11.Пересчет характеристик турбокомпрессора при изменении частоты вращения ротора.

В процессе эксплуатации компрессора начальная температура газов может изменяться в широких пределах, что вызывает изменение характеристик компрессора. Изменение начальной температуры вызывает изменение числа М, т.е приведенной окружной скорости. Методика пересчета характеристик сводится к следующему. На характеристике компрессора Е_ко = f (G_пр0) при исходном приведенном числе оборотов n_пр0 выбирают несколько точек и находят параметры работы компрессора в этих точках: G, E_к, η_а0. По изоэнтропическому КПД, отношению давлений и графику зависимости изоэнтропического и политропного КПД находят политропический КПД η_п. Для каждого Е_к определяют вспомогательные коэффициенты к₁₀ и к₂₀ и рассчитывают значение коэффициента к₁ :

Затем по к1 находят отношение давления Е_к, соответствующее новому приведенному числу оборотов n_пр, а по Е_к, η_п находят коэффициент к2. Потом находят новое значение расхода:

Построив полученные точки (в координатах Е-G) и соединив их плавной линией, получим характеристику компрессора при новом значении п_пр.

12.Задачи регулирования компрессорных установок. Методы регулирования поршневых компрессоров.

Есть несколько методов регулирования уровня производительности компрессора, и они сильно разнятся и по затратам на реализацию, и по эффективности

1.Включение-выключение компрессорной установки.

2.Сбрасывание лишнего воздуха в атмосферу.

3.Подключение дополнительного объема.

4.Работа «на холостом ходу».

5.Дросселирование.

6.Использование частотного преобразователя для регулирования частоты вращения электрического двигателя.

7.Дискретный метод регулирования частоты вращения электрического двигателя.

*Включение – выключение компрессорной установки является самым элементарным способом регулирования производительности, предусматривающий отключение электродвигателя при повышении давления до максимального уровня и включение его при достижении минимально допустимого уровня давления. Во время простоя компрессора он не потребляет электроэнергию, что является позитивной стороной данного метода, но постоянные включения и выключения электродвигателя в целом негативно отражаются на работе системы и в результате могут повлечь за собой перегрев обмотки электродвигателя. Подобный способ чаще всего применяют по отношению к маломощным компрессорным установкам.

*Сбрасывание излишков воздуха считается самым неэкономичным способом регулирования производительности. Суть метода заключается в наличии специального клапана, который открывают, как только давление в системе достигает максимальных показателей. Это крайне нерационально, так как в итоге весь энергоресурс, затраченный на сжатие данного воздуха, оказывается растраченным впустую. Поэтому такой способ целесообразно применять только в очень мощных компрессорных установках, в которых к тому же крайне редко достигается максимальный уровень давления.

*Подключение дополнительного «мертвого объема», он применяется только для компрессоров поршневого типа и основан на использовании зазора, который всегда предусмотрительно оставляют между поршнем и крышкой цилиндра для того, чтобы компенсировать тепловые деформации. Если искусственно увеличивать этот так называемый «мертвый объем», производительность компрессора будет уменьшаться. Но этот способ также сложно отнести к экономичным, ведь сжатие воздуха, находящегося в «мертвом объеме», также требует энергозатрат.

*В машинах роторного типа (винтовых, спиральных или пластинчато-роторных) применяется способ, при котором регулирование осуществляется посредством перехода на «холостой ход». Это стандартная методика регулирования производительности винтовых компрессоров – при достижении максимальных показателей давления в системе срабатывает реле, которое закрывает заслонку всасывающего клапана. При этом работа компрессора не останавливается, он продолжает потреблять около 20% обычного количества энергоресурсов, но давление в системе не нагнетается.

*Существует также способ регулирования производительности, основанный на дросселировании. Он осуществляется с помощью пропорционального всасывающего клапана, который не дает давлению в системе повышаться сверх меры, перекрывая путь всасываемому воздуху посредством газодинамического сопротивления. Производительность компрессора при этом значительно понижается, а давление в системе вскоре достигает номинального уровня. Этот метод удобен тем, что система регулирует производительность практически самостоятельно – заслонка пропорционального всасывающего клапана открывается под влиянием давления воздуха в системе.

*Самый удобный и экономичный способ регулирования производительности компрессорной установки, известны на сегодняшний день – это регулирование частоты вращения электродвигателя посредством использования частотного преобразователя. Потери энергии при использовании этого метода минимизируются, а пределы регулирования производительности расширяются и составляют от 20% до 100%. Но в то же время этот способ является наиболее дорогостоящим. Он применим для всех компрессорных установок объемного типа, но его использование в установках динамического типа (осевых, центробежных и т.д.) нередко вызывает проблемы – может возникнуть резонанс с собственными частотами колебаний турбокомпрессора установки.

*Похожим методом является дискретное регулирование частоты вращения электродвигателя, посредством которого регулируется общая производительность компрессора. Основное отличие от предыдущего метода заключается в том, что вместо плавного изменения скорости вращения вала здесь имеет место дискретное изменение, основанное на применении специальных многоскоростных двигателей. Это обходится значительно дешевле, чем использование частотного преобразователя, а эффективность почти равнозначная.

Поскольку способов регулирования производительности компрессорных установок много, выбирать оптимальный для Вашего производства способ необходимо на основании всех существующих факторов, в первую очередь – экономической целесообразности и периода окупаемости выбранного метода.