Компрессоров

В зависимости от вида потребителей сжатого воздуха компрессорные установки разделяют на две основные группы:

1. Потребители требуют подачи постоянного количест­ва воздуха при переменном давлении (доменные печи, ваг­ранки, специальные аппараты химической технологии).

2. Потребители требу­ют подачи воздуха с по­стоянным давлением при изменяющейся подаче (пневматический инстру­мент, отбойные молотки, пневматический привод, вибраторы различных ти­пов).

В первом случае из­менение режима работы компрессора называют регулированием на посто­янную подачу, во вто­ром - на постоянное давление.

Рассмотрим характе­ристику ε = f (M) ком­прессора совместно с ха­рактеристикой сети (рис. 13.1).

Последняя в случае воздушных сетей высокого давления довольно полога.

Рис. 13.1. График регулирования

компрессора двумя способами:

1) на M = const; 2) на n = const

Пусть нормальный режим установки определяется точкой при частоте вращения n: n₃ < n < n₄.

Если требуется поддерживать подачу = const, то рабочие точки режимов должны располагаться на линии AB, параллельной оси ординат.

Повышение или понижение степени сжатия при = const обусловливается потребителем и может быть до­стигнуто только изменением частоты вращения вала ком­прессора. При этом следует иметь в виду, что точка В оп­ределяет предельное значение степени сжатия . Выход за точку В, лежащую на границе помпажа, недопус­тим. Поэтому лопастные компрессоры, регулируемые из­менением частоты вращения на постоянную подачу, долж­ны снабжаться предохранительными клапанами, отрегули-

рованными на конечное давление . Это дает гарантию избежания помпажных режимов.

Если к компрессору предъявляется требование поддер­жания постоянной степени повышения давления ε = const при переменной подаче, то возможные режимные точки должны располагаться на линии CF.

Точка С определяет предельное минимальное значение подачи по условиям помпажа. В этом случае компрессор должен быть снабжен автоматическим антипомпажным устройством, датчиком в котором является динамический импульс c²/2 или давление всасывания, зависящее от по­дачи компрессора. При регулировании на ε = const раз­личные режимы могут достигаться, как видно из графика, изменением частоты вращения вала компрессора. Если приводным двигателем компрессора является паровая или газовая турбина, то изменение частоты вращения достига­ется без затруднений регулированием турбины. В случае электропривода компрессора необходимо применение спе­циальных типов двигателей с регулируемой частотой вра­щения.

Из графика (рис. 13.1) видно, что при любом способе регулирования изменение частоты вращения приводит к уменьшению адиабатического КПД, т. е. к ухудшению исполь­зования энергии, подводимой на вал компрессора. Только, в области частот вращения от n до n₄ имеет место незна­чительное повышение η _а при регулировании на постоянную подачу.

Уменьшение КПД является существенным недостатком способа регулирования компрессора изменением частоты вращения.

Дроссельное регулирование при n = const является до­ступным во всех случаях и очень простым способом регу­лирования. Однако при заданных n и характеристике сети этим способом возможно регулирование только на умень­шение подачи. В этом можно убедиться, анализируя гра­фик регулирования.

Регулирование можно проводить дросселем на напор­ном и всасывающем патрубках компрессоров; второе вы­годнее вследствие меньших затрат энергии, как правило,

пропорциональных плотности дросселируемого потока газа.

В некоторых частных случаях регулирование дросселем на входе оказывается выгоднее, чем регулирование изме­нением частоты вращения. Регулирование направляющим лопастным аппаратом на входе находит в цен тробежных компрессорах ограниченное применение ввиду конструктивной сложности.

Крупные компрессоры, приводимые паровыми турбина­ми, подвержены опасности разгона при снятии нагрузки сети. Для устранения возможности разгона до недопусти­мой частоты вращения компрессорные агрегаты с приво­дом от паровых турбин снабжаются специальными автома­тами - ограничителями частоты вращения, воздействующими на паровпускную систему турбины.