Газодинамические характеристики центробежного нагнетателя газа.

Обеспечение устойчивой работы - одна из важнейших задач при проектировании и эксплуатации центробежных компрессоров и нагнетателей газа.

При проектировании компрессора путем выбора геометрических характеристик проточной части стремятся обеспечить как можно более широкий диапазон работы по расходу (производительности), но фактически центробежные нагнетатели, использующиеся для перекачки природного газа на магистральных газопроводах, имеют достаточно ограниченный рабочий диапазон. С другой стороны, вследствие неравномерности газопотребления, а также в результате переключения технологических кранов на магистральных газопроводах расход газа в газопроводе изменятся в широких пределах.

В связи с этим на магистральных газопроводах достаточно часто создаются условия для неустойчивой работы центробежного нагнетателя.

Как было отмечено выше, при уменьшении расхода газа через центробежный нагнетатель относительно расчетного значения его устойчивая работа нарушается. Минимальный расход газа через центробежный нагнетатель, при котором возникает помпажный режим работы, определяется при проведении газодинамических испытаний нагнетателей на заводских стендах. По результатам испытаний строятся так называемые газодинамические характеристики нагнетателя, с помощью которых определяются параметры режима работы нагнетателя.

Газодинамической характеристикой центробежного нагнетателя называется зависимость степени повышения давления , политропического коэффициента полезного действия и внутренней мощности N_i от производительности Q (подача газа) при различных частотах вращения ротора нагнетателя n.

Газодинамические характеристики нагнетателей определяются при испытании на воздухе.

Каждое испытание производится при заданной частоте вращения ротора нагнетателя n=const.

(Слайд №9)

Зависимость степени повышения давления (или перепада давления Δ P) в нагнетателе от расхода газа Q называется напорной характеристикой.

(Слайд №10)

Зависимость изменения внутренней мощности нагнетателя N_i от расхода газа Q называется характеристикой мощности.

(Слайд №11)

Зависимость политропического КПД нагнетателя от расхода газа Q называется характеристикой КПД.

(Слайд №12)

График, на котором в своих масштабах при заданной частоте вращения ротора построены три главные характеристики нагнетателя (напорная, мощности и КПД) называется суммарной характеристикой.

Чаще всего результаты испы­таний представляют в виде осредненных по экземплярам конкретного ти­па нагнетателя зависимостей (степени повышения давления, внутренней мощности и политропического К.П.Д. от расхода на входе в нагнетатель) при ряде значений частот вращения ротора.

(Слайд №13)

Для возможности использования газодинамических характеристик для природных газов различного состава и при различных начальных параметрах их приводят к фиксированным условиям. Такие характеристики называются приведенными.

Приведенные характеристики строятся по экспериментальным данным для заданных физических величин:

§ газовой постоянной R _пр = 490 Дж/(кг*К)

§ коэффициента сжимаемости z _пр = 0, 91

§ температуры газа T _пр = 288 К

§ частоты вращения на номинальном режиме n_ном.

Приведенные характеристики строятся во всем возможном рабочем диапазоне величин производительнос­ти нагнетателя вплоть до границы неустойчивой работы.

(Слайд №14)

В настоящее время используется два типа приведенных характеристик нагнетателя.

Первый тип характеристик (см. рисунок 5) представляет собой зависимость величин , , приведенной относительной внутренней мощности нагнетателя от приведенного объёмного расхода газа на входе в нагнетатель пр. при приведенной относи­тельной частоте вращения ротора :

.

(Слайд №15)