Что такое дросселирование компрессора

Рассмотрим особенности применения некоторых универсальных методов, а также присущие только поршневым компрессорам.

1. Дросселирование на входе в компрессор. Объемный расход газа на входе компрессора зависит от степени повышения давления, и поэтому при постоянном давлении в сети нагнетания и снижении его перед компрессором уменьшается из-за увеличения e(рис. 21.4, а), в результате чего еще больше (помимо влияния уменьшения плотности всасываемого газа) уменьшается подача газа ( или ).

Характер изменения объемного расхода и мощности поршневого компрессора при изменении начального давления всасывания рассмотрен выше (гл. 18 для одной ступени и гл. 19 — для ступенчатого сжатия). Частный случай дросселирования — полное перекрытие всасывания (рис. 21.4, б).

2. Изменение объема мертвого пространства цилиндров осуществляется присоединением к нему дополнительных полостей, благодаря чему уменьшается объемный коэффициент. Объемный расход газа на входе компрессора при наименьшем (собственном) мертвом пространстве объема V_м пропорционален объему V₁ (рис. 21.4, в), а при подключении дополнительной полости V_д — объему V₁’,который меньше объема V₁. Дополнительные полости постоянной емкости (карманы) или переменной емкости (вариаторы) выполняют в крышке цилиндра или в отдельных баллонах. Экономичность этого способа высокая; при снижении расхода на 30% повышение удельного расхода энергии не превышает 2%. При определенном значении объема мертвого пространства l₀ = 0, и данная рабочая камера прекращает подачу.

Присоединением дополнительной полости только к первой ступени многоступенчатого компрессора нельзя регулировать объемный расход газа на входе компрессора в широких пределах. В последней ступени может возникнуть недопустимо высокая температура из-за возрастания отношения давлений. Для такого регулирования дополнительной полостью снабжают, кроме первой ступени, также последнюю ступень.

3. Присоединение дополнительной полости на части хода. Сущность этой разновидности предыдущего метода, обеспечивающего плавность регулирования, заключается в том, что клапан 1 (рис. 21.5, а), присоединяющий карман 2, остается открытым до тех пор, пока с изменением положения поршня сила давления газа на клапан не превзойдет усилие со стороны задатчика 6. При расширении газа в мертвом пространстве клапан 1 снова открывается, когда давление в цилиндре падает ниже давления газа в кармане (рис. 21.5, б). Объем V₁’можно регулировать изменением давления р₀в кармане, зависящего от усилия задатчика с пружиной 6 (см. рис. 21.5, а). Это усилие можно поставить в зависимость от нагрузки на двигатель так, чтобы обеспечить ее постоянство автоматическим изменением подачи компрессора.

4. Отжим всасывающих клапанов производится вилкой, действующей на пластину клапана.

На схеме (рис. 21.6) вилка 4 связана с поршнем 2,находящимся в цилиндре 3и нагруженным пружиной. К цилиндру подводится газ из области нагнетания. Поршень опускается, и вилка держит клапан 1 открытым до тех пор, пока давление на выкиде компрессора не снизится до нормального. Здесь осуществлено автоматическое прерывистое регулирование. Имеются также автоматические системы с плавным регулированием, обеспечивающим открытие клапана на части хода, а также устройства для отжима клапана вручную. По экономичности этот способ уступает рассмотренным выше, так как при отжатом клапане в цилиндре затрачивается некоторая мощность (см. рис. 21.4, г).

5. Изменение хода поршня применяют в СПДК (см. рис. 17.4). При небольшом уменьшении хода поршня не только уменьшается описываемый им объем, но и увеличивается мертвое пространство, вследствие чего достигается значительное снижение объема всасываемого газа.

6. Комбинированное регулирование сочетает достоинства различных методов. Все виды ступенчатого регулирования могут быть дополнены дроссельным перепуском через обводную линию. Для сокращения числа дополнительных полостей применяют подъемники всасывающих клапанов, которые также служат для разгрузки компрессора при пуске.

Видео:КОМПРЕССОР СБ4/С-270.AB858Скачать

Дросселирование на всасывании

Методы регулирования работы компрессорных машин динамического действия

В течение срока эксплуатации турбокомпрессор работает на расчетном режиме, соответствующим максимуму КПД, как правило, менее 50% времени, поэтому вопросы регулирования компрессора и его экономичность имеют важное значение.

Методами регулирования работы КМДД называют способы изменения газодинамических характеристик компрессора или сети с целью обеспечения необходимых потребителю параметров газа.

Поэтому все методы регулирования условно делятся на два вида: регулирование изменением газодинамических характеристик компрессора и регулирование за счет изменения характеристики сети.

Регулирование изменением характеристик сети

Характеристика сети может быть изменена введением в нее добавочного сопротивления (дроссельного устройства перед или за компрессором) или включением параллельно основной сети добавочного перепускного (байпасного) трубопровода, обеспечивающего снижение сопротивления сети за счет понижения скоростей на основном участке сети и уменьшения расхода газа через него. Сопротивление сети может быть изменено за счет изменения количества теплоты, подводимой к газу или отводимой от него в сети. Например, сопротивление сети, на которую работает компрессор холодильной машины, увеличивается при уменьшении количества воды, подаваемой на конденсатор.

Дросселирование на нагнетании

Рассмотрим компрессор, работающий на сеть с малым сопротивлением, имеющую характеристику, пересекающую характеристику компрессора в точке А (рис. 10.1). Производительность компрессора в этом случае равна Q_А, а конечное давление – Р_А. Требуется получить меньшую производительность, например Q_В.

Прикрывая задвижку, установленную в нагнетательном патрубке компрессора (рис. 10.1 а), характеристика компрессора не изменяется, а меняется характеристика сети в результате закрытия дроссельного вентиля. При этом конечное давление на выходе из компрессора Р_С превышает давление в сети Р_В на величину потерь в дроссельном устройстве (Р_С -Р_В).

Читайте также: Компрессор упк 1 10 характеристики

Способ является крайне неэкономичным, поскольку удельная работа, затрачиваемая на сжатие газа, возрастает с уменьшением производительности. Это относится к ступеням, имеющим колеса с β_л2 90° происходит уменьшение внутреннего напора H_i.

Рис. 10.1. Дросселирование на нагнетании: а) схема; б) изменение режима работы: точка А – исходный режим; точка В – требуемый режим;

Дросселирование на всасывании

Дроссельный вентиль, расположенный во всасывающем патрубке компрессора (рис. 10.2а) и перемещаемый в различные положения на угол α, вызывает снижение давления и плотности газа (Р’_н

Видео:Введение в холодильную технику. Физические принципы получения искусственного холода. ДросселированиеСкачать

Регулирование поршневых компрессоров

Компрессор рассчитывается и проектируется на определенные заданные номинальные параметры, при этом необходимо, чтобы номинальный режим работы компрессора совпадал или находился вблизи оптимального режима (режима с максимальным КПД).

В условиях эксплуатации компрессор, как правило, должен работать при разных режимах (производительностях). Представление об энергетических возможностях компрессора дают его характеристики.

Условия работы компрессора в значительной мере определяются свойствами системы, в которой он должен работать.

Необходимо оценить возможности компрессора, обеспечить те или иные условия работы системы, правильно подобрать компрессор и обеспечить его эффективную и экономическую эксплуатацию.

Регулирование работы поршневого компрессора — это обеспечение равенства производительности компрессора и расхода сжатого газа потребителем. При превышении количества газа, нагнетаемого компрессором, над потреблением давление в ресивере за компрессором растет, и, наоборот, давление падает, если потребление превышает производительность компрессора. Потребление сжатого газа, например, воздухоразделительной установкой меняется в зависимости от времени года, режима работы (пусковой режим, режим с увеличенным потреблением газа), продолжительности работы (ухудшается теплообмен в холодильниках). За расчетную (номинальную) производительность поршневого компрессора обычно принимают производительность, соответствующую максимальному потреблению, т. е. при регулировании в подавляющем большинстве случаев производительность компрессора следует уменьшать.

Номинальный (расчетный) режим характеризуется, как правило, Лмакс- Поэтому при регулировании КПД имеет тенденцию к уменьшению. За критерий экономичности любого способа регулирования принимают уменьшение КПД по сравнению с номинальным, или просто значение КПД, или удельный расход энергии, кВт/м³. Целесообразнее за номинальный режим принимать режим максимальной продолжительности работы. В этом случае регулирование ведется в обе стороны.

Возможны следующие способы регулирования поршневых компрессоров:

• воздействие на привод;
• воздействие на коммуникацию трубопроводов до и после компрессора;
• воздействие на клапаны;
• воздействие на мертвый объем;
• комбинированный (совокупность из предшествующих).

Регулирование может быть ручным и автоматическим, ступенчатым и непрерывным, должно быть высокоэкономичным, компактным и удобным в эксплуатации.

Способы воздействия на привод

Периодические остановки двигателя компрессора (применяемые до N = 250 кВт). При остановке агрегата мощность не потребляется; при работе в постоянном режиме КПД сохраняется. Недостатки резкоеизменение параметров тока в сети, частые повторения процедур пуска и остановки компрессорного агрегата (рис. 6.1).

Периодические остановки компрессора путём отключения его от работающего двигателя (например, автоматически с помощью электромагнитной муфты). Преимущества: нет колебаний параметров тока. Указанный способ менее экономичен — потери энергии в результате холостого хода двигателя.

Изменение частоты вращения вала компрессора. Ступенчатое регулирование — при использовании многоскоростных электродвигателей (N

Видео:Центробежный компрессорСкачать

Дросселирование

Дросселирование — понижение давления газа или пара

Дросселирование (от нем. drosseln — ограничивать, глушить) — понижение давления газа или пара при протекании через сужение проходного канала трубопровода — дроссель, либо через пористую перегородку.

Дросселирование реального газа обычно сопровождается изменением его температуры.
Это явление было экспериментально установлено в 1852 г. Джоулем и Томсоном и получило название эффекта Джоуля-Томсона.

Характер изменения температуры в процессе дросселирования определяется начальной температурой газа.
При некоторой температуре, которая называется температурой инверсии, температура реального газа в процессе дросселирования, как и идеального, остается постоянной.
Если температура реального газа перед дросселированием меньше температуры инверсии, то при дросселировании газ будет охлаждаться.
При начальных температурах, превышающих точку инверсии, газы в процессе дросселирования нагреваются.

Дросселирование используется для сжижения и глубокого охлаждения газов.
Последнее осуществляется на установках низкотемпературной сепарации при подготовке газа к дальнему транспорту.
Кроме того, дросселирование применяется при трубопроводной транспортировке природного газа — для регулирования давления и изменения расхода газа.

Дросселирование может привести к обмерзанию запорных, регулирующих и измерительных устройств, а также образованию в газопроводах газовых гидратов.
Вследствие дросселирования температура газа в магистральных газопроводах (МГП) может опускаться ниже температуры окружающей среды.

Видео:Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

Регулирование лопастных компрессоров

Регулирование работы компрессора осуществляется для обеспечения потребителя сжатым газом с требуемыми параметрами. Например, компрессоры, подающие сжатый воздух в домны, должны обеспечивать постоянную производительность, компрессоры для Пневматических силовых установок — постоянное давление нагнетания, компрессоры газотурбинных установок — регулирование давления нагнетания, производительность и пр.

Работа компрессора на нерасчетных режимах связана с существенным снижением экономичности, возникновением дополнительных нагрузок, вибрацией и пр. В среднем время работы компрессоров на нерасчетных режимах составляет почти половину времени промышленной эксплуатации.

Читайте также: Electrolux холодильник не работает компрессор один

Для повышения эффективности и надежности работы установки необходимо согласование характеристик компрессора с изменяющимися условиями работы системы.

Регулирование может осуществляться изменением характеристики системы, или изменением характеристики; компрессора.

В процессе регулирования должны удовлетворяться следующие требования:

• компрессор должен обеспечивать необходимые значения производительности и давления при устойчивой работе;
• нельзя допускать попадания компрессора в зону неустойчивых режимов (помпажа).

Различают три основных вида регулирования:

• регулирование на постоянство давления на входе;
• регулирование на постоянство давления на выходе;
• регулирование на постоянство производительности.

Регулирование ри = const применяется в холодильных установках для стабилизации температуры парообразования систем, содержащих кипящие жидкости.

Регулирование рк = const применяется для реакторов или установок, работающих при определенном фиксированном давлении, систем со смесителями газов, под-питочных систем.

Регулирование V = const применяется для химических процессов, где необходимо обеспечить постоянство компонентов в перекачиваемой среде.

Наиболее распространенные способы регулирования — дросселирование на входе или выходе, перепуск (байпасирование), изменение частоты вращения компрессора и изменение закрутки потока на входе в колесо входным направляющим аппаратом.

Регулирование с помощью регулирующей задвижки (дроссель на выходе)

На рис. 6.17 приведены различные характеристики системы, полученные путем различной степени открытия регулирующей задвижки на нагнетании. Режим работы определяется пересечением характеристики компрессора с различными характеристиками системы. Способ регулирования неэкономичен из-за больших сопротивлений системы применяется и в сочетании с другими способами регулирования.

Регулирование дросселем на всасывании

Изменение открытия дросселя вызывает изменение сопротивления на входе в компрессор и соответственно изменение давления всасывания, изменение плотности газа на входе, изменение рк (рис. 6.17, точки 1, 2, 3, 4). Различные положения дросселя обеспечивают различные характеристики компрессора (рис. 6.18, а). Для определения зависимости давления на выходе р и мощности N при различных положениях дросселя а исходят из первоначальных условий (при полностью открытом дросселе)
Рк = f(V) и N = f(V).

Рассмотрим произвольную точку М характеристики рк = f(∇) (рис. 6.18,а). При установке дросселям положение а давление всасывания уменьшится до р’. Применяя уравнение состояния и пренебрегая незначительным изменением температуры, получаем изменение плотности:
р’/Р = P’n/Pn’
где р’— плотность газа при давлении р’; р — плотность газа при давлении р.

Так как плотность газа при давлении р’ несколько уменьшается, соответственно уменьшается массовая и объемная производительность (пересчитанная на условия всасывания У).

Значение VH в обоих случаях одинаково, кинематика потока на входе и выходе из колеса нс изменяется.

Так как кинематика потока не меняется, можно считать, что КПД колеса прежний, поэтому мощность компрессора уменьшается пропорционально плотности.

Уравнения дают возможность построить зависимости давления нагнетания рк и мощности N для положения клапана а, если известны соответствующие характеристики pK = f(∇) и N = f(∇) для полностью открытого клапана.

Соответствующая значениям V’ и р’ точка М (для положения клапана а’) получается пересечение прямых, проведенных:

• через начало координат и точку М;
• вертикалью, соответствующей производительности У.

Аналогично можно определить другие точки и построить новую характеристику давления нагнетания. Таким же способом строят характеристику мощности для положения клапана α’, используя уравнение (6.7) и рис. 6.18,б.

При регулировании дросселем на всасывании область устойчивой работы компрессора расширяется по сравнению с регулированием на нагнетании (рис. 6.18). Линия АК’К представляет границу помпажа, а линия определяет максимальные давления за клапаном, соответствующие границе помпажа.

При регулировании перепуском (рис. 6.18,в) нагнетательный и всасывающий трубопроводы соединяются обводным (байпасным) трубопроводом с клапаном и теплообменником.

Пусть необходимо уменьшить призводительность V2 до значения V1. В компрессоре газ сжимается до давления рк2, но часть его ΔV = V2 — Vi по обводному трубопроводу направляется на вход компрессора. Нагрев газа при дросселировании разности давлений ркi — Рк2 воспринимается в теплообменнике, благодаря чему состояние газа на входе практически не меняется. При сжатии воздуха обычно байпас (без теплообменника) соединяется с атмосферой. Регулирование перепуском связано с завышенной затратой мощности, так как при производительности компрессор потребляет мощность N1, a N1 > N2 (рис. 6.18,в), потому этот способ применяется редко.

Регулирование изменением частоты вращения вала компрессора

Это наиболее экономичный и удобный способ регулирования, применяемый в тех случаях, когда привод компрессора дает возможность изменять частоту вращения компрессора: в паровых и газовых турбинах, электродвигателях постоянного тока, электродвигателях переменного тока с регулируемой частотой вращения и др. Для пересчета параметров используются уравнения.

На рис. 6.19 приведены характеристики центробежных компрессоров с различной частотой вращения.

Рассмотрим случай, когда при изменении давления в системе компрессор должен обеспечивать постоянную производительность. Считаем, что система состоит из резервуара и трубопровода, гидравлическими потерями в котором можно пренебречь. Тогда характеристика системы — прямая линия.

При падении давления в системе производительность компрессора (при частоте n) увеличится от Va до Vb. При регулировании частотой вращения с л до 0,9л рабочая точка переместится в точку В в которой при новом пониженном давлении обеспечивается требуемая постоянная производительность компрессора. Аналогично, если давление в системе увеличилось, производительность компрессора уменьшилась. Для обеспечения постоянной первоначальной производительности необходимо повысить частоту вращения, при которой режим определяется точкой С’.

Читайте также: Компрессор воздушный белорусский ремеза

Таким образом, путем изменения частоты вращения можно обеспечить постоянную производительность в диапазоне давлений от точки Д до точки E. В случае, если необходимо поддержать в системе постоянное давление, при увеличении производительности от Va до Vb, необходимо увеличить частоту вращения с n до 1,1n, т.е. обеспечить режим в точке F. Постоянное давление для данного случая можно обеспечить от режима в точке С до режима в точке Я изменением частоты вращения: точка С соответствует линии помпажа, а точка Я — максимальной частоте вращения компрессора. Поддержание более высокого или более низкого давления в системе соответственно изменяет диапазон производительностей компрессора.

Видео:Газовые Законы и Правила. Дросселирование. Температура инверсии. Водород. Опасность взрываСкачать

Регулирование входным направляющим аппаратом (закруткой потока на входе)

Изменением угла входа α1 потока можно добиться существенного изменения характеристик компрессора (рис. 6.20,а). Закрутку потока можно осуществить изменением угла установки входного направляющего аппарата (ВНА) (рис. 6.20,6). При закрутке потока в сторону вращения (положительная закрутка) рабочего колеса (α1 90° (отрицательная закрутка), можно достичь повышения напора. Положительная закрутка уменьшает величину W1, а следовательно, и величину полной энергии. Максимального повышения напора можно достигнуть при отрицательной закрутке в пределах α1 = 110÷120°. В области малых производительностей при положительной закрутке уменьшаются потери на удар при входе на лопатки, из-за чего расширяется зона устойчивой работы компрессора. В многоступенчатых компрессорах для достижения аналогичного эффекта иногда выполняют поворотные лопатки . перед каждой ступенью или группами ступеней.

Изменение характеристик рк = f(V) при изменении угла потока α1 аналогично случаю n = var (см. рис. 6.19). Отличительной особенностью является иной характер изменения границы помпажа. Данный способ регулирования в первую очередь применяется при необходимости более интенсивного уменьшения зоны помпажа.

Наиболее распространенные схемы установки ВНА приведены на рис. 6.20,б.

Характеристики наиболее распространенных способов регулирования приведены в табл.

Видео:Низкотемпературные машины. Лекция 2.Устройство и основные типы детандеровСкачать

Комбинированное регулирование

Такой тип регулирования обычно применяется для изменения производительности и поддержания постоянного давления рк. Простейшая схема регулирования такого типа приведена на рис. 6.21. Если требуемая производительность Vc в системе меньше производительности V компрессора 3, часть газа по трубе 13 через клапан 12 отводится на вход в компрессор или сбрасывается из контура. Клапан управляется регулятором, входными параметрами которого могут быть производительность или конечное давление компрессора. Применяются пневматические, гидравлические, электропневматические или электро-гидравлические регуляторы. В зависимости от диаметра трубопровода исполнительным органом могут быть регулируемые клапаны.

Импульс для регулятора 11 подается от измерительной шайбы 9, установленной на входном трубопроводе 1.

Поддержание постоянного рк при изменении производительности компрессора осуществляется при помощи входного направляющего аппарата 2. Импульс берется из нагнетательного трубопровода и подается через струйный датчик 6 к регулятору 7. После сравнения с заданным значением через цилиндр 8′ осуществляется поворот лопаток йаправляющего аппарата. Для предотвращения обратного потока газа через компрессор на нагнетательном патрубке предусмотрен обратный клапан 5.

Видео:9. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ. ТЕРМОДИНАМИКА КОМПРЕССОРОВ. Работа компрессора. Вредный объём.Скачать

Антипомпажное регулирование

Антипомпажное регулирование предназначено для обеспечения устойчивой работы компрессора при производительностях меньше величины Vn (внутри зоны помпажа). Принципиально антипомпажное регулирование — это регулирование перепуском (рис. 6.22).

Как указывалось выше, изменением частоты вращения компрессора или угла потока на входе входным направляющим аппаратом можно изменить величину зоны неустойчивой работы, но в небольших границах.

Рассмотрим процесс регулирования (рис. 6.22,а). Если потребителю необходимо количество газа при давлении, которое меньше минимальной производительности при давлении pi, то компрессор должен перекачивать количество Vin, а разность Vin — Vt’ должна отводиться со стороны нагнетания компрессора.

Задачей помпажного регулирования является отвод необходимого количества газа со стороны нагнетания компрессора в соответствии с требуемым расходом через систему, с тем чтобы производительность компрессора не была равна или меньше Vin.

Простейшая схема антипомпажного регулирования приведена на рис. 6.22,б. При приближении компрессора к производительности Уы по перепаду давления на измерительной шайбе 1 и по импульсу 4 давления рк/рn срабатывает регулятор 6 и дает импульс на регулируемый клапан 5, который обеспечивает перепуск расхода Vin — Vt’ по обводному трубопроводу 7. Во избежание нагрева газа на обводном трубопроводе предусмотрен теплообменник. Таким образом, компрессор перекачивает расход Vtn, а в систему подается V’. При таких условиях компрессор работает устойчиво. Работа системы обусловливается устройствами автоматического управления.

Известны также другие схемы антипомпажного регулирования. Некоторые из них приведены в табл. 6.2.

Для использования теряемой энергии при дросселировании в обводной трубе иногда газ перепускают через расширительную турбину (турбодетандер), которая соединена с валом компрессора и отдает ему дополнительную мощность. Такая схема оправдана, если компрессор значительное время работает с антипомпажным регулированием, что встречается редко. Уменьшение зоны помпажа возможно также путем отключения компрессоров, параллельно работающих в общую систему.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/chto-takoe-drosselirovanie-kompressora

  🎥 Видео

  Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать

  

  Соботка компрессора РемезаСкачать

  

  Как ухаживать за компрессором? Обучающее видеоСкачать

  

  КАК РАБОТАЕТ КОМПРЕССОР 👉 простое объяснение динамической обработкиСкачать

  

  Поршневой компрессорСкачать

  

  Поршневой компрессор Remeza (Ремеза) СБ4/Ф 270.LB50Скачать

  

  Ремонт компрессора REMEZA СБ4/С-100.LB30A.Скачать

  

  Поршневой компрессор Remeza (Ремеза) СБ4/С-200.LB40Скачать

  

  Обзор поршневого компрессора FINI BK-119-270-7.5 (Италия)Скачать

  

  Гидромашины и компрессоры нефтегазового комплекса Челомбитко С.И. (1-Лекция, видео 1)Скачать

  

  Ремонт компрессоров Remeza СБ4/С-100.LB30AСкачать

  

  Установка воздушного патрона REMEZA для LB75/LB75 в поршневую голову компрессора!Скачать