Các đặc tính đã cho của bộ tăng áp 235 24 1. Nội dung công trình khoa học đề tài “Đặc tính tương thích của bộ tăng áp khí ly tâm tiết kiệm năng lượng”

Đại học Nghiên cứu Quốc gia Kazan được đặt theo tên của S.M. Kirov
Khoa Cơ học
Khoa KTU
Đồ án tốt nghiệp: “Hiện đại hóa bộ tăng áp TsN-235-21-1”
Kazan 2013

Tác phẩm đủ điều kiện cuối cùng (GQR) được trình bày dưới dạng ghi chú giải thích và tài liệu đồ họa. Phần giải thích gồm 139 trang văn bản, bao gồm 30 hình, 26 bảng, danh sách tài liệu tham khảo và phụ lục. Phần đồ họa được làm trên 12 tờ khổ A1.

Các vấn đề chính được đề cập trong công việc này là:
Hiện đại hóa bộ tăng áp ly tâm 235-21-1 GPA-10-01, thay thế phốt cơ khí dầu bằng phốt động lực khí khô và thay thế lớp lót hỗ trợ bằng vòng bi hỗ trợ bằng lớp lót tự điều chỉnh.

Tính toán động lực khí và cường độ đã được thực hiện. Các vấn đề về tính khả thi về mặt kinh tế của dự án, các vấn đề về điều tiết và bảo vệ tự động đều được xem xét. Công trình cũng đề cập đầy đủ các vấn đề về bảo hộ lao động và bảo vệ môi trường.

Đặc tính kỹ thuật Bộ tăng áp NTs235-21-1
1.Thành phần khí theo GOST 23194-83
2.Áp suất ban đầu, MPa 5,17
3. Áp suất cuối cùng, MPa 7,45
4. Nhiệt độ ban đầu, K 288
5. Nhiệt độ cuối cùng, K 318,74
6.Hiệu suất, m/phút 248,4
7. Công suất bên trong, kW 9834
8. Tốc độ quay, vòng/phút 4800

Trong công việc vòng loại cuối cùng, bộ tăng áp ly tâm đã được hiện đại hóa. Tính toán các thành phần, bộ phận chính đã được thực hiện:
1 Tính toán nhiệt động lực học;
2 Tính lực dọc trục;
3 Tính toán các tần số tới hạn của rôto;
4 Tính toán độ bền của đĩa cánh quạt;
5 Tính toán phốt trục cơ khí;
6 Tính toán gối chặn;

Mục đích của việc hiện đại hóa là thay thế các phốt cơ khí dầu bằng phốt động lực khí khô và thay thế các ống lót hỗ trợ bằng các ổ trục đỡ bằng các miếng đệm tự căn chỉnh. Việc sử dụng phớt thủy lực khí khô giúp loại bỏ hệ thống phớt thủy lực phức tạp, không đáng tin cậy, nguy hiểm cháy nổ, giảm đáng kể tổn thất điện năng do ma sát, loại bỏ ô nhiễm khí với dầu và ngăn ngừa thất thoát dầu trước đây đã bị cuốn đi cùng với khí đốt.
Vòng bi có miếng đệm tự điều chỉnh, được lắp thay vì vòng bi hình trụ, có khả năng chống rung và đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của bộ tăng áp.
Các phần sau đã được thực hiện: kinh tế, tự động hóa, an toàn, công nghệ.

Hợp chất: Ghi chú giải thích. Phần đồ họa: TsK 905.00.00.000 SB – Supercharger NTs 235-21-1 (A1x3); TsK 905.12.00.000 SB – Rotor (A2x5); TsK 905.12.02.000 SB – Bánh xe làm việc 2 tầng (A2x5); TsK 905.10.00.000 SB – Phốt cuối (A1); TsK 905.13.00.000 SB – Vòng bi đỡ (A1) TsK 905.12.02.000 – Mech. gia công trục để lắp đặt SGU (A2); TsK 905.20.00.001 – Phốt mê cung (A2); Đề án: TsK 810.00.00.000 A1 – Sơ đồ tự động hóa chức năng (A1); TsK 810.00.00.000 TS – Sơ đồ công nghệ (A1);

Phần mềm: KOMPAS-3D v9

Tạo cho
nén và
vận tải
khí tự nhiên bằng
đường chính
đường ống dẫn khí đốt. Công việc
có thể theo sơ đồ
một bộ tăng áp
hoặc song song
một số
giống hệt nhau
bộ tăng áp.

Máy thổi ly tâm N-235-21-1

Máy thổi ly tâm N-235-21-1

Đặc điểm của CBN

Ngân hàng Trung ương bao gồm:

Công việc của Ngân hàng Trung ương.

Ắc quy thủy lực

Máy thổi khí tự nhiên thường được gọi là máy nén khí có cánh có tỷ số áp suất nén trên 1,1 và không có thiết bị đặc biệt để làm mát khí trong quá trình nén. Tất cả các máy thổi khí tự nhiên thường được chia thành hai loại: áp suất một phần (một giai đoạn) và áp suất toàn phần.

Loại đầu tiên, có tỷ số nén trong một bộ tăng áp là 1,25-1,27, được sử dụng trong cái gọi là sơ đồ nén khí tuần tự tại trạm máy nén, khi quá trình nén khí tại trạm được thực hiện tuần tự thành hai đơn vị; thứ hai - áp suất đầy đủ, có tỷ số nén 1,45-1,51, được sử dụng trong hoạt động song song của các thiết bị được lắp đặt tại trạm (tức là mạch đường ống đa dạng của trạm máy nén).

Kích thước hình học của bộ tăng áp được xác định bởi lưu lượng thể tích của nó. Liên quan đến đường ống dẫn khí, có sự phân biệt giữa thể tích Q, m3 /phút và khối lượng G, kg/h. và cung cấp khí thương mại Q tới, triệu nm 3 /ngày. Việc chuyển đổi đại lượng này sang đại lượng khác được thực hiện bằng phương trình Clapeyron đã hiệu chỉnh cho độ nén khí z, pv = zRT. Khi sử dụng nguồn cung cấp khí khối lượng G kg, phương trình Clapeyron-Mendeleev cũng được sử dụng bằng cách sử dụng hiệu chỉnh độ nén khí z, pQ = GzRT, trong đó Q là nguồn cung cấp khí thể tích, G là nguồn cung cấp khối lượng đặc trưng cho lượng khí chảy trên một đơn vị thời gian đi qua mặt cắt ngang của ống hút.

Nguồn cung cấp khí thương mại Qk được xác định bằng các thông số trạng thái của nó trong đường ống hút, giảm về điều kiện vật lý bình thường (t = 20 0 C; p = 0,101 MPa). Để xác định nguồn cung thương mại, phương trình Clapeyron được sử dụng cho các điều kiện “tiêu chuẩn”: р 0 v 0 = RT 0 ; Q k = G/r 0 ; r 0 = p 0 /RT 0 .

Khi xem xét các đặc điểm thiết kế của hai hoặc nhiều bộ tăng áp ly tâm theo giai đoạn, hai giai đoạn khác nhau đáng kể được phân biệt: giai đoạn trung gian và giai đoạn cuối (Hình 7.1). Giai đoạn trung gian (Hình 7.1, a) là sự kết hợp giữa cánh quạt, bộ khuếch tán và cánh dẫn hướng hồi lưu, chỉ được sử dụng trong các bộ tăng áp hai hoặc nhiều giai đoạn để tạo ra dòng khí đồng đều ở đầu vào giai đoạn tiếp theo sau khi thoát khỏi giai đoạn trước. một; giai đoạn cuối (Hình 7.1, b) - sự kết hợp giữa cánh quạt, bộ khuếch tán và buồng xả hoặc cuộn. Bộ khuếch tán cùng với buồng xả thường được gọi là thiết bị thoát.

Cơm. 7.1 Sơ đồ tầng siêu tăng áp ly tâm

a – giai đoạn trung gian, b – giai đoạn cuối: 1 – cánh quạt, 2 – bộ khuếch tán,

3 – cánh dẫn hướng đảo ngược, 4 – buồng thu.

Bánh công tác trong bộ tăng áp ly tâm là bộ phận thiết kế quan trọng nhất, trong đó công cơ học của tuabin điện tua bin khí được chuyển thành năng lượng của dòng khí tự nhiên khi áp suất của nó tăng lên. Trong một số trường hợp, cánh quạt được chế tạo bằng các lưỡi dao được phay từ thân đĩa bánh xe chính hoặc được hàn vào đĩa chính; đĩa phủ được cố định bằng đinh tán hoặc hàn.

Bộ khuếch tán là bộ phận quan trọng nhất của thiết bị đầu ra, nơi động năng của dòng khí sau cánh quạt được chuyển thành năng lượng áp suất tiềm năng. Đồng thời, bộ khuếch tán đảm bảo tính đồng nhất tương đối của dòng chảy về cường độ và hướng tốc độ, giảm ở một mức độ nhất định độ xoáy của dòng sau khi rời khỏi bánh công tác.

Các đường ống dẫn khí đốt của đất nước hiện đang sử dụng máy bơm khí được sản xuất bởi nhiều nhà máy và công ty khác nhau, bao gồm cả các công ty nước ngoài: Nhà máy chế tạo máy Nevsky (NZL), Nhà máy động cơ tua bin Sverdlovsk (TMZ), Hiệp hội sản xuất chế tạo máy Sumy (MPO), Ural và Perm OJSC , các công ty nước ngoài: Cooper - Bessemer, Nuovo - Pignoni, v.v.

Một trong những bộ siêu tăng áp đầu tiên có dạng khí cổ điển ở đầu vào là bộ siêu tăng áp loại 280, được phát triển bởi nhà máy NZL, được dẫn động bởi động cơ điện loại STD - 4000 thông qua hộp số tăng áp, từ bộ tuabin khí GT - 700 -5 với công suất 4000 kW với tần số rôto danh định là 7950 vòng / phút. (Hình 7.2). Các bộ tăng áp như vậy có thể hoạt động với các rôto có đường kính 564, 590, 600 và 620 mm với nhiều sửa đổi khác nhau, tùy thuộc vào lưu lượng và tỷ số nén của máy nén.

Bộ tăng áp bao gồm vỏ 1, vỏ ổ trục 11, rôto 111, ống hút và ống xả. Vỏ bộ tăng áp là một ống thép xoắn ốc được hàn từ hai nửa bằng một đầu nối thẳng đứng. Rôto bộ tăng áp bao gồm trục 2, ở đầu của cánh quạt 1 được gắn trên một phím. Đai ốc fairing 9 được vặn vào đầu ren của trục, vỏ ổ trục siêu nạp được vách ngăn 7 chia thành hai khoang - chứa khí và dầu sạch. Mỗi khoang có đường ống riêng để thoát nước. Đĩa đẩy 4, nằm gần bánh công tác hơn, có các phần nhô ra hình khuyên để bịt kín vách ngăn 7. Rơle dịch chuyển rôto hướng trục 5 được lắp bên trong vỏ ổ trục để cung cấp xung lực để dừng thiết bị trong trường hợp dịch chuyển rôto khẩn cấp. Nhiệt kế điện trở 3 được lắp trên nắp vỏ ổ trục 6, cung cấp các xung lực để dừng thiết bị trong trường hợp nhiệt độ của ống lót ổ trục hoặc miếng đệm lực đẩy tăng khẩn cấp. Rôto bộ tăng áp được gắn trên giá đỡ 8 và ổ đỡ lực đẩy 6.

Cơm. 7.2 Máy thổi ly tâm 280 – 11 – 1 (2).

Bộ tăng áp NZL loại 370 và 520, được dẫn động lần lượt bởi các tổ máy tuabin khí GT-750-6 với công suất 6000 kW và GTK-10-2 với công suất 10000 kW với nguồn cung cấp khí tiếp tuyến, đã trở nên phổ biến trên các đường ống dẫn khí.

Hình ảnh tổng quát về bộ tăng áp 520-11-1 được thể hiện trên Hình. 7.3. Vỏ bộ tăng áp có một đầu nối thẳng đứng và các ống đầu vào và đầu ra đồng trục tiếp tuyến.

Cơm. 7.3 Máy thổi ly tâm một tầng áp suất riêng phần 520-11-1.

Bộ tăng áp bao gồm thân hình thùng đúc hàn 4. Một ống xoắn 5 được lắp vào vỏ bộ tăng áp và bộ khuếch tán 2 với các lưỡi được mài chắc chắn được cố định bằng kết nối bắt vít. Vòng xoắn 5 được ép bởi nắp 6 của vỏ bộ tăng áp. Bộ tích dầu 1 được lắp đặt ở phần trên của vỏ bộ tăng áp trên một bệ đặc biệt của kết cấu hàn.

Bộ tăng áp được trang bị hệ thống phớt dầu độc lập, giúp giảm đáng kể lượng dầu bị ô nhiễm. Rôto bộ tăng áp tạo thành một bộ phận hàn duy nhất, có đầu nối nằm ngang, giúp việc kiểm tra vị trí tương đối chính xác của các bộ phận tương đối dễ dàng.

NZL sau đó đã phát triển các bộ siêu tăng áp hai giai đoạn áp suất đầy đủ loại 235-21 và 650-21 cho các tổ máy GTK-10 có công suất 10 MW và GNT-25 có công suất 25 MW.

Bộ tăng áp hai giai đoạn NZL loại 650-21 được thể hiện trong hình. 7.4.

Cơm. 7.4 Bộ tăng áp ly tâm hai cấp NZL loại 650-21.

Khớp nối 1 nửa, 2 cánh, 3 cánh khuếch tán, 4 thân, 5 cụm

buồng, 6- nắp, 7- núm vú giả, 8- gói rôto, 9- gờ chịu lực.

Bộ tăng áp 650-21 có vỏ đúc 4, được làm bằng thép hợp kim thấp, với các ống đầu vào và đầu ra nằm tiếp tuyến đồng trục. Vỏ có một đầu nối dọc. Phần dòng chảy của bộ tăng áp cùng với rôto tạo thành một bộ phận lắp ráp duy nhất, cho phép khả năng thay thế toàn bộ trong điều kiện vận hành. Cánh quạt 2 của giai đoạn nén thứ nhất và thứ hai hơi khác nhau về chiều rộng, nhưng mặt khác hình dạng của chúng giống nhau. Cánh khuếch tán 3 và cánh dẫn hướng quay trở lại có kết cấu hàn. Phía sau bộ khuếch tán tầng 2 có buồng thu 5. Năng lượng từ tuabin điện được truyền tới rôto bộ tăng áp từ bánh răng

khớp nối 1 có răng hình thùng. Việc bù lực dọc trục được thực hiện bằng núm vú giả 7. Khung đỡ hàn chứa buồng phao, bơm khởi động phốt, đường dầu, v.v.

Bộ siêu tăng áp đầu tiên của Nhà máy động cơ Turbo Sverdlovsk (TMZ) là bộ siêu tăng áp N-300-1.23 cho tổ máy tuabin khí GT-6-750 có công suất 6000 kW. Dựa trên bộ siêu tăng áp N-300-1.23, một loạt bộ siêu tăng áp cho áp suất 5,5 và 7,5 MPa đã được phát triển và sản xuất. Một số sửa đổi của bộ tăng áp tuyến tính và bộ tăng áp tăng áp có công suất 16 MW đã được nhà máy sản xuất cho tổ máy GTN-16 ở áp suất 7,5 MPa với tỷ số nén 1,45-1,50.

Hiện nay, nhiều loại máy tăng áp, kể cả của nước ngoài, được sử dụng trên các đường ống dẫn khí đốt trong nước. Đặc tính của một số loại máy tăng áp ly tâm được cho trong bảng. 7.1.

Bảng 7.1.

Đặc điểm của máy thổi ly tâm để vận chuyển khí.

7.2. Đặc điểm của máy thổi ly tâm.

Mỗi loại bộ tăng áp được xác định bởi các đặc điểm riêng của nó, được chế tạo trong quá trình thử nghiệm toàn diện. Đặc tính của bộ tăng áp thường được hiểu là sự phụ thuộc của tỷ số nén e, hiệu suất đa hướng (h pos.) và công suất giảm riêng (N i/r in), v.v. vào lưu lượng khí thể tích Q giảm đi. đối với một giá trị nhất định của hằng số khí R, ví dụ: hệ số nén z, ví dụ, chỉ số đa hướng, nhiệt độ khí thiết kế được chấp nhận ở đầu vào bộ tăng áp T trong một phạm vi thay đổi nhất định về tốc độ tương đối giảm của trục bộ tăng áp (n/ n 0) ví dụ.

Đặc tính điển hình của bộ tăng áp loại 370-18-1 được thể hiện trong hình. 7.5. Đặc điểm của các loại bộ tăng áp khác là giống nhau đối với cả bộ tăng áp một phần áp suất và toàn áp suất.

Trong những năm gần đây, các đặc tính của bộ tăng áp ly tâm được trình bày ở dạng Hình 2. 7.5 bắt đầu được xây dựng lại dưới dạng một phụ thuộc duy nhất F(Q), Hình. 7.6. Trong trường hợp này, trên biểu đồ tại điểm giao nhau của tọa độ - tỷ số nén () và thể tích cung cấp khí (Q, m 3 /phút), các giá trị bằng số của hiệu suất đa hướng giảm của bộ tăng áp (), tốc độ giảm của nó () và công suất bên trong giảm trên trục bộ tăng áp được ghi đồng thời ().

Mối quan hệ tính toán (7.1-7.4) để tính toán các thông số khí sử dụng dạng thứ nhất biểu diễn các đặc tính của bộ tăng áp đương nhiên có giá trị đối với dạng thứ hai biểu thị các thông số của nó.

Sử dụng các đặc tính của bộ tăng áp như sau. Biết giá trị thực tế của các đại lượng R, z, T B, n đối với các điều kiện này, tốc độ tương đối giảm đi của bộ tăng áp (n/n 0)pr được xác định bằng hệ thức 7.1. Sử dụng mức độ nén đã biết bằng cách sử dụng các đặc tính của bộ tăng áp (Hình 7.1), tốc độ dòng khí thể tích Q 0 được tìm thấy và tốc độ dòng khí thể tích Q pr giảm được xác định bằng tỷ lệ 7.2. Theo các đường cong đặc tính tương ứng của bộ tăng áp (Hình 7.5) xác định được hiệu suất đa hướng h sàn. và giảm công suất bên trong của bộ tăng áp (N i /r B)pr. :

(7.1)

Q ví dụ = Q 0 (7.2)

trong đó n 0 và n lần lượt là tốc độ quay danh định và tốc độ hiện tại của trục động lực; Q pr – hiệu suất thể tích của bộ tăng áp giảm.

Công suất bên trong mà bộ tăng áp tiêu thụ được xác định theo quan hệ:

N tôi = (7.3)

Trong các tỷ số 7.1-7.3, chỉ số “0” biểu thị chế độ vận hành danh nghĩa của bộ tăng áp; Chỉ số “c” biểu thị các thông số của khí ở đầu vào bộ tăng áp. Mật độ khí ở đầu vào bộ tăng áp r in, kg/m 3 được xác định theo tỷ lệ:

trong đó рв, ТВ lần lượt là áp suất tuyệt đối của khí tại đầu vào bộ tăng áp (рв, MPa) và nhiệt độ tuyệt đối của khí tại đường hút, K.

Công suất hiệu dụng (thực tế) tại khớp nối tuabin điện, kW; N e = N i + N lông. , nơi N lông. - tổn thất cơ học; cho bộ truyền động tuabin khí N mech. = 100 kW.

Tốc độ dòng khí vận hành được tính toán Q pr. cho bộ tăng áp phải lớn hơn khoảng 10-12% so với tốc độ dòng ngoài cùng bên trái trên đặc tính của nó, tương ứng với các điều kiện bắt đầu gián đoạn dòng khí qua bộ tăng áp (vùng tăng áp). Trong bộ lễ phục. 7.5 chế độ này tương ứng với nguồn cung cấp khí ở mức xấp xỉ 360 m3/phút.

Cơm. 7.5. Các đặc tính nhất định của bộ tăng áp 370-18-1

tại Tpr = 288 K; z ví dụ = 0,9; Rpr. = 490 J/(kgK).

Sự hiện diện của các đặc tính nhất định đáng tin cậy trong quá trình vận hành bộ truyền động tuabin khí cho phép nhân viên bảo trì xác định các đặc tính của các bộ phận vận hành và chọn chế độ vận hành tốt nhất tùy thuộc vào các điều kiện cụ thể.

Thật không may, các đặc điểm được trình bày trong Hình 7.5. và hình. 7.6 trong điều kiện hoạt động không phải lúc nào cũng đủ tin cậy. Đặc điểm của cùng một loại máy tăng áp không phải lúc nào cũng giống nhau. Ngoài ra, trong các điều kiện vận hành, do đường dẫn dòng siêu tăng áp bị hao mòn nhất định, các đặc tính này sẽ thay đổi theo mức độ này hay mức độ khác so với nhau. Ở mức độ lớn nhất, như kinh nghiệm vận hành cho thấy, đặc điểm của sự phụ thuộc của hiệu suất bộ tăng áp vào sự thay đổi tốc độ dòng khí giảm, điều này đương nhiên gây ra những sai sót nhất định trong tính toán.

Trong trường hợp này, trong một số trường hợp, nên sử dụng các đặc tính được tính toán lấy từ các đặc tính hộ chiếu, chẳng hạn để xác định hiệu suất đa hướng của bộ tăng áp.

Khi xác định các đặc điểm thiết kế này, cần phải tính đến các hàm trạng thái của khí tự nhiên, đặc biệt là entanpy, không giống như khí lý tưởng, được xác định tùy thuộc vào hai thông số, ví dụ như nhiệt độ và áp suất: h = f (P,T ).

Khi đó, tổng vi phân của hàm h này là tổng các đạo hàm riêng, tức là:

dh = (MỘT)

Xét biểu thức (a) với h = idem, cần thay dấu của vi phân tổng dP và dT bằng dấu của đạo hàm riêng

(V)

trực tiếp sau đây:

(G)

(e)

trong đó c p là nhiệt dung thực của khí ở áp suất không đổi, được định nghĩa là đạo hàm riêng của entanpy theo nhiệt độ; D h - Hệ số Joule-Thomson trong một quá trình đẳng nhiệt, đặc trưng cho sự thay đổi nhiệt độ theo áp suất, K/Pa.

Xét đến hệ thức (a), giá trị nguyên của sự thay đổi entanpy (công nén cụ thể) sẽ được xác định theo hệ thức:

Giảm chênh lệch entanpy khí (hoặc công cụ thể thực tế của bộ tăng áp giảm):

(7,5a)

Giảm công cụ thể tiềm năng (công cụ thể của quá trình nén thuận nghịch):

Từ việc so sánh các phương trình (7.5) và (7.6), xác định được hiệu suất đa hướng của bộ tăng áp trong điều kiện vận hành thực tế:

đâu là sự chênh lệch về nhiệt độ và áp suất khí trên bộ tăng áp tương ứng; с pm - nhiệt dung của khí thiên nhiên; D h – hệ số Joule-Thomson, K/Pa.

Do thành phần chính của khí tự nhiên là metan, tỷ lệ của nó ở mức 90-94%, trong tính toán kỹ thuật, việc xác định nhiệt dung của khí và hệ số Joule-Thomson có thể được xác định mà không cần một công thức lớn. sai số do đặc tính của metan (Hình 7.7; 7.8).

Cơm. 7.7 Sự phụ thuộc của nhiệt dung (c p) của khí metan vào áp suất và nhiệt độ của khí.

Cơm. 7.8 Sự phụ thuộc của hệ số Joudy-Thomson vào áp suất

và nhiệt độ khí.

Cần lưu ý rằng đối với máy thổi khí ly tâm, cũng như đối với máy nén hướng trục, hiện tượng tăng vọt là cố hữu.

Sự đột biến của bộ siêu tăng áp ly tâm đi kèm với các dấu hiệu bên ngoài giống như sự đột biến của máy nén hướng trục: tiếng ồn bốp, độ rung mạnh của bộ siêu nạp, rung lắc định kỳ, sự dao động về tốc độ quay và nhiệt độ của khí tuabin khí, v.v.

Các nguyên nhân gây ra hiện tượng tăng áp trong bộ tăng áp là: áp suất dao động trong đường ống dẫn khí, việc sắp xếp lại các van trong đường ống của bộ tăng áp không chính xác hoặc không kịp thời, tốc độ quay của bộ tăng áp giảm xuống dưới giá trị cho phép, vật lạ lọt vào lưới bảo vệ bộ tăng áp và đóng băng của nó , vân vân.

Hiện nay có khá nhiều hệ thống chống xung tự động có tác dụng ngăn chặn bộ tăng áp đi vào vùng xung và báo hiệu điểm vận hành đang tiến đến ranh giới xung. Các hệ thống phổ biến nhất dựa trên việc so sánh tốc độ dòng khí với áp suất do bộ tăng áp tạo ra, sau đó là tác động lên van bypass. Một bộ điều chỉnh đặc biệt, tính toán khoảng cách từ điểm vận hành đến ranh giới đột biến, tác động lên van bypass và bỏ qua một phần khí từ đầu ra của bộ tăng áp đến đầu vào, đảm bảo sự ổn định của chế độ vận hành bộ tăng áp.

Các đặc tính chính của bộ tăng áp có đường hạn chế đột biến được thể hiện trong hình. 7.9. Hệ thống bảo vệ chống đột biến điện này đảm bảo vị trí điểm vận hành bộ tăng áp ở đúng vùng tính từ đường ranh giới đột biến điện (Hình 7.9, đường 111). Điều này đạt được bằng cách mở van bypass (chống tăng áp) đến mức cần thiết để duy trì lưu lượng tối thiểu. Điểm trên đường cong đặc tính siêu nạp tương ứng với độ mở van là đường điều khiển xung điện (Hình 7.9, đường 1). Khoảng cách giữa đường điều khiển và đường ranh giới đột biến xác định giới hạn an toàn hoặc vùng kiểm soát đột biến (khu vực bóng mờ). Độ mở của van bypass tăng lên khi điểm vận hành di chuyển vào vùng kiểm soát đột biến. Vùng kiểm soát đột biến có hai vùng kiểm soát: vùng kiểm soát giữa đường 1 và 11 tương ứng với các nhiễu loạn dòng khí nhỏ; vùng điều khiển giữa đường 11 và 111 tương ứng với sự xáo trộn lớn trong dòng khí.

Cơm. 7.9 Đặc tính cơ bản của bộ tăng áp có đường hạn chế

Tôi sẽ xức dầu cho nó.

Q - lưu lượng thể tích khí; áp suất tương đối; 1 – chế độ làm việc bình thường của bộ tăng áp; 1 1 - chế độ hoạt động của bộ tăng áp sau khi mở van bypass; 1 11 - chế độ mở hoàn toàn của van bypass; 1 111 - chế độ vận hành bộ tăng áp có nhiễu nhỏ;

1 – đường điều khiển đột biến; 11 - đường giới hạn nhiễu loạn lớn; 111 – đường ranh giới đột biến; 1U – đường giới hạn số lần vỗ tay.

7.3. Hiệu suất siêu tăng áp đa hướng.

Khi xem xét các nguyên tắc cơ bản của tính toán nhiệt động lực học của các chu trình tuabin khí và xác định bản chất của những thay đổi về hiệu suất và công cụ thể của chúng như là một hàm của tỷ số áp suất nén dọc theo máy nén dọc trục (), nói đúng ra, chúng ta không thể xem xét hiệu suất tương đối các giá trị của máy nén hướng trục và tuabin khí được sử dụng để tính toán khá thực tế với một khoảng giá trị rộng ( ), vì trên thực tế, các giá trị của () cũng thay đổi tùy theo (). Do đó, trong trường hợp máy nén hướng trục, hiệu suất của đường dẫn dòng chảy của nó thấp hơn hiệu suất của từng cấp riêng lẻ và hiệu suất của tuabin nhiều tầng cao hơn hiệu suất của một cấp.

Sự chênh lệch nhiệt độ tăng lên ở giai đoạn máy nén (so với chênh lệch đoạn nhiệt) gây ra ở giai đoạn tiếp theo, với áp suất tăng không đổi, nhiệt độ tăng đáng kể hơn mức cần thiết để thực hiện toàn bộ quá trình nén với hiệu suất bằng của giai đoạn cá nhân; ngược lại, nếu mức tăng nhiệt độ tương tự xảy ra ở giai đoạn thứ hai như ở giai đoạn đầu tiên thì tỷ lệ tăng áp suất tổng sẽ thấp hơn mức tăng có thể đạt được ở một giai đoạn có cùng hiệu suất. Mặt khác, ở giai đoạn tuabin, nhiệt thu hồi có thể được sử dụng ở giai đoạn tiếp theo, do đó tổng lượng nhiệt giảm đẳng entropy vượt quá tổng lượng nhiệt giảm đẳng entropy. Do đó, hiệu suất đẳng entropy tổng thể của đường dẫn dòng tuabin cao hơn hiệu suất của từng giai đoạn riêng lẻ.

Hiệu ứng nhiệt thu hồi tăng theo số tầng máy nén hoặc tua bin và thể hiện ở sự phân kỳ của các thanh đẳng áp trong sơ đồ T - S.

Mặt khác, nếu chúng ta coi mức tăng áp suất tổng thể trong máy nén là không đổi và xác định hiệu suất bằng mức tăng áp suất tổng từ đầu vào đến mặt bích đầu ra, thì trong trường hợp này việc giảm số giai đoạn sẽ làm giảm hiệu quả do sự gia tăng ảnh hưởng tương đối của tổn thất trong các vòi phun.

Qua lít hiệu suất quang học có thể được coi là hiệu quả của giai đoạn nén hoặc mở rộng vô hạn; do đó, hiệu suất tổng thể dựa trên biểu diễn này không phụ thuộc vào số giai đoạn của máy thực tế mà chỉ phụ thuộc vào tỷ số áp suất nén (). Vì vậy, hiệu suất đa hướng thường được sử dụng để đánh giá mức độ hoàn hảo của quá trình nén trong bộ tăng áp ly tâm.

Sơ đồ Hình. 7. 10 a và b giải thích định nghĩa hiệu suất đa hướng, (). Sự thay đổi vô cùng nhỏ của áp suất (dp) tương ứng với sự thay đổi đoạn nhiệt (dT 1) và sự thay đổi nhiệt độ thực (dT).

Mối liên hệ giữa hiệu suất đoạn nhiệt tổng quát và đa hướng của quá trình xuất phát từ việc so sánh các phương trình (7.15) và (7.16).

Đối với quá trình đa hướng, theo phương trình (7.16), chúng ta có:

(7.17)

Trong trường hợp quá trình nén đoạn nhiệt, chúng ta có.

Bộ tăng áp SPC 235-1.4/76-16/5300 AL 31 được thiết kế để nén khí tự nhiên tại các trạm nén của đường ống dẫn khí chính. Tỷ số nén - 1,45.s Bộ tăng áp có tiết diện được thể hiện trên Hình 1.8. Bộ siêu nạp bao gồm một xi lanh (vỏ) và một bộ siêu nạp. Xy lanh tăng áp được làm bằng thép đúc, không có đầu nối ngang, các ống nạp và xả được làm liền với xi lanh và có mặt bích hàn DN 680 để nối với đường ống dẫn gas. Gói bộ tăng áp được chế tạo theo sơ đồ "gói trên nắp" và bao gồm một rôto, màng hút, bộ phận giữa, bộ phận xả, vòng đệm mê cung, vòng đệm cuối và vòng bi hỗ trợ, ống lót lực đẩy, lớp lót và một máy bơm trục vít. Bộ phận xả được làm bằng thép rèn và có màng ngăn đàn hồi để bù lại sự biến dạng nhiệt độ dọc trục và tạo ra lực nén các bộ phận của kiện hàng. Bộ phận xả cũng là nắp đậy của xi lanh. Phần giữa là phần tử hàn bằng thép không có đầu nối ngang. Việc định tâm các bộ phận của gói hàng được thực hiện bằng cách sử dụng các dải nhô ra ở các phần xa nhất của gói hàng, được chế tạo với độ chính xác cao. Các bộ phận của gói được kết nối dọc theo các đầu nối dọc bằng ốc vít. Tất cả các bộ phận đi kèm trong gói, ngoại trừ vòng bi, đều không có đầu nối ngang, điều này giúp tăng độ chính xác khi chế tạo bề mặt ghế ngồi và giảm rò rỉ khí trong quá trình vận hành bộ tăng áp. Rò rỉ khí được ngăn chặn bằng vòng đệm mê cung. bao gồm các kẹp có các đường gờ bằng đồng được đóng dấu vào chúng. Bộ siêu tăng áp sử dụng hệ thống phốt cuối trục tiêu chuẩn bao gồm phốt cuối và vòng bi hỗ trợ áp suất đầy đủ. Lực dọc trục tác dụng lên rôto bộ tăng áp được hấp thụ bởi ổ trục đỡ có thiết bị cân bằng để tải đồng đều các miếng đệm vòng bi. Rôto bộ tăng áp được kết nối với bộ truyền động bộ tăng áp thông qua khớp nối đàn hồi không cần bôi trơn. Để ngăn dầu xâm nhập vào khoang trong đó ly hợp quay và để làm mát khoang sau, không khí được cung cấp cho vỏ ly hợp từ hệ thống thổi dẫn động hộp số. Mỗi loại bộ tăng áp được đặc trưng bởi đặc tính riêng của nó (Hình 1.9), được chế tạo trong quá trình thử nghiệm toàn diện. Các đặc tính của bộ tăng áp thường được hiểu là sự phụ thuộc của tỷ số nén, hiệu suất đa hướng () và công suất N vào lưu lượng thể tích khí Q. Các đặc tính như vậy được xây dựng cho một giá trị nhất định của hằng số khí RЗ, chỉ số đoạn nhiệt k, giá trị được chấp nhận Nhiệt độ khí thiết kế ở đầu vào bộ tăng áp Tn trong phạm vi cho phép làm thay đổi tốc độ quay tương đối giảm.

Hình 1.8 - Bộ tăng áp SPC 235-1.4/76-16/5300 AL 31

1 - rôto; 2 - vòng bi; 3 - phốt cơ khí; 4 - phong ấn mê cung; 5 - bộ khuếch tán; 6 - cánh dẫn hướng đảo ngược

Hình 1.9 - Đặc tính khí động của bộ tăng áp SPC 235-1.4/76-16/5300 AL 31

Hiệu suất âm lượng Q; ?-tỷ lệ áp suất; hiệu suất đa hướng z;

Tiêu thụ năng lượng N.

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

Tốc độ rôto n, phút: 1-5565; 2-5300; 3-5000; 4-4600; 5-4200; 6-3700

Các thông số chính của bộ tăng áp 235-21-1 được đưa ra trong Bảng 1.11.

Bảng 1.11 - Các thông số chính của bộ tăng áp SPC 235-1.4/76-16/5300 AL 31