती हैं, जिनमें विदेशी भी शामिल हैं: नेवस्की मशीन-बिल्डिंग प्लांट (NZL), सेवरडलोव्स्क टर्बो-इंजन प्लांट (TMZ), सुमी मशीन-बिल्डिंग प्रोडक्शन एसोसिएशन (MPO), यूराल और पर्म जेएससी, विदेशी कंपनियां: कूपर - बेसेमर, नुवो - पिग्नोनी, आदि।

इनलेट पर गैस के शास्त्रीय रूप वाले पहले ब्लोअर में से एक टाइप 280 का ब्लोअर था, जिसे NZL प्लांट द्वारा विकसित किया गया था, जो GT-700 से स्टेप-अप गियरबॉक्स के माध्यम से STD-4000 प्रकार की इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा संचालित होता है। 7950 आरपीएम की नाममात्र रोटर आवृत्ति के साथ 4000 kW की शक्ति वाली -5 गैस टरबाइन इकाई। (चित्र 7.2)। ऐसे सुपरचार्जर कंप्रेसर की आपूर्ति और संपीड़न अनुपात के आधार पर विभिन्न संशोधनों के 564, 590, 600 और 620 मिमी के व्यास वाले रोटर्स के साथ काम कर सकते हैं।

सुपरचार्जर में हाउसिंग 1, बेयरिंग हाउसिंग 11, रोटर 111, सक्शन और डिस्चार्ज पाइप होते हैं। सुपरचार्जर हाउसिंग एक स्टील का वॉल्यूट है, जिसे एक वर्टिकल कनेक्टर के साथ दो हिस्सों से वेल्डेड किया जाता है। ब्लोअर रोटर में एक शाफ्ट 2 होता है, जिसके अंत में प्ररित करनेवाला 1 एक कुंजी पर लगा होता है। एक फेयरिंग नट 9 को शाफ्ट के थ्रेडेड सिरे पर स्क्रू किया जाता है। सुपरचार्जर बेयरिंग हाउसिंग को विभाजन 7 द्वारा दो गुहाओं में विभाजित किया जाता है - गैस्ड और क्लीन ऑयल। प्रत्येक गुहा का अपना नाली पाइप होता है। प्ररित करनेवाला के करीब स्थित थ्रस्ट डिस्क 4 में सीलिंग विभाजन 7 के लिए कुंडलाकार प्रोट्रूशियंस हैं। रोटर अक्षीय शिफ्ट रिले 5 को आपातकालीन रोटर शिफ्ट के मामले में यूनिट को रोकने के लिए एक आवेग देने के लिए असर आवास के अंदर स्थापित किया गया है। प्रतिरोध थर्मामीटर 3 असर आवास 6 के कवर पर स्थापित होते हैं, जो असर वाले गोले या थ्रस्ट पैड के तापमान में आपातकालीन वृद्धि की स्थिति में इकाई को रोकने के लिए आवेग देते हैं। ब्लोअर रोटर को सपोर्ट 8 और सपोर्ट-थ्रस्ट 6 प्लेन बियरिंग्स पर लगाया गया है।

चावल। 7.2 केन्द्रापसारक ब्लोअर 280 - 11 - 1 (2)।

370 और 520 प्रकार के NZL ब्लोअर का व्यापक रूप से गैस पाइपलाइनों में उपयोग किया जाता है, जो गैस टरबाइन इकाइयों GT-750-6 द्वारा क्रमशः 6000 kW की शक्ति और GTK-10-2 द्वारा 10000 kW की शक्ति के साथ पहले से ही एक स्पर्शरेखा गैस आपूर्ति के साथ संचालित होता है।

सुपरचार्जर 520-11-1 का सामान्य दृश्य चित्र में दिखाया गया है। 7.3। सुपरचार्जर आवास में एक ऊर्ध्वाधर विभाजन, स्पर्शरेखा समाक्षीय इनलेट और आउटलेट पाइप हैं।

चावल। 7.3 आंशिक दबाव एकल-चरण केन्द्रापसारक सुपरचार्जर 520-11-1।

सुपरचार्जर में एक वेल्डेड-कास्ट बॉडी 4 बैरल के आकार का होता है। ब्लोअर हाउसिंग में एक वॉल्यूट 5 स्थापित है और एक विसारक 2 एकीकृत रूप से मिल्ड ब्लेड के साथ बोल्ट कनेक्शन के साथ तय किया गया है। घोंघा 5 को सुपरचार्जर हाउसिंग के कवर 6 के खिलाफ दबाया जाता है। वेल्डेड संरचना की एक विशेष साइट पर सुपरचार्जर आवास के ऊपरी भाग में एक तेल संचायक 1 स्थापित किया गया है।

सुपरचार्जर एक स्वतंत्र तेल सील प्रणाली से लैस है, जो गैस के तेल की मात्रा को काफी कम कर सकता है। ब्लोअर रोटर एक एकल वेल्डिंग इकाई बनाता है, जो एक क्षैतिज विभाजन होने के कारण भागों की सही सापेक्ष स्थिति की जांच करना अपेक्षाकृत आसान बनाता है।

एनजेडएल ने बाद में 10 मेगावाट की क्षमता वाली जीटीके-10 और 25 मेगावाट की क्षमता वाली जीएनटी-25 इकाइयों के लिए 235-21 और 650-21 प्रकार के पूर्ण दबाव वाले दो-चरण सुपरचार्जर विकसित किए।

दो चरणों वाला सुपरचार्जर एनजेडएल प्रकार 650-21 चित्र में दिखाया गया है। 7.4।

चावल। 7.4 टू-स्टेज सेंट्रीफ्यूगल सुपरचार्जर NZL टाइप 650-21।

1-युग्मन आधा, 2-प्ररित करनेवाला, 3-फलक विसारक, 4-शरीर, 5-टीम

चैम्बर, 6- कवर, 7- डमिस, 8- रोटर पैकेज, 9- थ्रस्ट बियरिंग कॉम्ब।

ब्लोअर 650-21 में स्पर्शरेखा समाक्षीय इनलेट और आउटलेट नोजल के साथ कम मिश्र धातु इस्पात से बना एक कास्ट हाउसिंग 4 है। शरीर में एक लंबवत स्लॉट होता है। सुपरचार्जर का प्रवाह भाग, रोटर के साथ, एक एकल विधानसभा इकाई के रूप में बनता है, जो परिचालन स्थितियों के तहत इसके प्रतिस्थापन की संभावना की अनुमति देता है। पहले और दूसरे संपीड़न चरणों के इम्पेलर्स 2 चौड़ाई में थोड़े भिन्न होते हैं, अन्यथा उनकी ज्यामिति समान होती है। वैनड डिफ्यूजर 3 और रिवर्स गाइड वैन वेल्डेड कंस्ट्रक्शन के हैं। एक संग्रह कक्ष 5 दूसरे चरण के विसारक के पीछे स्थित है। पावर टर्बाइन से बिजली गियर से ब्लोअर रोटर को प्रेषित की जाती है

बैरल के आकार के दांत के साथ कपलिंग 1। अक्षीय बल मुआवजा डमी 7 द्वारा किया जाता है। वेल्डेड सपोर्ट फ्रेम में फ्लोट चैंबर, सील स्टार्ट पंप, ऑयल लाइन आदि होते हैं।

Sverdlovsk Turbomotor Plant (TMZ) का पहला सुपरचार्जर 6000 kW की क्षमता वाली GT-6-750 गैस टरबाइन इकाई के लिए H-300-1.23 सुपरचार्जर था। H-300-1.23 सुपरचार्जर के आधार पर, 5.5 और 7.5 MPa के दबावों के लिए सुपरचार्जर की एक श्रृंखला विकसित और निर्मित की गई थी। 1.45-1.50 के संपीड़न अनुपात के साथ 7.5 एमपीए के दबाव के लिए जीटीएन -16 इकाई के लिए संयंत्र द्वारा 16 मेगावाट की क्षमता वाले रैखिक और बूस्टर सुपरचार्जर के कई संशोधनों का उत्पादन किया गया था।

वर्तमान में, देश की गैस पाइपलाइनें विदेशी उत्पादन सहित विभिन्न प्रकार के ब्लोअर संचालित करती हैं। कुछ प्रकार के केन्द्रापसारक सुपरचार्जर के लक्षण तालिका में दिए गए हैं। 7.1।

तालिका 7.1।

गैस परिवहन के लिए केन्द्रापसारक ब्लोअर के लक्षण।

7.2। केन्द्रापसारक ब्लोअर के लक्षण।

प्रत्येक प्रकार का सुपरचार्जर इसकी विशेषता से निर्धारित होता है, जो इसके पूर्ण पैमाने के परीक्षणों के दौरान बनाया गया है। सुपरचार्जर की विशेषताओं के तहत, यह संपीड़न अनुपात ई, पॉलीट्रोपिक दक्षता (एच पोल।) और विशिष्ट कम शक्ति (एन आई / आर इन) पीआर की निर्भरता को समझने के लिए प्रथागत है। कम वॉल्यूमेट्रिक गैस प्रवाह क्यू पीआर पर। इस तरह की विशेषताओं को गैस स्थिरांक आर पीआर के दिए गए मूल्य के लिए बनाया गया है।, कंप्रेसिबिलिटी गुणांक जेड पीआर।, पॉलीट्रोपिक इंडेक्स, सुपरचार्जर टी के इनलेट में स्वीकृत डिज़ाइन गैस तापमान, कम सापेक्ष गति में परिवर्तन की एक निश्चित सीमा में। सुपरचार्जर शाफ़्ट (n/n0) pr.

सुपरचार्जर प्रकार 370-18-1 की एक विशिष्ट विशेषता चित्र में दिखाई गई है। 7.5। अन्य प्रकार के सुपरचार्जर के लक्षण आंशिक-दबाव और पूर्ण-दबाव वाले सुपरचार्जर के समान हैं।

हाल के वर्षों में, केन्द्रापसारक ब्लोअर की विशेषताओं को अंजीर के रूप में प्रस्तुत किया गया है। 7.5 एकल निर्भरता एफ (क्यू), अंजीर के रूप में पुनर्निर्माण करना शुरू किया। 7.6। इस मामले में, निर्देशांक के चौराहे के बिंदु पर ग्राफ पर - संपीड़न की डिग्री () और वॉल्यूमेट्रिक गैस आपूर्ति (क्यू, एम 3 / मिनट।) कम पॉलीट्रोपिक दक्षता के संख्यात्मक मूल्य। सुपरचार्जर (), इसकी घटी हुई क्रांति () और ब्लोअर शाफ्ट पर कम आंतरिक शक्ति एक साथ तय होती है ()।

सुपरचार्जर की विशेषताओं के प्रतिनिधित्व के पहले रूप के अनुसार गैस मापदंडों की गणना के लिए गणना संबंध (7.1-7.4) इसके मापदंडों के प्रतिबिंब के दूसरे रूप के लिए स्वाभाविक रूप से मान्य हैं।

सुपरचार्जर की विशेषताओं का उपयोग निम्नानुसार करें। इन स्थितियों के लिए मूल्यों R, z, T B , n के वास्तविक मूल्यों को जानने के बाद, अनुपात 7.1 सुपरचार्जर (n / n 0) pr की कम सापेक्ष गति को निर्धारित करता है। संपीड़न की ज्ञात डिग्री के अनुसार, सुपरचार्जर (चित्र। 7.1) की विशेषताओं का उपयोग करते हुए, गैस वॉल्यूम प्रवाह क्यू 0 पाया जाता है, और कम गैस वॉल्यूम प्रवाह क्यू पीआर अनुपात 7.2 द्वारा निर्धारित किया जाता है। सुपरचार्जर (चित्र। 7.5) की संबंधित विशेषता घटता के अनुसार, पॉलीट्रोपिक दक्षता एच पोल। और सुपरचार्जर की कम आंतरिक शक्ति (N i / r B) आदि। :

(7.1)

क्यू पीआर \u003d क्यू 0 (7.2)

जहाँ n 0 और n क्रमशः पावर शाफ्ट की नाममात्र और वर्तमान गति हैं; क्यू उदा. - सुपरचार्जर का घटा हुआ वॉल्यूमेट्रिक प्रदर्शन।

सुपरचार्जर द्वारा उपभोग की जाने वाली आंतरिक शक्ति अनुपात द्वारा निर्धारित की जाती है:

एन आई = (7.3)

अनुपात 7.1-7.3 में, सूचकांक "0" सुपरचार्जर के नाममात्र संचालन मोड को चिह्नित करता है; सूचकांक "सी" - सुपरचार्जर के इनलेट पर गैस के मापदंडों को चिह्नित करता है। ब्लोअर आर इन, किग्रा / एम 3 में इनलेट पर गैस घनत्व अनुपात द्वारा निर्धारित किया जाता है:

जहां р в, Т В हैं, क्रमशः सुपरचार्जर (р в, MPa) के इनलेट पर गैस का पूर्ण दबाव और सक्शन लाइन, K पर गैस का पूर्ण तापमान।

पावर टरबाइन क्लच, kW पर प्रभावी (वास्तविक) शक्ति; एन ई \u003d एन आई + एन मेच। , जहां एन मेच। - यांत्रिक नुकसान; गैस टरबाइन ड्राइव N mech के लिए। = 100 किलोवाट।

सुपरचार्जर के लिए अनुमानित ऑपरेटिंग गैस प्रवाह दर Q pr. इसकी विशेषता पर प्रवाह दर के चरम बाएं मूल्यों से लगभग 10-12% अधिक होना चाहिए, गैस प्रवाह के स्टाल की शुरुआत के लिए शर्तों के अनुरूप सुपरचार्जर (बढ़ता क्षेत्र)। अंजीर पर। 7.5 यह मोड लगभग 360 मीटर 3 / मिनट के स्तर पर गैस आपूर्ति से मेल खाता है।

चावल। 7.5। सुपरचार्जर 370-18-1 की दी गई विशेषताएं

टी पीआर पर = 288 कश्मीर; जेड पीआर = 0.9; आर पीआर \u003d 490 जे / (किलोके)।

गैस टरबाइन ड्राइव के संचालन के दौरान विश्वसनीय दी गई विशेषताओं की उपस्थिति रखरखाव कर्मियों को ऑपरेटिंग इकाइयों की विशेषताओं को निर्धारित करने और विशिष्ट परिस्थितियों के आधार पर उनके संचालन का सर्वोत्तम तरीका चुनने की अनुमति देती है।

दुर्भाग्य से, चित्र 7.5 में प्रस्तुत विशेषताएँ। और अंजीर। परिचालन स्थितियों में 7.6 हमेशा पर्याप्त विश्वसनीय नहीं होते हैं। एक ही प्रकार के सुपरचार्जर की विशेषताएँ हमेशा एक दूसरे के समान नहीं होती हैं। इसके अलावा, ऑपरेटिंग परिस्थितियों में, सुपरचार्जर के प्रवाह वाले हिस्से के एक निश्चित पहनने के कारण, इन विशेषताओं को एक दूसरे के सापेक्ष एक डिग्री या दूसरे में स्थानांतरित कर दिया जाता है। सबसे बड़ी हद तक, जैसा कि ऑपरेशन के अनुभव से पता चलता है, कम गैस प्रवाह दर में ब्लोअर दक्षता की निर्भरता की विशेषता, जो स्वाभाविक रूप से गणना में कुछ अशुद्धियों का कारण बनती है।

इस मामले में, कुछ मामलों में, पासपोर्ट से प्राप्त डिज़ाइन विशेषताओं का उपयोग करने की सलाह दी जाती है, उदाहरण के लिए, सुपरचार्जर की पॉलीट्रोपिक दक्षता निर्धारित करने के लिए।

इन डिज़ाइन विशेषताओं का निर्धारण करते समय, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि प्राकृतिक गैस के राज्य कार्य, विशेष रूप से, तापीय धारिता, एक आदर्श गैस के विपरीत, तापमान और दबाव जैसे दो मापदंडों के आधार पर निर्धारित किए जाते हैं: h = f (P) , टी)।

फिर, इस फ़ंक्शन का कुल अंतर h आंशिक डेरिवेटिव का योग है, अर्थात:

डीएच = (ए)

एच = इडेम के लिए अभिव्यक्ति (ए) को ध्यान में रखते हुए, कुल अंतर डीपी और डीटी के संकेतों को आंशिक डेरिवेटिव के संकेतों के साथ बदलना आवश्यक है

(वी)

जहां से यह तुरंत अनुसरण करता है:

(जी)

(इ)

जहां सी पी स्थिर दबाव पर गैस की वास्तविक ताप क्षमता है, जिसे तापमान के संबंध में एन्थैल्पी के आंशिक व्युत्पन्न के रूप में परिभाषित किया गया है; D h isenthalpy प्रक्रिया में जूल-थॉमसन गुणांक है, जो दबाव, K/Pa के संबंध में तापमान में परिवर्तन की विशेषता है।

संबंध (ए) को ध्यान में रखते हुए, एन्थैल्पी (संपीड़न विशिष्ट कार्य) में परिवर्तन का अभिन्न मूल्य संबंध द्वारा निर्धारित किया जाएगा:

कम गैस थैलेपी अंतर (या सुपरचार्जर का वास्तविक कम विशिष्ट कार्य):

(7.5क)

कम विशिष्ट संभावित कार्य (प्रतिवर्ती संपीड़न प्रक्रिया का विशिष्ट कार्य):

समीकरणों (7.5) और (7.6) की तुलना से, सुपरचार्जर की पॉलीट्रोपिक दक्षता उसके संचालन की वास्तविक स्थितियों में निर्धारित होती है:

जहां, क्रमशः, सुपरचार्जर के माध्यम से गैस का तापमान और दबाव अंतर; c pm प्राकृतिक गैस की ऊष्मा क्षमता है; D h जूल-थॉमसन गुणांक, K/Pa है।

यह ध्यान में रखते हुए कि प्राकृतिक गैस का मुख्य घटक मीथेन है, जिसका प्रतिशत 90-94% के स्तर पर है, इंजीनियरिंग गणना में, बड़ी त्रुटि के बिना गैस की ताप क्षमता और जूल-थॉमसन गुणांक का निर्धारण मीथेन की विशेषताओं से निर्धारित किया जा सकता है (चित्र 7.7; 7.8)।

चावल। 7.7 गैस के दबाव और तापमान पर मीथेन की ताप क्षमता (सी पी) की निर्भरता।

चावल। 7.8 जौड-थॉमसन गुणांक की दबाव निर्भरता

और गैस का तापमान।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि केन्द्रापसारक गैस ब्लोअर के साथ-साथ अक्षीय कंप्रेशर्स के लिए, वृद्धि के समान घटना निहित है।

एक केन्द्रापसारक सुपरचार्जर की वृद्धि एक अक्षीय कंप्रेसर की वृद्धि के समान बाहरी संकेतों के साथ होती है: चबूतरे, सुपरचार्जर का मजबूत कंपन, आवधिक झटके, गति में उतार-चढ़ाव और गैस टर्बाइन का तापमान, आदि।

सुपरचार्जर में वृद्धि के कारण हैं: गैस पाइपलाइन में दबाव में उतार-चढ़ाव, सुपरचार्जर पाइपिंग में वाल्वों की गलत या असामयिक पुनर्व्यवस्था, अनुमेय स्तर से नीचे सुपरचार्जर की गति में कमी, सुपरचार्जर सुरक्षात्मक ग्रिल और इसकी आइसिंग पर विदेशी वस्तुएं प्राप्त करना, वगैरह।

वर्तमान में, बहुत सारे एंटी-सर्ज ऑटोमैटिक सिस्टम हैं जो ब्लोअर को सर्ज ज़ोन में प्रवेश करने से रोकते हैं और ऑपरेटिंग पॉइंट के दृष्टिकोण को सर्ज सीमा तक संकेत देते हैं। सबसे आम प्रणालियां सुपरचार्जर द्वारा बनाए गए दबाव के साथ गैस प्रवाह दर की तुलना पर आधारित होती हैं, जिसके बाद बाईपास वाल्व पर प्रभाव पड़ता है। एक विशेष नियामक, सर्ज सीमा से ऑपरेटिंग बिंदु की दूरी की गणना, बाईपास वाल्व पर कार्य करता है और ब्लोअर आउटलेट से इनलेट तक गैस के हिस्से को बायपास करता है, जो ब्लोअर ऑपरेशन मोड की स्थिरता सुनिश्चित करता है।

सर्ज लिमिटेशन लाइनों के साथ एक सुपरचार्जर की प्रमुख विशेषता चित्र में दिखाई गई है। 7.9। यह एंटी-सर्ज प्रोटेक्शन सिस्टम सर्ज बाउंड्री लाइन (चित्र 7.9, लाइन 111) से सही क्षेत्र में सुपरचार्जर ऑपरेटिंग पॉइंट की स्थिति सुनिश्चित करता है। यह न्यूनतम प्रवाह दर बनाए रखने के लिए आवश्यक राशि से बाईपास (एंटी-सर्ज) वाल्व खोलकर प्राप्त किया जाता है। वाल्व के खुलने के अनुरूप ब्लोअर कर्व पर बिंदु सर्ज कंट्रोल लाइन (चित्र 7.9, लाइन 1) है। नियंत्रण रेखा और वृद्धि सीमा रेखा के बीच की दूरी सुरक्षा सीमा या वृद्धि नियंत्रण क्षेत्र (छायांकित क्षेत्र) को परिभाषित करती है। सर्ज कंट्रोल जोन में ऑपरेटिंग पॉइंट के आने से बाइपास वॉल्व का ओपनिंग बढ़ जाता है। वृद्धि नियंत्रण क्षेत्र में दो नियंत्रण क्षेत्र होते हैं: लाइन 1 और 11 के बीच का नियंत्रण क्षेत्र गैस प्रवाह में छोटी गड़बड़ी से मेल खाता है; लाइन 11 और 111 के बीच विनियमन क्षेत्र गैस प्रवाह में बड़ी गड़बड़ी से मेल खाता है।

चावल। 7.9 सीमा रेखाओं के साथ एक सुपरचार्जर की मौलिक विशेषताएँ

मैं तुम्हारी मदद करूंगा।

क्यू - अनुमापी गैस प्रवाह; सापेक्ष दबाव; 1 - सुपरचार्जर का सामान्य ऑपरेशन मोड; 1 1 - बायपास वाल्व खोलने के बाद सुपरचार्जर ऑपरेशन मोड; 1 11 - बाईपास वाल्व का पूर्ण उद्घाटन; 1 111 - मामूली गड़बड़ी के साथ सुपरचार्जर ऑपरेशन मोड;

1 - वृद्धि नियंत्रण रेखा; 11 - बड़ी गड़बड़ी की सीमा रेखा; 111 - सर्ज सीमा रेखा; 1U - ताली की संख्या को सीमित करने वाली रेखा।

7.3। सुपरचार्जर की पॉलीट्रोपिक दक्षता।

गैस टरबाइन चक्रों की थर्मोडायनामिक गणना के मूल सिद्धांतों पर विचार करते समय और अक्षीय कंप्रेसर () के लिए संपीड़न दबाव के अनुपात के एक समारोह के रूप में उनकी दक्षता और विशिष्ट कार्य में परिवर्तन की प्रकृति का निर्धारण करते हुए, हम कड़ाई से नहीं बोल सकते हैं, रिश्तेदार पर विचार करें मूल्यों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए काफी वास्तविक के रूप में गणना के लिए अपनाए गए अक्षीय कंप्रेसर और गैस टरबाइन की दक्षता के मूल्य (), क्योंकि वास्तव में () के मान भी () के आधार पर बदलते हैं। तो, एक अक्षीय कंप्रेसर के मामले में, इसके प्रवाह पथ की दक्षता इसके व्यक्तिगत चरण की दक्षता से कम होती है, और एक मल्टीस्टेज टरबाइन की दक्षता एकल चरण की दक्षता से अधिक होती है।

कंप्रेशर चरण में तापमान में वृद्धि (एडियाबेटिक अंतर की तुलना में) अगले चरण में, एक स्थिर दबाव अनुपात पर, पूरे संपीड़न प्रक्रिया को एक के बराबर दक्षता के साथ करने के लिए आवश्यक उच्च तापमान वृद्धि का कारण बनता है। एकल मंच; इसके विपरीत, यदि दूसरा चरण पहले चरण के समान तापमान वृद्धि का अनुभव करता है, तो समग्र दबाव अनुपात उसी दक्षता के साथ एकल चरण में प्राप्त किए जा सकने वाले अनुपात से कम होगा। एक टरबाइन चरण में, इसके विपरीत, बरामद गर्मी का उपयोग अगले चरण में किया जा सकता है, ताकि आइसेंट्रोपिक गर्मी के अंतर का योग कुल आइसेंट्रोपिक गर्मी के अंतर से अधिक हो। इसलिए, टरबाइन प्रवाह पथ की समग्र आइसेंट्रोपिक दक्षता एक व्यक्तिगत चरण की दक्षता से अधिक है।

पुनर्प्राप्त गर्मी का प्रभाव कंप्रेसर या टरबाइन चरणों की संख्या के साथ बढ़ता है और टी-एस आरेख में आइसोबार के विचलन के रूप में प्रकट होता है।

यदि, दूसरी ओर, कंप्रेसर में समग्र दबाव अनुपात को अपरिवर्तित माना जाता है और दक्षता इनलेट से आउटलेट फ्लैंगेस तक कुल दबाव अनुपात द्वारा निर्धारित की जाती है, तो चरणों की संख्या में कमी से कमी आएगी नोजल में नुकसान के सापेक्ष प्रभाव में वृद्धि के कारण दक्षता।

द्वारालीटर ऑप्टिकल दक्षतासंपीड़न या विस्तार के एक असीम रूप से छोटे चरण की दक्षता के रूप में देखा जा सकता है; इसलिए, इस प्रतिनिधित्व के आधार पर समग्र दक्षता वास्तविक मशीन के चरणों की संख्या पर निर्भर नहीं करती है, बल्कि केवल संपीड़न दबावों () के अनुपात पर निर्भर करती है। इसलिए, केन्द्रापसारक सुपरचार्जर में संपीड़न प्रक्रिया की पूर्णता का मूल्यांकन करने के लिए अक्सर पॉलीट्रोपिक दक्षता का उपयोग किया जाता है।

चित्र 7. 10 ए और बी पॉलीट्रॉपिक दक्षता की परिभाषा समझाते हैं, ()। एक अत्यल्प दाब परिवर्तन (dp) रुद्धोष्म (dT 1) और वास्तविक (dT) तापमान परिवर्तन के संगत होता है।

प्रक्रिया के पॉलीट्रोपिक और सामान्य एडियाबेटिक दक्षता के बीच संबंध समीकरणों (7.15) और (7.16) की तुलना से होता है।

एक पॉलीट्रॉपिक प्रक्रिया के लिए, समीकरण (7.16) के अनुसार, हमारे पास है:

(7.17)

रुद्धोष्म संपीड़न प्रक्रिया के मामले में, हमारे पास है।

सुपरचार्जर SCH 235-1,4/76-16/5300 AL 31 को मुख्य गैस पाइपलाइनों के कंप्रेसर स्टेशनों पर प्राकृतिक गैस संपीड़न के लिए डिज़ाइन किया गया है। संपीड़न अनुपात - 1.45। सुपरचार्जर में एक सिलेंडर (बॉडी) और एक सुपरचार्जर पैकेज होता है। सुपरचार्जर सिलेंडर कास्ट स्टील से बना है, क्षैतिज विभाजन नहीं है, इनलेट और आउटलेट पाइप सिलेंडर के साथ एक टुकड़े में बने होते हैं और गैस पाइपलाइन के कनेक्शन के लिए डीएन 680 के साथ वेल्डेड फ्लैंगेस होते हैं। सुपरचार्जर पैकेज "कवर पर पैकेज" योजना के अनुसार बनाया गया है और इसमें एक रोटर, एक सक्शन डायाफ्राम, एक मध्य भाग, एक डिस्चार्ज भाग, लेबिरिंथ सील, मैकेनिकल सील और थ्रस्ट बियरिंग, एक थ्रस्ट लाइनर, एक लाइनर और शामिल हैं। एक पेंच पंप। निर्वहन भाग जाली स्टील से बना है और अक्षीय तापमान विकृतियों की भरपाई करने के लिए एक लोचदार डायाफ्राम है और पैकेज भागों को संपीड़ित करने वाली ताकतें बनाता है। डिस्चार्ज वाला हिस्सा उसी समय सिलेंडर का कवर होता है। मध्य भाग एक वेल्डेड-कास्ट स्टील तत्व है जिसमें क्षैतिज विभाजन नहीं होता है। उच्च परिशुद्धता के साथ बनाए गए पैकेज के चरम हिस्सों पर उभरे हुए बेल्ट की मदद से पैकेज भागों का केंद्रीकरण किया जाता है। पैकेज भागों को फास्टनरों द्वारा ऊर्ध्वाधर कनेक्टर्स के साथ जोड़ा जाता है। बीयरिंगों को छोड़कर पैकेज में शामिल सभी तत्वों में क्षैतिज कनेक्टर नहीं होते हैं, जिससे बैठने की सतहों के निर्माण की सटीकता में वृद्धि करना और धौंकनी के संचालन के दौरान गैस रिसाव को कम करना संभव हो जाता है। भूलभुलैया मुहरों द्वारा गैस रिसाव को रोका जाता है। उनमें पीतल के कंघों के साथ क्लिप शामिल हैं। सुपरचार्जर एक मानक डिजाइन के शाफ्ट एंड सील की एक प्रणाली का उपयोग करता है, जिसमें मैकेनिकल सील और फुल प्रेशर थ्रस्ट बियरिंग्स शामिल हैं। ब्लोअर रोटर ब्लोअर ड्राइव से एक लोचदार युग्मन के माध्यम से जुड़ा होता है जिसे स्नेहन की आवश्यकता नहीं होती है। तेल को कैविटी में प्रवेश करने से रोकने के लिए जिसमें क्लच घूमता है, और बाद वाले को ठंडा करने के लिए ट्रांसमिशन ड्राइव ब्लोइंग सिस्टम से क्लच केसिंग में हवा की आपूर्ति की जाती है। प्रत्येक प्रकार के सुपरचार्जर की विशेषता इसकी विशेषता (चित्र 1.9) है, जो इसके पूर्ण पैमाने के परीक्षणों के दौरान बनाई गई है। ब्लोअर की विशेषता के तहत, वॉल्यूमेट्रिक गैस प्रवाह क्यू पर संपीड़न अनुपात, पॉलीट्रोपिक दक्षता () और पावर एन की निर्भरता को समझने के लिए प्रथागत है। इस तरह की विशेषताओं को गैस निरंतर आर जेड, एडियाबेटिक इंडेक्स के दिए गए मूल्य के लिए बनाया गया है। k, स्वीकृत डिज़ाइन गैस तापमान इनलेट पर ब्लोअर T n में स्वीकृत रेंज में कम सापेक्ष गति में परिवर्तन होता है।

चित्र 1.8 - सुपरचार्जर SCH 235-1.4 / 76-16 / 5300 AL 31

1 - रोटर; 2 - बीयरिंग; 3 - यांत्रिक मुहर; 4 - भूलभुलैया सील; 5 - विसारक; 6 - रिवर्स गाइड वेन

चित्र 1.9 - सुपरचार्जर SCH 235-1.4 / 76-16 / 5300 AL 31 की गैस-गतिशील विशेषताएँ

क्यू-उत्पादकता बड़ा है; ?-प्रेशर अनुपात; एस-पॉलीट्रोपिक दक्षता;

एन-बिजली की खपत।

प्रारंभिक शर्तें: टी एन \u003d 288 डिग्री के; पी के \u003d 7.45 एमपीए; आरजेड = 454.6 जे / किग्रा के; के = 1.312;

रोटर गति एन, न्यूनतम: 1-5565; 2-5300; 3-5000; 4-4600; 5-4200; 6-3700

सुपरचार्जर 235-21-1 के मुख्य पैरामीटर तालिका 1.11 में दिए गए हैं।

तालिका 1.11 - सुपरचार्जर SCH 235-1.4 / 76-16 / 5300 AL 31 के मुख्य पैरामीटर