Компрессор центробежный принцип работы
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Компрессор центробежный принцип работы

Центробежные компрессоры

Центробежным называют радиальный компрессор, в котором поток газа во вращающихся решетках лопаток направлен от центра к периферии.

Центробежный компрессор относится к классу динамических лопастных машин, которые называют турбокомпрессорами.

Типы центробежных компрессоров

В зависимости от особенностей конструкции можно выделить несколько разновидностей центробежных компрессоров.

По количеству ступеней:

По типу рабочего колеса:

  • с полуоткрытым рабочим колесом
  • с закрытым рабочим колесом

По типу отводящего аппарата:

  • с лопаточным диффузором
  • с безлопаточным диффузором

Одноступенчатый центробежный компрессор

Схема одноступенчатого центробежного компрессора авиационного типа показана на рисунке.

Рабочее колесо с двухсторонним отводом установлено в корпусе насоса, воздух из атмосферы через входной направляющий аппарат подводится к центральной части рабочего колеса. При вращении колеса лопатки воздействуют на частицы воздуха, передавая им энергию. В результате взаимодействия с лопатками разогнанные частицы воздуха под действием центробежной силы переносятся к периферии рабочего колеса, попадая в выходной направляющий аппарат (или спиральный отвод), где часть кинетической энергии газа переводится в потенциальную.

Одноступенчатые компрессоры можно применять не только для получения сжатого воздуха, но и для нагнетания других газов.

Многоступенчатый центробежный турбокомпрессор

На рисунке показана схема многоступенчатого центробежного компрессора.

При вращении рабочего колеса центробежного компрессора за счет воздействия центробежных сил частицы газа отбрасываются от центра к периферии, затем поток через охладитель, диффузор или направляющий аппарат на вход последующей ступени. Степень повышения давления на каждой ступени зависит от возрастания скорости движения газа. На выходе последней ступени установлен отвод, который позволяет часть кинетической энергии преобразовать в потенциальную, а значит повысить давление газа.

Многоступенчатые турбокомпрессоры способны обеспечить значительно большую степень сжатия воздуха, они получили более широкое распространение, чем одноступенчатые.

Рабочие колеса центробежных компрессоров

Лопатки рабочего колеса воздействуют на частицы газа в компрессоре, профилирование лопаток, правильный выбор геометрии колеса позволяет повысить КПД компрессора и получить нужные характеристики.

Закрытое рабочее колесо

Закрытое рабочее колесо центробежного компрессора состоит из базового диска, лопаток, и переднего покрывающего диска.

С целью увеличения КПД насоса лопатки выполняют загнутыми назад. Колеса закрытого типа применяются в том случае, если окружная скорость не превышает 300 м/с. Как правило закрытые колеса используют в многоступенчатых компрессорах.

Полуоткрытое рабочее колесо

В полуоткрытых колесах отсутствует передний покрывающий диск, внешний вид колеса полуоткрытого типа показан на рисунке.

Полуоткрытые рабочие колеса применяют при окружных скоростях на выходе колеса превышающих 300 м/с, в том числе и в одноступенчатых центробежных компрессорах авиационного типа.

Входной направляющий аппарат

Направляющие лопатки, установленные на входе компрессора предварительно закручивают поток газа в сторону вращения рабочего колеса. Это позволяет снизить относительную скорость, таким образом, чтобы число Маха не превышало 0,9. Кроме того, направляющие лопатки на входе центробежных компрессоров позволяет снизить потери во входном устройстве.

Применение направляющих лопаток позволяет увеличить КПД центробежного компрессора.

Отводящее устройство

Отводящее устройство или направляющий аппарат в центробежном компрессоре предназначено для направления потока газа в нагнетательный трубопровод или на вход последующей ступени сжатия. В отводящем устройстве кинетическая энергия потока газа преобразовывается в потенциальную, в результате чего скорость движения частиц падает, а давление возрастает.

Безлопаточный отвод

Безлопаточным отводом считают кольцевой канал в корпусе компрессора, в которой поступает газ от рабочего колеса.

Безлопаточный отвод может быть кольцевым или спиральным. Диаметр проходного сечения в кольцевом отводе по ходу движения потока газа не изменяется.

Спиральный отвод

В спиральном отводе или безлопаточном диффузоре диаметр проходного сечения по ходу движения газа увеличивается. Отвод представляет собой расширяющийся патрубок с переменным, относительно оси вращения колеса, диаметром. Для снижения скорости газа в отводе в 2 раза, его диаметр также должен быть увеличен в 2 раза.

Лопаточный отвод

Если в отводе имеются лопатки, то его называют лопаточным диффузором. Использование лопаток, направляющих поток, позволяет снизить скорость движения потока сжатого газа, и уменьшить габаритные размеры отвода.

Форма и расположение лопаток зависят от особенностей компрессора. Например в многоступенчатых центробежных компрессорах часто используют лопатки одинаковой формы, образующих радиальную решетку.

Применение центробежных турбокомпрессоров

Центробежные машины используют на компрессорных станциях металлургических заводов, машиностроительных предприятий, в горнодобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности, для транспортировки больших объемов газа.

Устройство центробежных компрессоров

Центробежные компрессоры представляют собой оборудование, входящее в группу компрессоров динамического типа с радиальной конструкцией. Главным преимуществом установок данного типа является их высокая производительность, которая в разы превышает показатели компрессоров других видов. Благодаря этому, центробежные воздушные компрессоры, устройство которых позволяет использовать их при интенсивной эксплуатации, широко используются в промышленных масштабах – в нефтеперерабатывающей отрасли, металлообработке и других сферах деятельности.

Центробежные компрессоры – устройство и основные элементы

Компрессорные установки, состоящие в группе оборудования центробежного типа, представляют собой широкое разнообразие агрегатов, различных по своим характеристикам и техническому оснащению. Но при этом, центробежным компрессорам характерно общее стандартное оснащение. Так, оборудование данного типа включает в себя такие основные элементы, как:

  • корпус оборудования;
  • патрубки – входное и выходное устройства;
  • рабочие колеса;
  • диффузор;
  • привод – может быть различных типов (дизельный, электрический и другие).

Здесь Вы можете ознакомиться с каталогом компрессоров, реализуемых ООО ГК “ТехМаш”.

Конструкция центробежных установок может быть различной в зависимости от количества в оборудовании следующих элементов:

  • ступеней – одно- и многоступенчатые;
  • роторов – однороторные и многороторные.

Кроме того, устройство центробежных компрессоров также имеет классификацию и по типу корпуса:

  • Установки с разъемом корпуса горизонтального типа – в данном случае корпус имеет горизонтальное разделение на две части. Подобные особенности конструкции установки обеспечивают легкий доступ к ротору оборудования в случае необходимости. Используются агрегаты данного типа при необходимости получения давления с показателем ниже 60 атмосфер.

  • Оборудование с разъемом корпуса вертикального типа – данное оборудование устанавливается в специальный цилиндр и применяется в технологических процессах, где уровень давления доходит до 700 атмосфер. При этом цилиндр содержит такие же диафрагмы и ротор, как и оборудование, корпус которого имеет горизонтальный разъем.

  • Установки, оснащенные редуктором – данное оборудование, как правило, оснащено несколькими валами и редуктором, обеспечивающим передачу движения с мотора на вал. Применяются подобные компрессоры при необходимости получения давления с показателем ниже среднего.

Действие центробежных компрессоров

Устройство и принцип работы центробежных компрессоров основаны на динамическом сжатии газообразной среды. Основным элементом данного оборудования является ротор, оснащенный валом с рабочими колесами, расположение которых симметрично. В процессе работы оборудования, на частицы газа действует сила инерции, которая возникает благодаря наличию вращательного движения, совершаемого лопатками колеса. При этом происходит перемещение газа от центра компрессора к краю рабочего колеса и в результате газ сжимается и приобретает скорость. Далее скорость газа снижается и последующее сжатие происходит в круговом диффузоре – кинетическая энергия переходит в потенциальную. На следующем этапе газ поступает в обратный направляющий канал и переходит в следующую ступень установки.

Важным отличием центробежных установок от оборудования другого типа является отсутствие контакта между маслом и газом. В случае с агрегатами данного типа требования к смазке рабочих элементов оборудования значительно ниже, нежели в установках объемного действия. При этом смазка полностью защищает от ржавчины элементы оборудования, а масло, имеющее слабое окисление, смазывает зубчатые колеса, уплотнения и подшипники максимально эффективно.

Читать еще:  Подогреваемый кислородный датчик

Так, работа компрессора центробежного имеет достаточно простой принцип действия и основывается на вращательном движении лопастей рабочего колеса, который является одним из главных рабочих элементов установок центробежной группы. При этом, данному оборудованию характерно быстрое повышение уровня давления и достижение его максимальной величины за короткий период работы агрегата.

Одна из главных особенностей установок данного типа заключается в зависимости потребляемой оборудованием мощности, давления сжимаемого газа и его коэффициента полезного действия от уровня производительности компрессора. Характер и степень данной зависимости указывается в рабочих характеристиках установок, при этом индивидуально для каждой модели оборудования.

Конструкция, а также принцип работы центробежных компрессоров являются достаточно простыми в сравнении с установками других типов. Данная особенность позволяет получить сразу несколько преимуществ – возможность длительного срока использования оборудования при его интенсивной эксплуатации и высоком уровне эффективности работы. При этом, данное оборудование на протяжении всего периода использования требует минимального технического обслуживания, а в случае необходимости, легко поддается ремонту при поломках различных типов.

Центробежные компрессоры. Виды, характеристики центробежных компрессоров.

Центробежные компрессоры

По назначению компрессоры подразделяются на воздушные и газовые (кислородные).

Наибольшее распространение получили воздушные компрессоры, или компрессоры общего назначения. Они вырабатывают сжатый воздух давлением до 5 МПа, который широко применяется в промышленности. Например, в металлургии сжатый воздух используется для дутья в доменных и мартеновских печах, вагранках, нагревательных и термических печах и пр. Сжатый воздух как энергоноситель используется для привода различных пневмомеханизмов, молотов, трамбовок, вибраторов, обрубных молотов,

патронов для зажима деталей в станках, пневмоподъемников и т.д.

Воздух широко применяется для транспортирования и перемешивания сыпучих материалов, сепарации пыли и во многих других процессах.

Рост сети газопроводов и увеличение их протяженности способствовали развитию газовых компрессоров на высокие давления — до 40 МПа и выше. Для доставки природного газа в пункт потребления через каждые 100— 150 км газопроводов необходимо устанавливать компрессорные станции, перекачивающие до нескольких миллионов кубометров газа в сутки.

По принципу действия различают поршневые (объемные) компрессоры и турбокомпрессоры.

В поршневых повышение давления происходит из-за уменьшения объема замкнутого пространства, в котором находится газ, за счет перемещения стенки (например, поршня в цилиндре). При сжатии газ практически неподвижен, силы инерции в нем не проявляются (статическое сжатие). Характерной особенностью этих компрессоров является периодичность рабочего процесса.

В турбокомпрессорах сжатие происходит вследствие использования сил инерции потока газа. Преобразование энергии в турбокомпрессорах можно условно разделить на два этапа: на первом — газу сообщается кинетическая энергия (например, вращающимся лопаточным аппаратом), а на втором — поток газа тормозится и его кинетическая энергия преобразуется в потенциальную (в диффузоре). Оба этапа могут совершаться одновременно. Характерной особенностью этих турбокомпрессоров является непрерывность рабочего процесса.

Следует заметить, что получение сжатых газов является весьма энергоемким производством. Например, на многих машиностроительных заводах для привода компрессоров расходуется около 30% общих затрат энергии, а на предприятиях горнорудной промышленности еще больше.

Конструктивная схема центробежного компрессора представлена на рис. 4.1. Можно сказать, что центробежный компрессор действует аналогично центробежному насосу.

Реальный компрессорный процесс сжатия считается политропным. Работу политропного сжатия идеального газа (без учета потерь на трение) можно определить по уравнениям термодинамики в специальной литературе (погрешность составляет 2—3 %).

Рис. 4.1. Трехступенчатый центробежный компрессор:

1 — вал; 2 — диффузор; 3 — неподвижные направляющие лопатки; 4 — лабиринтовые уплотнения; 5 — концевые уплотнения; 6 — рабочее колесо; 7 — рабочие лопатки; 8 — корпус компрессора

Удельная работа L, совершаемая над потоком в реальном компрессоре, расходуется на сжатие и перемещение газа, изменение его кинетической энергии и внутренние потери.

При наличии потерь в зависимости от интенсивности внешнего охлаждения процесс сжатия в компрессоре может протекать с показателем политропы п = 1,2÷1,7, меньшим или большим показателя адиабаты.

К основным параметрам компрессора относятся подача, конечное давление, мощность на валу и КПД (относительный), так как совершенство компрессорного процесса оценивают при помощи относительных термодинамических КПД — изотермического hиз и изоэнтропного hа.

Если действительный политропный процесс в компрессоре происходит с показателем n при удельной энергии L, то изотермический и изоэнтропный КПД определяют по формулам:

где Lиз и La — удельные энергии изотермического и изоэнтропного процессов.

Центробежные и осевые компрессоры (с неинтенсивным охлаждением) оцениваются при помощи изоэнтропного КПД hа. Это объясняется тем, что для компрессоров этого типа изоэнтропный процесс является эталонным и наиболее совершенным.

Подачей называется количество газа (воздуха), подаваемого компрессором в единицу времени. Различают массовую т, кг/с, и объемную Q, м 3 /с, подачи. В характеристиках машины обычно указывается объемная подача, отнесенная к условиям всасывания либо к нормальным условиям по ГОСТ 2939—63 (tн = 20 °С, рн = 101,325 кПа). Давление р, развиваемое компрессором, можно рассматривать как энергию, сообщаемую одному кубическому метру газа (1 Дж/м 3 = 1 Н. м/м 3 = 1 Па).

Мощность на валу центробежного компрессора для одной ступени, кВт,

где r — плотность газа (воздуха), кг/м 3 ; Lа — удельная энергия изоэнтропного процесса сжатия, Дж/кг; hа= 0,8÷0,9; hмех= 0,96÷0,98 — механический КПД.

Мощность многоступенчатого компрессора представляет собой сумму мощностей отдельных ступеней.

Характеристиками центробежных компрессоров называются графически изображенные зависимости: р = f1(Q), Nв= f2(Q) и hк= f3(Q). Наиболее важной из них является зависимость между давлением (удельной работой) и подачей р = f1(Q).

Центробежные компрессоры выполняются с большим разнообразием схем и конструкций проточной части, отдельных узлов и деталей. Их изготовляют одноступенчатыми и многоступенчатыми. Повышение давления, создаваемого одной ступенью центробежного компрессора, ограничивается аэродинамической прочностью рабочего колеса. Поэтому для достижения требуемого конечного давления применяются многоступенчатые компрессоры. В современных центробежных компрессорах в зависимости от требуемого конечного давления в одном корпусе размещают шесть— восемь ступеней. Многоступенчатые центробежные компрессоры могут иметь промежуточные теплообменники (охладители). После сжатия в секции, состоящей из одной—трех неохлаждаемых ступеней, газ охлаждается в теплообменнике (рис. 4.2).

Центробежные компрессоры общего назначения выпускаются с подачей 1,66; 4,166 и 8,33 м 3 /с,

для кислородных блоков — 15 м 3 /с и выше, для доменных печей — от 50 до 200 м 3 /с. В отдельных случаях производят компрессоры с малой подачей 1,0—1,5 м 3 /с (для нефтехимии и др.). Компрессоры с подачей более 50 м 3 /с имеют в основном паротурбинный привод.

Рис. 4.2. Схема трехсекционного шестиступенчатого центробежного компрессора:

1 — компрессор; 2 — редуктор; 3 — привод; 4 — охладитель II секции; 5 — охладитель I секции

Компрессоры со средней и высокой подачей большей частью выпускаются с разъемом корпуса в горизонтальной плоскости по аналогии с современными паровыми турбинами. Диффузоры и обратные направляющие аппараты составляют одно целое с корпусом или же, что встречается чаще, они размещаются на диафрагмах, плотно вставленных в корпус. Диафрагмы также имеют разъем в горизонтальной плоскости.

Читать еще:  На холодную машина дергается

Все центробежные компрессоры, как правило, многоступенчатые. Охлаждение корпуса компрессора улучшает его энергетические характеристики.

На рис. 4.3 представлено устройство широко распространенного в промышленности воздушного компрессора К-250-61-1. Компрессор шестиступенчатый, трехсекционный, имеет корпус с горизонтальным разъемом. Все подводящие и отводящие патрубки отлиты как одно целое с нижней половиной корпуса. Диффузоры компрессора канального типа имеют горизонтальный разъем и плотно вставлены в корпус. Привод компрессора электрический и соединен с компрессором через повышающий редуктор.

Регулирование подачи компрессора производят следующими способами: изменением частоты вращения вала, закруткой потока перед рабочим колесом и дросселированием потока на всасывании или нагнетании.

Характеристики турбокомпрессоров и воздуходувок отечественных и зарубежных производителей приведены в табл. 4.1—4.5.

Рис. 4.3. Воздушный компрессор К-250-61-1:

а — 1 — рабочее колесо I секции; 2 — диффузор канального типа первого колеса; 3 — рабочее колесо II секции; 4 — рабочее колесо III секции; 5 — думмис; б — характеристики компрессора при tн = 20 °С; п = 11230 мин –1

Таблица 4.1. Технические характеристики центробежных компрессоров ТКА

Центробежный компрессор, принцип его действия

Центробежные компрессоры по принципу действия относятся к классу машин лопаточного типа. Машина состоит из одного или нескольких рабочих колес, насаженных на вал ротора и вращающихся в замкнутом, определенной формы, корпусе. Сжатие и нагнетание газа происходит под действием центробежной силы, развиваемой при вращении ротора в каналах между лопатками рабочего колеса.

Принцип работы этих машин аналогичен работе центробежного насоса. Разница состоит в том, что при повышении давления газ сжимается, увеличивается его плотность, а плотность жидкости остается практически постоянной.

При вращении рабочего колеса на стороне входа образуется разряжение, вследствие чего газ непрерывно поступает из всасывающего трубопровода в каналы между лопатками рабочего колеса. В рабочем колесе газ под действием центробежной силы отбрасывается от центра к внешней окружности, происходит повышение плотности и увеличение скорости газа. Попав из рабочего колеса в корпус, имеющий форму диффузора, газ значительно снижает свою скорость, в результате чего возрастает его давление. В многоступенчатых компрессорах газ по выходе из рабочего колеса первой ступени попадает в диффузор, а затем по направляющим каналам – на рабочее колесо второй ступени. Пройдя аналогичным путем последовательно все ступени, сжатый газ попадает в спиральный корпус, а из него – в нагнетательный трубопровод.

На осуществление сжатия расходуется энергия приводного двигателя машины. Сжатие газа сопровождается повышением его температуры. Сжимаемый газ подвергается охлаждению путем введения воды в специальные камеры, окружающие рабочие колеса, или в отдельно расположенных промежуточных холодильниках.

Центробежный компрессор состоит из корпуса и ротор, имеющего вал 1 с симметрично расположенными рабочими колесами. Центробежный 6 – ступенчатый компрессор (рис. ) разделен на три секции и оборудован двумя промежуточными холодильниками, из которых газ поступает в каналы 12 и 13. Во время работы центробежного компрессора частицам газа, находящимся между лопатками рабочего колеса, сообщается вращательное движение, благодаря чему на них действуют центробежные силы. Под действием этих сил газ перемещается от оси компрессора к периферии рабочего колеса, претерпевает сжатие и приобретает скорость. С периферии рабочего газ направляется в диффузор, где его скорость уменьшается (за счет увеличения проходного сечения), кинетическая энергия газа преобразуется в потенциальную энергию и давление возрастает. После этого газ по обратному направляющему каналу поступает в другую ступень компрессора и т. д.

Получение больших степеней повышения давления газа в одной ступени (у промышленных компрессоров – 8 – 12) ограничено главным образом пределом прочности рабочих колес, допускающих окружные скорости до 250 – 500 м/сек. Обычно окружная скорость вращения не превышает 150 – 250 м/с. Диаметр колес компрессора чаще всего колеблется в пределах 700 – 1400 мм. Для уменьшения перетечки газа внутри компрессора между вращающимися элементами ротора и неподвижными элементами статора предусматриваются лабиринтные уплотнения. Принцип действия их основан на потере напора газа при прохождении через группу последовательно расположенных щелей (сопротивлений).

Рис. Центробежный компрессор

1 – вал; 2,6, 8, 9,10 и 11 – рабочие колеса; 3 и 7 кольцевые диффузоры; 4 – обратный направляющий аппарат; 12 и 13 – каналы для подвода газа из промежуточного холодильника; 14 – канал для всасывания газа.

Важной особенностью центробежных компрессоров (а также осевых) является зависимость давления сжатого газа, потребляемой мощности и к.п.д. от его производительности. Характер этой зависимости для каждой марки компрессора отражается на графиках, называемых рабочими характеристиками.

Регулирование производительности центробежных компрессоров осуществляется различными способами, в том числе изменением частоты вращения ротора, дросселированием газа на стороне всасывания и др.

Центробежные компрессоры используют для сжатия и подачи воздуха и газов в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности. Например, центробежный компрессор 2ЦЦК – 10/300 предназначен для циркуляции азотоводородной смеси и компенсации потерь в агрегатах синтеза аммиака. Компрессор выпускается на базе типоразмерного ряда и обеспечивает производительность от 7 до 10 м 3 /мин по условиям всасывания и перепад давления от 1,0 до 3,0 МПа. эксплуатация компрессора возможна при температуре окружающего воздуха от минус 40 до + 50 о С.

Центробежные компрессоры

Вы здесь

Центробежные компрессоры на нашем сайте

Центробежные компрессоры широко применяются в таких сферах производства, где требуется сочетание высокой производительности и надежности оборудования в условиях его интенсивной и непрерывной эксплуатации на протяжении длительного периода времени.

К таким производственным сферам относятся объекты нефтегазового сектора, металлургические и химические заводы, предприятия энергетической и горнодобывающей отрасли, в которых имеются потребности в переработке больших объемов сжатого воздуха, природного и целого ряда других газов.

Промышленное оборудование Stewart & Stevenson

Американская компания Stewart & Stevenson специализируется на выпуске широкого ассортимента оборудования и запасных частей для многих отраслей промышленности.

Среди основных продуктов компании:

CKD Compresory становится частью Howden Group

C 1 ноября 2013 года CKD Compresory становится частью Howden Group под новым названием Howden CKD Compressors s.r.o.

Опыт компании Howden в сферах машиностроения и производства сможет помочь ЧКД улучшить свои показатели как производителя промышленных компрессоров, моторов и генераторов, а также поставлять еще более качественные продукты и услуги своим заказчикам.

CKD Kompresory

CKD Kompresory – член группы CKD (ЧКД).

Спектр деятельности CKD Kompresory охватывает: производство центробежных, винтовых, вертикальных и горизонтальных поршневых компрессоров, синхронных и асинхронных двигателей высокого напряжения, электродвигателей постоянного тока, генераторов, специального промышленного оборудования; техническое обслуживание; поставку запчастей. Производительность компрессоров 50-480000 м 3 /ч.

Продукция CKD Kompresory a.s. сертифицирована в соответствии с государственными стандартами России.

Запчасти для компрессорных установок Samsung

Продажи компрессорных установок Samsung неуклонно растут по всему миру, в том числе и на территории России. Прежде всего, это обусловлено тем, что при проектировании компрессоров фирмой Samsung был учтен весь мировой опыт в этой области.

Несмотря на высокое качество данных установок, выход из строя компрессора не исключен. Причин тому может быть много: неправильная эксплуатация, ошибки монтажа, использование некачественных комплектующих.

Охладители ЧКД

Мы произведели отгрузку двух чешских охладителей компании ЧКД нашему постоянному клиенту.

Читать еще:  Сколько стоит чип

Продукция компании CKD покрывет различные потребности промышленности и производства,

Мы готовы предложить Вам следущую продукцию компании CKD:

CKD – Чешское машиностроение и электротехника

Компания ЧКД Прага занимается производством и продажей оборудования, запчастей ЧКД, предоставлением сервисных услуг заказчикам в области энергетики, электротехники, металлургии, транспорта, экологии, химии и др.

Продукция компании CKD

Центробежные компрессоры являются одной из разновидностей группы лопастных компрессоров, и представляют собой энергетические машины, в которых сжатие среды производится при помощи центробежных сил.

Производители центробежных компрессоров

Производители

Преимущества и область применения

К основным достоинствам центробежных компрессоров относятся:

  • высокая производительность;
  • надежность при интенсивной эксплуатации в течение длительного времени;
  • выработка незагрязненного маслом газа;
  • равномерное нагнетание газа, отсутствие скачков давления и его провалов;
  • способность работать без вибраций, что позволяет избежать обустройства сложных фундаментов при установке;
  • низкая стоимость технического обслуживания и низкие эксплуатационные расходы.

Среди недостатков этого оборудования выделяют:

  • сложности при сжатии газов с низкой плотностью, для работы с легкими газами требуются компрессоры с несколькими ступенями сжатия;
  • более низкий КПД по сравнению с поршневыми компрессорами.

В целом, высокий уровень технико-экономических показателей центробежного компрессорного оборудования обеспечивает его широкое применение в промышленных отраслях с большим потреблением сжатого воздуха или других газов. Большинство центробежных компрессоров используется на химических, газоперерабатывающих и нефтеперерабатывающих предприятиях, а также в энергетике, металлургии, горнодобывающей отрасли.

Устройство и принцип работы

В центробежных компрессорах при помощи вращательного движения лопаток рабочих колес ротора, механическая работа вращающегося ротора преобразуется в кинетическую энергию частиц газа. При дальнейшем прохождении потока газа через диффузор кинетическая энергия газовых частиц преобразовывается во внутреннюю энергию. Происходит динамическое сжатие газообразной среды.

По сравнению с оборудованием других типов, конструктивное устройство центробежных компрессоров выглядит существенно проще. К сложным изделиям можно отнести рабочие колеса с лопатками, имеющими изогнутый профиль. Изготовление компрессоров с таким видом рабочих колес обходится существенно дороже.

В качестве привода центробежных компрессоров используют электрические и дизельные двигатели, газовые и паровые турбины.

Разновидности центробежных компрессоров

Выделяют следующие виды центробежных компрессоров:

  • одноступенчатые и многоступенчатые (в зависимости от числа ступеней сжатия);
  • с разъемом корпуса горизонтального, с разъемом корпуса вертикального типа, оснащенные редуктором (по типу корпуса);
  • открытые, закрытые, полуоткрытые (по типу рабочих колес);
  • одновальные и многовальные (по числу валов);
  • однонаправленные и противоположно направленные (в зависимости от расположения рабочих колес по отношению друг к другу).

Техническое обслуживание и ремонт

Конструкция компрессоров центробежного типа характеризуется хорошей ремонтопригодностью и обеспечивает продолжительную и интенсивную эксплуатацию при минимальном техническом обслуживании.

В ходе ремонта центробежного компрессора ревизии подвергаются колеса ротора, соединительная муфта, редуктор, подшипники и шейки вала ротора.

Компания DM Lieferant поставляет всю номенклатуру запасных частей для центробежных компрессоров различных мировых производителей.

Центробежные компрессоры

Центробежным называют радиальный компрессор, в котором поток газа во вращающихся решетках лопаток направлен от центра к периферии.

Центробежный компрессор относится к классу динамических лопастных машин, которые называют турбокомпрессорами.

Типы центробежных компрессоров

В зависимости от особенностей конструкции можно выделить несколько разновидностей центробежных компрессоров.

По количеству ступеней:

По типу рабочего колеса:

  • с полуоткрытым рабочим колесом
  • с закрытым рабочим колесом

По типу отводящего аппарата:

  • с лопаточным диффузором
  • с безлопаточным диффузором

Одноступенчатый центробежный компрессор

Схема одноступенчатого центробежного компрессора авиационного типа показана на рисунке.

Рабочее колесо с двухсторонним отводом установлено в корпусе насоса, воздух из атмосферы через входной направляющий аппарат подводится к центральной части рабочего колеса. При вращении колеса лопатки воздействуют на частицы воздуха, передавая им энергию. В результате взаимодействия с лопатками разогнанные частицы воздуха под действием центробежной силы переносятся к периферии рабочего колеса, попадая в выходной направляющий аппарат (или спиральный отвод), где часть кинетической энергии газа переводится в потенциальную.

Одноступенчатые компрессоры можно применять не только для получения сжатого воздуха, но и для нагнетания других газов.

Многоступенчатый центробежный турбокомпрессор

На рисунке показана схема многоступенчатого центробежного компрессора.

При вращении рабочего колеса центробежного компрессора за счет воздействия центробежных сил частицы газа отбрасываются от центра к периферии, затем поток через охладитель, диффузор или направляющий аппарат на вход последующей ступени. Степень повышения давления на каждой ступени зависит от возрастания скорости движения газа. На выходе последней ступени установлен отвод, который позволяет часть кинетической энергии преобразовать в потенциальную, а значит повысить давление газа.

Многоступенчатые турбокомпрессоры способны обеспечить значительно большую степень сжатия воздуха, они получили более широкое распространение, чем одноступенчатые.

Рабочие колеса центробежных компрессоров

Лопатки рабочего колеса воздействуют на частицы газа в компрессоре, профилирование лопаток, правильный выбор геометрии колеса позволяет повысить КПД компрессора и получить нужные характеристики.

Закрытое рабочее колесо

Закрытое рабочее колесо центробежного компрессора состоит из базового диска, лопаток, и переднего покрывающего диска.

С целью увеличения КПД насоса лопатки выполняют загнутыми назад. Колеса закрытого типа применяются в том случае, если окружная скорость не превышает 300 м/с. Как правило закрытые колеса используют в многоступенчатых компрессорах.

Полуоткрытое рабочее колесо

В полуоткрытых колесах отсутствует передний покрывающий диск, внешний вид колеса полуоткрытого типа показан на рисунке.

Полуоткрытые рабочие колеса применяют при окружных скоростях на выходе колеса превышающих 300 м/с, в том числе и в одноступенчатых центробежных компрессорах авиационного типа.

Входной направляющий аппарат

Направляющие лопатки, установленные на входе компрессора предварительно закручивают поток газа в сторону вращения рабочего колеса. Это позволяет снизить относительную скорость, таким образом, чтобы число Маха не превышало 0,9. Кроме того, направляющие лопатки на входе центробежных компрессоров позволяет снизить потери во входном устройстве.

Применение направляющих лопаток позволяет увеличить КПД центробежного компрессора.

Отводящее устройство

Отводящее устройство или направляющий аппарат в центробежном компрессоре предназначено для направления потока газа в нагнетательный трубопровод или на вход последующей ступени сжатия. В отводящем устройстве кинетическая энергия потока газа преобразовывается в потенциальную, в результате чего скорость движения частиц падает, а давление возрастает.

Безлопаточный отвод

Безлопаточным отводом считают кольцевой канал в корпусе компрессора, в которой поступает газ от рабочего колеса.

Безлопаточный отвод может быть кольцевым или спиральным. Диаметр проходного сечения в кольцевом отводе по ходу движения потока газа не изменяется.

Спиральный отвод

В спиральном отводе или безлопаточном диффузоре диаметр проходного сечения по ходу движения газа увеличивается. Отвод представляет собой расширяющийся патрубок с переменным, относительно оси вращения колеса, диаметром. Для снижения скорости газа в отводе в 2 раза, его диаметр также должен быть увеличен в 2 раза.

Лопаточный отвод

Если в отводе имеются лопатки, то его называют лопаточным диффузором. Использование лопаток, направляющих поток, позволяет снизить скорость движения потока сжатого газа, и уменьшить габаритные размеры отвода.

Форма и расположение лопаток зависят от особенностей компрессора. Например в многоступенчатых центробежных компрессорах часто используют лопатки одинаковой формы, образующих радиальную решетку.

Применение центробежных турбокомпрессоров

Центробежные машины используют на компрессорных станциях металлургических заводов, машиностроительных предприятий, в горнодобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности, для транспортировки больших объемов газа.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector