Устройство компрессора центробежный компрессор

На рис. 2.3 показано устройство центробежного компрессора. Действует он аналогично центробежному насосу.

Вал центробежного компрессора соединяется с валом приводного двигателя (электродвигатель, паровая или газовая турбина) или непосредственно, или через механическую передачу, повыша ющую частоту вращения вала компрессора. Последним достигается уменьшение размеров компрессора, снижается его масса и стоимость.

Рис. 2.3. Одноступенчатый центробежный компрессор.

Центробежным компрессором называется лопаточная машина, в которой происходит преобразование подводимой механической работы в энергию давления, при этом сжатиеосуществляется за счет действия центробежных сил инерции на массы рабочего тела, увлекаемые во вращательное движение совместно с рабочим колесом компрессора.

Центробежные компрессоры, применяемые для компримирования природного газа, называются центробежными нагнетателями.

Центробежный компрессор состоит из следующих элементов: подвода 1, рабочего колеса 2, отвода 3 и корпуса 4 (рисунок 1).

1-подвод (входное устройство); 2-рабочее колесо; 3-отвод (лопаточный диффузор); 4-корпус.

Рисунок 1. Схема устройства центробежного компрессора.

Подводом называется часть проточной полости центробежного компрессора, предназначенная для создания равномерного осесимметричного потока рабочего тела на входе в рабочее колесо. При осесимметричном входе вектор аб­солютной скорости потока направлен по оси симмет­рии компрессора. Под абсолютной скоростью понимается скорость потока, измеренная в неподвижной относительно центробежного компрессора системе координат, одна из осей которой совпа­дает с осью симметрии машины.

Подвод в центробежных компрессорах изготавливают в форме сужающегося канала (конфузора). Конфузорный эффект позволяет увеличить скорость движения рабочего тела во входном устройстве(до 70…90 м/сек) за счет снижения давления, т.е. потенциальная энергия переходит в кинетическую. Вследствие наличия газодинамического трения потока о стенки канала в конфузоре возникают потери энергии, составляющие примерно 5 %.

В некоторых случаях вход газа в рабочее колесо может выполняться с предва­рительной закруткой потока.

Рабочее колесо представляет собой диск с торцевы­ми радиальными лопатками, образующими расширяющиеся межлопаточные каналы.

В центробежном колесе рабочее тело движется по линии наименьшего сопротивления. Гладкая вращающаяся поверхность входного участка рабочего колеса не оказывает воздействия на поток, поэтому на входе в рабочее колесо вектор аб­солютной скорости потока остается направлен по оси симмет­рии машины. Перед входом в межлопаточные каналы поток разворачивается на 90 0 и направление течения потока изменяется из осевого в радиальное. Вход рабочего тела в межлопаточный канал также происходит по кратчайшему расстоянию. В межлопаточном канале колеса рабочее тело взаимодействует с вращающейся лопаткой и центробежные силы инерции совершают работу по перемещению рабочего тела по радиусу рабочего колеса (от центра к перифирии). При этом на входе в рабочее колесо образуется значительное разряжение, вызывающее поступление в центробежный компрессор новой порции рабочего тела. Работа центробежных сил на пути движения рабочего тела по межлопаточным каналам сопровождается увеличением абсолютной скорости и ростом кинетической энергии потока. Поскольку межлопаточный канал рабочего колеса представляет собой вращающийся диффузор в рабочем колесе также происходит повышение давления.

Рисунок 2. Схема течения рабочего тела в центробежном колесе.

Отводом (диффузором) называется часть проточной полости центробежного компрессора, в которой кинетическая энергия потока (динамическое давление) преобразуется в потенциальную энергию (статическое давление). Он устанавливается непосредственно за рабочим колесом. Наибольшее распространение в центробежных лопаточных машинах получил ло­паточный отвод (лопаточный диффузор) с кольцевой полостью (рисунок 3).

I – рабочее колесо; 2 — лопаточный отвод (диффузор); 3 — кольце­вая полость

Читайте также: Компрессор с 416 ухл

Рисунок 3. Схема лопаточного отвода с кольцевой полостью.

Лопаточный диффузор 2 представляет собой диффузорный канал с профилированными лопатками. В лопа­точном диффузоре происходит поворот потока рабочего тела, уменьшение скорости его движения и повышение давления. Кольцевая полость 3 представляет собой безлопаточный диффузор, в котором проис­ходит дальнейшее снижение скорости потока вследствие увеличения проходной площади из-за роста радиуса. Кроме того, в безлопаточном диффузоре происходит выравнивание скоростей потока после рабо­чего колеса. Таким образом, в лопаточном диффузоре с кольцевой полостью происходит дополнительное повышение статического давления.

Вывод: в центробежном компрессоре статическое давление повышается как в рабочем колесе, так и в лопаточном отводе (лопаточном диффузоре). Кроме того, повышение давления происходит в нагнетательной улитке центробежного компрессора, но ее вклад по сравнению с рабочим колесом и диффузором не велик в силу низких скоростей движения рабочего тела в улитке (практически улитка являет­ся разновидностью безлопаточного диффузора).

Отношение работы по повышению давлению в рабочем колесе к общей работе по повышению давлению в ступени центробежного компрессора характеризует параметр — степень реактивности

В современных конструкциях применяют центробежные компрессоры и нагнетатели со степенью реактивности θ =0,6…0,7, т.е. основное повышение давления происходит в рабочем колесе (реактивные центробежные машины).

Корпус. Ротор центробежного компрессора устанавливается в корпусе на двух опорах (консольно или двухопорно). Передняя опора ротора обычно представляет собой опорный подшипник скольжения, воспринимающий радиальные нагрузки. Задняя опора ротора, как правило, представляет собой опорно-упорный подшипник скольжения, который, кроме радиальных нагрузок воспринимает осевую нагрузку. Последняя воз­никает в результате разных по значению и направ­лению давлений, действующих на внешние поверхности рабочего колеса (составляющая от разности давлений) и в результате взаимодействия потока рабочего тела с рабочим колесом при повороте его на 90º (инерционная составляющая).

В одной ступени центробежного компрессора можно получить степень повышения давления p*_ст =1,2¸1,35 (для природного газа) и p*_ст ≤ 1,6 (для воздуха). При необходимости получения больших значений степени повышения давления центробежные компрессоры выполняют многоступенчатыми (двух- и реже трех- и четырехступенчатыми). На магистральных газопроводах в составе газоперекачивающих агрегатов применяются двухступенчатые центробежные нагнетатели газа, обеспечивающие общую степень повышения давления p_к* =1,35. 1,45.

В двухступенчатом центробежном компрессоре (см. рисунок 4) для подвода газа ко второй ступени служит обратный направляющий аппарат 4.

1-входное устройство (подвод); 2,5 – рабочие колеса 1-й и 2-й ступеней; 3,8 – диффузоры; 4 – обратный направляющий аппарат; 6 – улитка выходного устройства; 7 – разгрузочный диск.

Рисунок 4. Схема двухступенчатого центробежного компрессора.

После выхода га­за из диффузора 3 первой ступени поток газа поворачивается к центру и по неподвижным криволинейным каналам обратного направляющего аппа­рата 4 при мало изменяющейся скорости поступает к рабочему колесу второй ступени. Лопат­ки обратного направляющего аппарата на выходе из него имеют радиальное или близкое к радиальному направление с тем, чтобы обеспечить осевой осесимметричный подвод газа к следующему рабочему колесу (без закручивания потока).

В рабочем колесе второй ступени сечение проточной части выпол­няется уже, чем у первой. Это необходимо из-за уменьшения объема газа вследствие его сжатия в первой ступени. Практичес­ки сужение проходного сечения достигается уменьшением ширины выход­ного канала рабочего колеса при сохранении его наружного и внутрен­него диаметров постоянными.

Читайте также: Момент затяжки болтов компрессора кондиционера

За последней ступенью устанавливается улит­ка 6, служащая для направленного движения потока газа к нагнетающему трубопроводу. В улитке происходит выравнивание скоростей, замедле­ние движения потока и увеличение давления.

Дата добавления: 2016-02-09 ; просмотров: 10166 ;

Видео:Центробежный компрессорСкачать

Многоступенчатый центробежный компрессор

Видео:Пятиступенчатые центробежные компрессоры Dresser RandСкачать

Назначение

Центробежные компрессоры относятся к динамическим компрессорам. В них давление повышается при непрерывном движении газа через проточную часть машины. Повышение происходит за счет энергии, которую сообщают газу лопатки вращающегося ротора.

Многоступенчатый центробежный компрессор. На установке производства водорода, используется многоступенчатый центробежный компрессор. Данный агрегат предназначен для непрерывной подачи природного газа в технологический процесс.

Рис.1 – Многоступенчатый центробежный компрессор

Видео:Как работает центробежный газовый компрессорСкачать

Конструкция

Структура компрессора. Корпус компрессора состоит из двух частей с горизонтальной плоскостью разъема. Обе части корпуса имеют фланцы, которые стягиваются болтами для обеспечения герметизации. Подняв верхнюю часть корпуса, можно получить доступ ко всем внутренним элементам компрессора. В корпусе размещены также диффузоры и обратные направляющие аппарата.

Ротор. Наиболее важной частью центробежного компрессора является ротор. Он состоит из вала, на котором установлены рабочие колеса. Ротор вращается в подшипниках, установленных в корпусе.

Рабочее колесо состоит из заднего и переднего дисков. Между дисками установлены лопасти, отогнутые от радиального направления в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса.

Видео:Все о компрессорахСкачать

Принцип работы

Принцип работы центробежного компрессора. При вращении колеса газ, находящийся между лопатками, получает вращательные движения. Под действием центробежной силы газ перемещается к периферийной зоне колеса. Затем газ попадает в диффузор, площадь которого возрастает с увеличением радиуса. Скорость газа снижается, а давление увеличивается. Направляющие лопатки предназначены для повышения эффективности работы диффузора по превращению кинетической энергии в потенциальную.

При вращении рабочего колеса давление газа в зонах, расположенных у оси вращения, уменьшается, по сравнению с давлением во всасывающем трубопроводе. За счет чего образуется непрерывный поток, перемещающийся через проточную часть колеса.

Рис.5 – перемещение газа внутри компрессора

Колесо вместе с диффузором образует одну ступень компрессора.

Увеличение степени сжатия компрессора. Чтобы увеличить степень сжатия используют несколько ступеней. Конструктивно это обеспечивается установкой на одном валу нескольких рабочих колес, располагаемых в одном корпусе. В этом случае газ поступает в следующую ступень по каналам, образованным лопатками направляющего аппарата. Степень сжатия центробежного компрессора равна произведению его отдельных ступеней.

Осевое давление. Давление газа на стороне нагнетания рабочего колеса всегда больше, чем на всасывающей стороне. Данная характеристика образует осевое давление в направлении всасывающего патрубка компрессора. Для уравновешивания осевого давления на валу устанавливают разгрузочный барабан, со стороны нагнетания рабочего колеса.

Рис.6 – разгрузочный барабан

Муфты. Для присоединения вала компрессора к приводу используют упругие муфты, такие муфты разгружают вал компрессора от возможных изгибающих моментов. Кроме того муфты препятствуют распространению вибраций.

Турбина. Приводом компрессора является турбина, работающая на паре высокого давления. В качестве носителя энергии используется пар, производимый в парогенераторе, непосредственно на самой установке производства водорода. Поток водяного пара поступает через направляющие аппараты на лопатки, закрепленные по окружности ротора. Воздействуя на них, пар приводит ротор во вращение.

Применение парового турбопривода экономически обосновано, т.к. позволяет минимизировать затраты электроэнергии на установке в целом.

Читайте также: Противопролежневый матрас регулировка компрессора

Видео:Многоступенчатый центробежный компрессорСкачать

Центробежный компрессор: устройство и применение

Центробежный компрессор представляет собой динамический компрессор радиального типа. В отличие от компрессоров, работающих по принципу вытеснения, центробежные компрессоры работают при постоянном давлении. Прямое назначение таких установок — это сжатие газа в небольшом объеме, при этом одновременно увеличивается давление и температура сжимаемой среды.

Видео:Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать

Итак, как работает центробежный компрессор?

Воздух засасывается в центр вращающегося рабочего колеса с радиальными лопастями и прижимается к центру центробежной силой. Это радиальное движение воздуха приводит к повышению давления и генерированию кинетической энергии. Перед тем, как воздух направляется в центр рабочего колеса, кинетическая энергия также преобразуется в давление, проходя через диффузор и спираль.

Схема многоступенчатого однопоточного центробежного компрессора

а – продольный разрез; б – разрезы рабочего колеса и лопаточного диффузора; 1 – вал; 2 – диффузор; 3 – лопатки ОНА; 4,5 – уплотнения; 6 – рабочее колесо; 7 – рабочие лопатки; 8 – корпус компрессора

На каждой ступени компрессора давление воздуха повышается. В зависимости от требуемого давления число ступеней сжатия в центробежном компрессоре может варьироваться для достижения более высокого давления. Такое многоступенчатое сжатие часто используется в нефтегазовой и перерабатывающей промышленности. В установках очистки сточных вод, напротив, используются одноступенчатые установки низкого давления для достижения желаемого перепада давления.

В современных моделях центробежных воздушных компрессоров для привода рабочих колес используются сверхскоростные электродвигатели. Благодаря этому достигается компактность компрессора, так как отсутствует редуктор и соответствующая система смазки. Таким образом, такой компрессор подходит для применения там, где необходим стопроцентный безмасляный сжатый воздух.

Одним из наиболее важных факторов для центробежного компрессора является эффективность компрессора при полной нагрузке. Однако потребление воздуха на заводе всегда колеблется, поэтому система контроля мощности необходима для обеспечения стабильной работы компрессора. Это достигается с помощью направляющих лопаток, которые устанавливаются перед входом в первую ступень сжатия. Это необходимо для подачи воздуха с постоянным давлением нагнетания в соответствии с требованиями расхода воздуха.

Преимущества центробежных компрессоров

• Низкий вес, легкость проектирования и производства.
• Подходит для непрерывного подачи сжатого воздуха, например, в систему охлаждения.
• Безмасляный воздух н выходе из компрессора.
• Меньшее количество трущихся деталей.
• Высокая скорость потока.
• Относительно энергоэффективен.
• Широкий диапазон скоростей вращения рабочих колес.
• Центробежные компрессоры надежны и недороги в обслуживании.
• Для установки центробежного компрессора не требуется специальный фундамент.

Стоит отметить, что центробежные компрессоры не подходят там, где требуется сжатие до высоких давлений, а также, важно избежать вибраций установки из-за высокой скорости вращения рабочих колес, так как даже незначительный дисбаланс может привести к выходу компрессора из строя.

Применение центробежных компрессоров

• Пищевая промышленность — центробежный компрессор обеспечивает отсутствие масла.
• Центробежный компрессор удовлетворяет самым высоким требованиям к сжатому воздуху.
• Нефтеперерабатывающая отрасль, переработка природного газа.
• Охлаждение, кондиционирование воздуха, системы HVAC.
• Воздухоразделительные установки.

Последней тенденцией в производстве центробежных компрессоров стал их модульный принцип проектирования — компрессорные установки собирают из типовых модулей, дабы сократить затраты и эксплуатационные расходы. Использование таких модулей сокращает общее количество компонентов, затраты и ускоряет последующую сборку агрегата.

Наша компания предлагает приобрести современные центробежные компрессоры SAMSUNG TECHWIN , а также другое высокоэффективное компрессорное оборудование на выгодных условиях!

• 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/ustroystvo-kompressora-tsentrobezhnyy-kompressor

  💥 Видео

  Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

  

  Поршневой компрессорСкачать

  

  Как работаетй осевой компрессор или вентиляторСкачать

  

  Центробежные компрессоры SeAH в РоссииСкачать

  

  Пуск и эксплуатация компрессоровСкачать

  

  Как работает торцевое уплотнение? / Центробежный насосСкачать

  

  Курс ""Турбомашины" Глава 3.2 Рабочий процесс центробежного компрессора. ч. 1 (лектор Батурин О.В.)Скачать

  

  Компрессор центробежный, конструкция (Павлов) продолжениеСкачать

  

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

  

  Производство центробежных компрессоров DENAIRСкачать

  

  Центробежный компрессорСкачать

  

  Суперчарджер. Приводной компрессор | Science Garage На РусскомСкачать

  

  Учебный фильм "Трубопроводный транспорт газа" - Часть 2Скачать

  

  Как работает центробежный насос? Основные типы конструкций центробежных насосовСкачать