Явление помпажа в центробежных компрессорах

Помпаж может наблюдаться при работе осевых, центробежных насосов, компрессоров и вентиляторов.

Видео:Анохин В. Г. Компрессор ТРД. ПомпажСкачать

Помпаж центробежный насосов

К помпажу более склонны тихоходные насосы, характеристика которых имеет следующий вид:

Рассмотрим систему, в которой насос, через обратный клапан подает жидкость в резервуар. Предположим, что в какой-то момент потребление жидкости из резервуара становится значительно меньше подачи насоса, вследствие чего начинает расти уровень жидкости, а значит увеличивается и статическое давление, которое должен преодолеть насос для подачи жидкости в резервуар. Получается, что напор на выходе насоса должен увеличиться, в момент когда насос уже не может развить потребный напор происходит срыв подачи, она падает до 0. Обратный клапан закрывается, поток от насоса в резервуар отсутствует. За счет потребления жидкости уровень падает, когда напора насоса будет достаточно для преодоления сопротивления, подача резко возрастет до первоначального значения.

Процесс, описанный выше, является примером помпажа динамического насоса.

Видео:Центробежный компрессорСкачать

Причины возникновения помпажа

Причинами возникновения помпажа могут быть измения условий работы насоса, увеличение нагрузки (давления), изменение гидравлического сопротивления, снижение частоты вращения рабочего колеса насоса (например при падении напряжения сети). Также помпаж может наблюдаться при параллельной работе насосов, если напор одного из них при нулевой подаче меньше напора второго при одиночной работе на сеть.

Видео:Помпаж (Surge)Скачать

Предупреждение помпажа

Помпаж является нежелательным явлением, и может привести к поломке насосной станции и нарушению герметичности трубопроводов. Наиболее значимыми мерами по устранению эффекта помпажа являются:

• использование насосов, компрессоров и вентиляторов, в характеристике которых отсутствует восходящий участок;
• использование машин зона помпажа, которых сдвинута в область малых подач;
• использование антипомпажного клапана, который при уменьшении расхода до границы помпажа отправляет жидкость (или газ) на всасывание или в атмосферу.

Видео:Антипомпажное регулирование 02 декабряСкачать

Явление помпажа и регулирование работы центробежных и поршневых компрессоров.

В практике работы компрессоров часто возникает необходимость увеличения или уменьшения количества газа, подаваемого компрессором или группой компрессоров. Обычно несоответствие между подачей газа в сеть и его потреблением выражается в изменении давления нагнетания, которое понижается или повышается. В этом случае конченая цель регулирования компрессорной установки как самостоятельно изолированного агрегата — обеспечение постоянства заданного давления.

Существуют различные способы регулирования давления, как по схеме, так и по технологии исполнения. В связи с этим при выборе той или иной схемы необходимо исходить из наиболее экономичной, возможной для данных условий и оборудования.

При эксплуатации групповых компрессорных установок регулирование общей производительности обеспечивается пуском или остановкой одного или нескольких компрессоров. Однако при работе одиночных компрессоров такой способ приводит к резким изменениям давления в сети, что может расходиться с условиями поставки газа.

Наилучший способ регулирования — изменение частоты вращения вала компрессора и там, где это возможно, установка двигателей синхронных или внутреннего сгорания.

Однако приводом большинства компрессоров, используемых на нефтехимических предприятиях, служат асинхронные двигатели, с нерегулируемой частотой вращения вала.

На рисунках 11, 12 приведена характеристика центробежного компрессора при постоянной частоте вращения ротора. Там же нанесена и характеристика сети (кривая I). При работе в данной сети параметрами компрессора являются Q_н, N_н, η_н. При уменьшении сопротивления сети производительность компрессора возрастает. При отсутствии сопротивления сети (когда компрессор работает на «выброс») его производительность достигает максимального значения, т.е. Q_мах. Как видно на слайде, при работе центробежного компрессора его параметры могут достигать критических значений: Q_к и р_к.

Читайте также: Компрессор vl45 ajg характеристики

В случае работы компрессора при Q

КС сооружают по трассе газопровода. Расстояние между ними составляет 100-150 км. На рисунке 13 показана схематично компрессорная станция. Здесь по газопроводам 1 и 2 к станции поступает газ после предвари­тельной обработки на установках подготовки нефти. Газ проходит сепараторы 3 для отделения жидкости и механических примесей и подается к компрессорам по линии 5. Через регулятор давления «пос­ле себя» 4 газ подается к двигателям компрессоров 10ГК. Остальная, основная часть газа по трубопроводу идет в цилиндры компрессоров 7. После сжатия в ступени I газ направляется по линии 9 в маслоотде­лители 11, холодильники первой ступени 12 и сепараторы среднего давления 14, где отделяется влага. Ко второй ступени газ подается по линии 8. Такая же обработка газа проводится и после второй ступени в ап­паратах 11,13 и 15- К этим аппаратам газ подается по линии 10. Влага от всех сепараторов поступает в емкости для конденсата 16,17 к 18 и отбирается насосами насосной 19. Газ после сжатия и обработки направляется по линии 20 к потребителю (на газобензиновый завод, на скважины для газлифта и т. п.). Для охлаждения воды холодного и горячего цикла применяют градирни 21, где имеются емкость и на­сосная, расширительный бак с насосом горячего цикла. Для компрес­сорной, на которой установлено обычно 1. 10 компрессоров, необхо­димо масляное хозяйство, так как расход масел различных марок ве­лик (емкости и насосы маслохозяйства 22). Кроме того, запуск комп­рессора производится сжатым воздухом, запас которого в специаль­ной емкости пополняется небольшими вспомогательными компрес­сорами 23. Имеющийся в газе конденсат может образовать жидкостные проб­ки в трубопроводах, особенно если трасса трубопровода имеет чередующиеся подъемы и спуски. В зимнее время возможно замерзание этих жидкостных пробок. Наличие масла в газе может привести к образованию взрывоопасных смесей. Поэтому в системе трубопро­водов имеются масло- и влагоотделители.

Рисунок 13 — Схема компрессорной станции: 1, 2 — газопроводы; 3 – сепараторы; 4 – регулятор давления; 5, 6, 8, 9, 10, 20 – линии газопроводов; 7 – цилиндры компрессоров; 8 – линии ко второй ступени; 11 – маслоотделитель; 12 – холодильник первой ступени; 13, 15 – сепараторы; 14 — сепаратор среднего давления; 16 , 17, 18 – емкости для конденсата; 19 – насосная; 21 – градирня; 22 – масляное хозяйство для компрессоров (емкости и насосы)

Помимо стационарного исполнения компрессорных станций можно видеть блочно-модульное исполнение. Это по сути дела компрессорная станция упакованная в маленький контейнер который помещается в железнодорожную цистерну (рисунок 14).

В нашей стране с точки зрения географии газ добывается в Северных районах и расположение месторождений в этих регионах зачастую не позволяет круглогодично обеспечить туда доставку ресурсов и техники, поэтому для того чтобы обеспечить транспортировку газа от дальних промыслов газовые компании используют зачастую блочно-модульные станции. Там расположены те же самые сепараторы, компрессоры, очистители, охладители. С помощью данных станций газ можно отделить от нефти, если речь идет о попутном газе, и направить на собственные нужды (теплоснабжение, освещение).

Читайте также: Аварийный клапан компрессора скания

Рисунок 14 — Блочно-модульное исполнение КС

Видео:Неустойчивая работа компрессора, пампаж (Павлов)Скачать

Помпаж осевых компрессоров и центробежных нагнетателей

Помпажом осевых компрессоров принято называть явления автоколебаний малой частоты (порядка нескольких герц) всей массы рабочего тела в системе компрессор-сеть. Колебания по своей форме могут быть близкими к гармоническим В режиме помпажа поток рабочего тела в пределах проточной части осевого компрессора может иметь самые различные формы движения, хотя наиболее характерными являются обратные токи [13].

Помпаж как таковой возникает при срыве потока на лопатках компрессора под влиянием больших положительных углов атаки. Например, если при неизменной частоте вращения увеличивать давление в нагнетательном патрубке, то прежде всего в последней ступени компрессора будет снижаться коэффициент расхода. При этом углы атаки на лопатках будут возрастать и в некоторый момент времени в последней ступени произойдет срыв потока и уменьшится напор компрессора.

Уменьшение напора должно восполниться за счет работы прежде всего предпоследней ступени. Но предпоследняя ступень сама уже работает вблизи неустойчивой зоны. Она не может обеспечить двойную нагрузку. Поэтому срыв потока произойдет и предпоследней ступени тоже. Поток воздуха устремится из нагнетательной линии в сторону всасывающей, что приведет к падению давления в нагнетательной камере. В какой-то момент времени давление в нагнетательной линии упадет настолько, что, вращаясь, ступени компрессора будут в состоянии вновь нагнетать воздух и поток вновь изменит направление своего движения. Таким образом, будут возникать колебания воздуха, вихри, различные направления движения воздуха в пределах проточной части компрессора.

Помпажные явления в осевом компрессоре могут охватить компрессор в целом и проявляться в виде периодического изменения давления воздуха на линии нагнетания, температуры воздуха, частоты вращения, а также повышенной вибрации агрегата и шума.

Частота пульсаций достаточно жестко связана с емкостью сети и длиной трубопроводов. Амплитуды колебаний также зависят от емкости сети, ее инерционных и демпфирующих свойств. Зависимость от сети настолько велика, что один и тот же компрессор при одинаковых режимах по расходу газа и частоте вращения может работать как в режиме помпажа, так и без его проявления. Изменение емкости по расходу рабочего тела вызывает отклонение момента начала помпажа. Этим, в частности, объясняется то, что линия совместной работы компрессора и газовой турбины в установках с регенерацией теплоты отходящих газов проходит ближе к линии помпажа, чем в установках без регенерации теплоты отходящих газов.

При неизменной частоте вращения осевого компрессора, устойчивый режим работы ГТУ начинает нарушаться в области максимума на характеристике p_к— G с небольшими отклонениями в ту или иную сторону (см. Рис. 3.6).

Рабочая точка компрессора D₁ определяется линиями пересечения характеристики осевого компрессора и характеристики сети (пунктирная линия). Если принять, что по некоторым причинам (при неизменном положении дросселя) расход несколько увеличился, т. е. компрессор начинает работать на режиме точки D₂ , а для подачи увеличенного количества воздуха требуется и повышенное давление Р₂ > P_1. Однако рост давления действует против потока и снижает расход воздуха до его первоначального значения (точка D₁₎. Легко заметить, что режим остается стабильным и при уменьшении расхода, т.е. режим работы осевого компрессора будет оставаться устойчивым до тех пор, пока выполняется условие:

В многоступенчатых компрессорах помпаж обычно не возникает, когда одна или даже несколько ступеней работают в неустойчивой области, если только характеристика осевого компрессора в целом удовлетворяет условиям стабильности, т.е. соотношение давлений сжатия при постоянной частоте вращения с уменьшением расхода или увеличивается или, по крайней мере, остается постоянным.

Читайте также: Мастерская по ремонту автомобильного компрессора

Граница помпажа многоступенчатого компрессора в верхней своей части имеет излом в точке В (см. Рис. 3.1). Этот излом является следствием последовательного срыва потока в ступенях при повышении частоты вращения. Точка излома как раз и соответствует такой частоте вращения (при данных p_к и G), при которой срыв потока на лопатках компрессора переходит из первых ступеней в последние.

При полном срыве потока в одной из ступеней возникают зоны срыва, которые могут проходить через всю проточную часть компрессора; экономичность компрессора при этом резко падает, агрегат начинает сильно вибрировать, работать на таком режиме нельзя. Внешние признаки помпажа весьма характерны. Вдали от линии помпажа (dp_к/dG

В компрессорах с высоким соотношением давлений сжатия, когда предельная производительность компрессора определяется режимом запирания его последних ступеней, противопомпажные устройства обеспечивают сброс воздуха через какую-либо из промежуточных ступеней компрессора.

В условиях работы ГТУ на компрессорных станциях наблюдаются случаи появления помпажа при обмерзании входной части осевого компрессора при повышенной влажности наружного воздуха в период сильных туманов, снегопадов и метелей.

Аварийные остановки агрегатов из-за обмерзания входной части компрессора приводят к нарушению работы станции, уменьшают подачу товарного газа и отрицательно сказываются на работоспособности отдельных узлов и деталей ГТУ.

Помпаж осевого компрессора при обледенении входной кромки осевого компрессора может сопровождаться мощным хлопком и выбросом воздуха во всасывающий тракт агрегата. Следует отметить, что помпаж здесь наступает прежде всего в результате внезапного возмущения потока воздуха в момент отрыва кусков льда или налипшего снега со стенок конфузора или направляющих лопаток компрессора. В момент отрыва кусков льда с направляющего аппарата компрессора, возросшая при обледенении в межлопаточных каналах осевая составляющая скорости резко падает, вследствие быстрого увеличения проходного сечения решетки и лопатки как бы не успевают «подхватить» поток воздуха, что вызывает нарушение целостности потока и увеличение местных сопротивлений и, как следствие этого, выброс остатков льда во всасывающий патрубок.

Помпаж центробежного нагнетателя сопровождается теми же внешними признаками, что и помпаж осевого компрессора: хлопки, сильная вибрация нагнетателя, периодические толчки, колебания частоты вращения и температуры газов ГТУ и т.д.

Причинами возникновения помпажа в нагнетателе являются: колебания давления в газопроводе, неправильная или несвоевременная перестановка кранов в трубной обвязке нагнетателя, снижение частоты вращения нагнетателя ниже допустимой, попадание посторонних предметов на защитную решетку нагнетателя и ее обледенение и т. д.

В настоящее время существует достаточно много противопомпажных автоматических систем, позволяющих не допустить попадание нагнетателя в зону помпажа и сигнализирующих о приближении рабочей точки к границе помпажа. Наиболее распространенные системы основаны на сопоставлении величины расхода газа с создаваемым нагнетателем напором с последующим воздействием на перепускной кран. Специальный регулятор, рассчитывая расстояние рабочей точки от границы помпажа, воздействует на перепускной клапан и перепускает часть газа с выхода нагнетателя на вход, чем и осуществляется устойчивость режима работы нагнетателя [11].

• 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/yavlenie-pompazha-v-tsentrobezhnyh-kompressorah

  🎦 Видео

  27) От чего бывает помпаж - почти все случаи, свои можете коментировать буду рад этомуСкачать

  

  Как работает центробежный газовый компрессорСкачать

  

  Как работает торцевое уплотнение? / Центробежный насосСкачать

  

  Многоступенчатый центробежный компрессорСкачать

  

  Помпаж ЦБНСкачать

  

  Пятиступенчатые центробежные компрессоры Dresser RandСкачать

  

  Ильдар Авто-подбор что такое Помпаж турбиныСкачать

  

  КавитацияСкачать

  

  Рабочий процесс в осевой ступени турбиныСкачать

  

  Рабочий процесс в осевой ступени турбиныСкачать

  

  ОТ ПРОВЕРКИ ДО НАЛАДКИ / Помпажное тестирование компрессора ДКС на шестом газовом промысле ЯмбургаСкачать

  

  Видео кавитации в насосе.Скачать

  

  Как работает центробежный насос. Что такое кавитацияСкачать

  

  Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать

  

  Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать