Повышение давления в центробежном колесе

1. Статический диффузорный эффект: давление газа повышается и в рабочем колесе и в диффузоре вследствие уменьшения относительной скорости W (на рабочем колесе) и уменьшения абсолютной скорости С (в диффузоре).

2. Центробежный эффект: связан с возникновением центробежной силы, которая возникает при вращении рабочего колеса

Принцип повышения давления в центробежном колесе

Принцип повышения давления в центробежном колесе приведен на рис. 39.

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. В чем назначение нагнетателя?

2. Как классифицируются нагнетатели?

3. Из чего состоит нагнетатель?

4. Как повышается давления в центробежном колесе?

5. В чем заключен принцип повышения давления в центробежном колесе?

5.2 Рабочая характеристика нагнетателя, характерные точки и зоны. Пуск нагнетателя

Рабочая характеристика нагнетателя приведена на рис. 40.

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 расположена справа 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, то 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, сопровождающихся 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 "Си–Си–Си").

• 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.