Насос воздушный центробежный: Воздушный насос – Все промышленные производители

alexxlab | 13.01.1997 | 0 | Разное

Содержание

Центробежный компрессор: устройство и принцип работы

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.

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.

Принципиальные отличия компрессора от насоса

Существует мнение, что компрессоры – это те же самые насосы, которые нагнетают газ вместо жидкости. В какой-то степени так и есть, однако между ними существуют значительные различия. Разбираемся в деталях.

 

Для начала рассмотрим их сходства: 

И те и другие по принципу действия подразделяются на объемные и динамические (лопастные).

И насосы и компрессоры способны обеспечить широкий диапазон производительности и давления.

Поршневые насосы и компрессоры используются при низкой производительности и высоком давлении.

Центробежные насосы и компрессоры хороши при высокой производительности, но низком напоре. Центробежный компрессор по другому называется воздуходувкой.

И, наконец, винтовые насосы и компрессоры используются для обеспечения средних значений производительности и давления.

В компрессорах, как и в насосах, может использоваться несколько рабочих ступеней (рабочих колес) при необходимости обеспечить высокое давление.

И там и там используются уплотнения, подшипники, системы смазки. Однако на этом сходства заканчиваются.

 

Слово на букву T (Термодинамика)

Основное различие между насосами и компрессорами связано с термодинамической природой газов. Из-за несжимаемости жидкости ее поведение может быть объяснено относительно простым уравнением Бернулли, в котором плотность жидкости предполагается постоянной в течение всего технологического процесса.

Газ, напротив, весьма хорошо сжимаем. Из-за этого   работа компрессора представляет собой гораздо более сложный процесс по сравнению с работой насоса по перемещению жидкости.

Конструкция головки динамического компрессора определяется такими свойствами газа, как его плотность, молекулярная масса и отношение удельных теплоемкостей на входе каждого рабочего колеса. Еще одним существенным отличием является то, что энергия накапливается в газах при увеличении давления и физического сжатия молекул газа.

Кроме того, по мере увеличения давления газовой смеси, жидкие фракции могут отделяться в зависимости от степени сжатия и фактического состава (влажности) газа. Компрессорная линия при необходимости должна содержать осушитель, ибо попытка сжать жидкость приведет к выходу компрессора из строя.

Эффект Джоуля-Томсона

Интересным побочным эффектом является то, что сжатие газа приводит к увеличению его температуры, а его расширение, напротив, к охлаждению. Эффект обычно наблюдается в аэрозольной упаковке (например, дезодоранта или краски), но также используется в холодильниках, кондиционерах и при сжижении газов. При обычных температурах и давлениях все реальные газы, кроме водорода и гелия, нагреваются при сжатии. Британские физики Джеймс Джоуль и Уильям Томсон исследовали это явление во второй половине 19 века.

В целях повышения эффективности работы компрессора требуется понизить температуру сжимаемого газа. Для этого используют теплообменники, жидкостные или воздушные.  Возможным побочным эффектом охлаждения сжатого воздуха является выделение из него жидкой фракции (по сути, выпадение росы). Жидкость мгновенно выводит компрессор из строя. По этой причине, большинство компрессоров требуют установки осушителей на всасывающей линии, а также между уровнями многоступенчатых компрессоров.  Чрезмерное попадание влаги в центробежных компрессорах может привести к коррозии рабочего колеса, перегрузки двигателя и даже к отказу подшипников. В поршневых компрессорах попадание жидкости ведет к немедленному повреждению головки из-за отсутствия внутренних зазоров в поршневой камере.

Надежность

В технологических линиях надежность и непрерывность работы компрессоров, как правило, более критична по сравнению с насосами. Они имеют более высокие затраты на приобретение и обслуживание при равной мощности. Настройка работы компрессоров более сложная, они часто являются наиболее уязвимым звеном во всей системе. Для инженеров настройка компрессорной линии может стать настоящей головной болью.

В большинстве случаев надежность компрессоров имеет первостепенное значение, поскольку в соответствиями с требованиями технологических процессов их выход из строя недопустим. Они должны непрерывно работать в течение 5 лет между ремонтами. Для достижения этой цели, компрессоры требуют высокотехнологичных вспомогательных компонентов, таких как смазка подсистем, уплотнений и подшипников. Дополнительная защита в виде контроля помпажа для центробежных компрессоров и датчиков вибрации, как правило, интегрирована в высокоскоростных компрессорных установках.

 

Безопасность

Компрессоры потенциально гораздо более травмоопасны. Сжатый газ заключает в себе большую потенциальную энергию, к которой всегда следует относиться с должным уважением. Добавьте сюда вероятность возгорания, если Вы имеете дело с горючими газами, и получите гремучую смесь технологических рисков, возникающих при эксплуатации компрессоров. По этой причине, проектирование, подбор и монтаж компрессоров требует большого мастерства, знаний и опыта по сравнению с использованием насосов.

 

Резюмируем: компрессоры – это не просто насосы, которые перекачивают газ. Это самостоятельный класс оборудования, имеющего дело с другими физическими процессами и требующими другого подхода и знаний для их грамотной эксплуатации.

 

Об авторе: Алексей Циммер, сооснователь инженерного интернет-каталога zenova.ru

 

P.S. 

Каталог винтовых  компрессоров находится здесь.

Каталог поршневых компрессоров вы найдете здесь.

Центробежный гидравлический и воздушный насос-компрессор

Изобретение относится к компрессоростроению и насосостроению и предназначено для работы в системах, где необходимо автоматическое регулирование производительности. Рабочее колесо насоса имеет подвижный в осевом направлении покрывной диск с прорезями под рабочие лопатки. Возникающая от перепада давления в рабочих каналах колеса и за покрывным диском сила перемещает покрывной диск, заужая проходное сечение рабочего колеса и сжимая пружину при росте давления и снижении расхода в системе. При повышении расхода в системе пружина перемещает покрывной диск в обратном направлении, расширяя проходное сечение рабочего колеса. Изобретение обеспечивает устойчивую работу компрессора (без помпажа) и экономичную работу гидравлического насоса на режимах частичных производительностей. 3 ил.

 

Изобретение относится к компрессоростроению и насосостроению.

Известны и широко распространены центробежные гидравлические и воздушные насосы-компрессоры. Они отличаются большой быстроходностью, малыми габаритами и весом, однако центробежные компрессоры имеют зону неустойчивой работы (помпаж) при снижении производительности и сохранении давления. При этом происходят сильные колебания давления, сопровождаемые низким звуком. Работа компрессора при таком режиме недопустима. Для устранения этого явления перепускают часть воздуха в атмосферу или дросселируют всасываемый воздух. Снижение производительности центробежного гидравлического насоса осуществляется путем снижения частоты вращения его привода и не обеспечивает поддержания давления в необходимых пределах. Регулирование насоса дросселированием значительно снижает его КПД. Все это приводит к существенным энергетическим потерям.

В качестве прототипа принят центробежный насос по авторскому свидетельству СССР № 966306, содержащий корпус и рабочее колесо, имеющее ведущий диск с лопатками и аксиально подвижный покрывной диск с пазами для лопаток, а также подвижную в осевом направлении диафрагму.

Однако этот насос имеет усложненную конструкцию и не обеспечивает автоматического регулирования давления и расхода в системе.

Задачей изобретения является снижение энергетических затрат путем обеспечения устойчивой (без помпажа) работы центробежного компрессора и гидравлического насоса на режимах малых производительностей при номинальных отклонениях величины давления в системе и упрощения конструкции насоса-компрессора.

Эта задача решается тем, что в гидравлическом и воздушном насосе-компрессоре, содержащем корпус с всасывающим патрубком и диффузором, размещенное в корпусе на валу рабочее колесо, которое имеет ведущий диск с лопатками и аксиально подвижный покрывной диск с входной горловиной и пазами для размещения лопаток, подвижный покрывной диск установлен с возможностью осевого перемещения упругим элементом, например пружиной, и автоматически обеспечивает регулируемое проходное сечение межлопаточных каналов в зависимости от давления нагнетания, расхода в системе и характеристики упругого элемента.

На фиг.1 изображен описываемый центробежный гидравлический и воздушный насос-компрессор в режиме максимальной производительности. На фиг.2 и фиг.3 – соответственно в режиме промежуточной и минимальной производительностей.

Центробежный гидравлический и воздушный насос-компрессор содержит корпус 1, диффузор 2, часть рабочего колеса 3 с лопатками, закрепленную неподвижно на валу, пружину 4, упор 5, покрывной диск рабочего колеса 6 с прорезями под рабочие лопатки и вал 7.

Гидравлический и воздушный насос-компрессор работает следующим образом. При номинальном режиме действующая на покрывной диск 6 сила от перепада давления между зоной «а» и зоной «б» не превосходит усилия сжатой пружины 4. При этом покрывной диск 6 удерживается упором 5 в изображенном на фиг.1 положении. По мере снижения расхода давление в зоне «а» увеличивается, сила, действующая на диск 6, возрастает и перемещает его вправо, уменьшая проходное сечение рабочего колеса (фиг.2) или полностью перекрывая его (фиг.3). В этот момент насос будет работать в режиме частичной производительности или в режиме холостого хода при минимальном потреблении энергии.

По мере повышения расхода давление в зоне «а» начнет уменьшаться и пружина 4 начнет перемещать диск 6 к исходному положению, увеличивая проходное сечение рабочего колеса и производительность насоса.

Реализация изобретения позволит создать центробежный гидравлический и воздушный насос-компрессор с возможностью регулирования производительности в широких пределах (от максимума и почти до нуля) без наступления неустойчивой работы (без помпажа). При этом резко снизятся энергетические затраты, что решает задачу изобретения.

Центробежный гидравлический и воздушный насос-компрессор, содержащий корпус с всасывающими патрубком и диффузором, размещенное в корпусе на валу рабочее колесо, имеющее ведущий диск с лопатками и аксиально подвижный покрывной диск с входной горловиной и пазами для размещения лопаток, отличающийся тем, что покрывной диск установлен с возможностью осевого перемещения упругим элементом, например пружиной, и автоматически обеспечивает регулируемое проходное сечение межлопаточных каналов в зависимости от давления нагнетания, расхода в системе и характеристики упругого элемента.

Компрессоры центробежные воздушные – Справочник химика 21

    Для получения холода в первую очередь применяют компрессоры центробежного и винтового типа, работающие с конденсаторами воздушного охлаждения поршневые компрессоры принимают в тех случаях, когда на требуемые температуры холода и холодопроизводительность отсутствуют центробежные и винтовые компрессоры. Предпочтение отдается агрегатированным холодильным машинам, имеющим большую заводскую готовность. [c.225]
    Воздух, являющийся источником азота при получении аммиака, подается в конвертер метана второй ступени центробежным компрессором. Для предотвращения обратного хода горючего газа из конвертора второй ступени в воздушный трубопровод при остановке компрессора в воздушный трубопровод непрерывно подают пар, количество которого составляет 10,5% от расхода воздуха. При остановке компрессора расход пара автоматически увеличивается до 50% (об.) от расхода воздуха. Кроме того, для предупреждения образования смесей взрывоопасных концентраций на трубопроводах подачи воздуха в конверторы устанавливают обратные клапаны и аварийную отсечную арматуру. [c.14]

    Газотурбинный ту р бок о м пр е сс ор н ы й агрегат ГТТ-12 (подробнее см. раздел П1.). В состав агрегата входят воздушный осевой компрессор центробежный нагнетатель нитрозного газа газовая турбина, включающая турбины высокого и низкого давления, и паровая турбина. Характеристика машин приведена ниже  [c.78]

    Работа воздушно-реактивных двигателей, как бескомпрессорных, так и компрессорных, основывается на создании внутри двигателя мощного газовоздушного потока, способного вращать с высокими скоростями агрегаты двигателя и создавать на выходе из него значительную реактивную тягу, обеспечивающую полет современных самолетов с высокими скоростями. Газовоздушный поток в ВРД образуется в камерах сгорания, в которых происходит горение топлива в потоке воздуха (см. гл. VI). В бескомпрессорных двигателях воздух подается в камеры сгорания скоростным напором, в компрессорных — мощным воздушным компрессором центробежного или аксиального типа. [c.478]

    Центробежные воздушные компрессоры [c.109]

    Фирма специализируется по производству всех видов лопаточных машин центробежных компрессоров, центробежных насосов, паровых и газовых турбин, а также выпускает трубопроводную арматуру. Изготовление всех видов машин, как правило, единичное, по индивидуальным заказам, поэтому номенклатура машин очень велика. В послевоенный период для сжатия многих газов на самые различные параметры,— от хлорных компрессоров малой производительности мощностью 200 кв1 до крупных воздушных компрессоров мощностью 5000 кет, — только центробежных компрессоров выпущено более 100 наименований. [c.111]


    Для паровых и гидроэлектрических турбин, центробежных воздушных компрессоров, вакуумных насосов, глубоководных насосов. Для легко нагруженных промышленных редукторов, которые не требуют смазок, работающих при экстремально высоком давлении. Для осевых и роликовых подшипников, включая подшипники в электромоторах и воздушных пушках. [c.203]

    Так, для исключения внеплановых простоев (или сведения их к минимуму) на установке каталитического риформинга типа Л-35-11/1000 принято и реализуется решение о создании минимального обменного фонда оборудования и узлов установки змеевиков печей, аппаратов воздушного охлаждения, насосов, роторов центробежных компрессоров и т. п. Эта практика будет распространяться и на другие крупнотоннажные производства. [c.197]

    Компрессорные установки. На нефтегазоперерабатывающих заводах применяют компрессоры воздушные и газовые, поршневые и центробежные. Воздушные компрессоры служат для получения сжатого воздуха, используемого для питания контрольно-измерительных пневматических приборов, продувки и испытания под давлением трубопроводов и технологических аппаратов, привода пневматических инструментов и механизмов. Газовые компрессоры служат для получения сжиженных газов, транспорта нефтяных газов по трубопроводам и закачки газов под давлением в газгольдеры. Поршневые компрессоры тихоходны (до 600 об/мин) и обладают относительно небольшой производи- [c.262]

    Центробежные и поршневые компрессоры (газовые, воздушные, аммиачные) [c.40]

    На рис. 159 показано блочное расположение центробежного воздушного компрессора производительностью 1,75 м сек, давлением нагнетания 0,8 Мн/м . Весь агрегат, состоящий из центробежного компрессора с приводом от электродвигателя, совместно с возбудителем и редуктором установлен на стальной фундаментной раме, на которой размещено также все остальное оборудование. Фундамент под рамой представляет собой железобетонную плиту. Такое расположение дает возможность без затруднений перемещать весь агрегат с места на место и позволяет быстро производить монтаж и пуск компрессорного агрегата. [c.197]

    На фиг. 16. 10 показан двухступенчатый воздушный компрессор с воздушным охлаждением и центробежным разгрузочным устройством для пуска в ход О = 115 мм, 5 = 65 мм, п = 800 об/мин). [c.331]

    Выпускаемые в СССР установки высокого и среднего давления комплектуются поршневыми воздушными компрессорами установки низкого давления (перерабатывающие более 8(Ю0 м 1ч воздуха) —центробежными воздушными компрессорами. [c.191]

    Рассматриваются основные типы конструкций поршневых и центробежных воздушных и кислородных компрессоров, применяемых в кислородной промышленности методы расчетов и конструкции поршневых детандеров, турбодетандеров и плунжерных насосов для сжиженных газов вопросы контроля работы и автоматизации воздухоразделительных установок и оборудования. [c.4]

    Воздушные центробежные компрессоры [c.175]

    Компрессоры поршневые воздушные газовые холодильные газомоторные Компрессоры центробежные Г азодувки Насосы [c.58]

    Большая работа проводится на аппаратах колонного типа. Колпачковые и желобчатые тарелки заменяются новыми клапанными из нержавеющей стали, что позволяет исключить их чистку и тем самым увеличить межремонтный пробег. Погружные конденсаторы-холодильники заменяют аппаратами воздушного охлаждения, теплообменники с плавающими головками — теплообменниками с У-образными пучками и т. д. Устанавливают бессальниковые и центробежные насосы взамен поршневых, на ряде насосов внедряют торцовые уплотнения из сили-цированного графита. На установках термокрекинга взамен насосов КВН 55X120 и 55×180 устанавливают насосы НСД — 200×100, заменяют газомоторные компрессоры винтовыми. На установках глубокой депарафинизации заменяют компрессоры типа 8ГК компрессорами с электроприводом и т. д. Большое внимание уделяется использованию коррозионностойких материалов. При модернизации колонн и емкостей зоны, подверженные повышенному коррозионному износу, облицовывают нержавеющей сталью. Схемы обвязки аппаратов, работающих со средами, вызывающими повышенную коррозию, выполняют также из нержавеющих сталей. [c.201]

    Затем парогазовую смесь направляют в смеситель шахтного реактора второй ступени, куда Центробежным воздушным компрессором подают воздух под давлением 3,5 МПа, нагретый до 540 °С в подогревателе конвективной камеры трубчатой печи. В свободном объеме верхней части шахтного реактора часть водорода, метана и оксида углерода газовой смеси после трубчатой печи окисляется кислородом воздуха с выделением тепла. Расход воздуха определяется следующим 1) количество тепла, выделяющегося в свободном объеме конвертора, должно соответствовать количеству тепла, необходимого для проведения эндотермической реакции конверсии оставшегося метана водяным паром на катализаторе шахтного реактора и 2) количество азота, вошедшего с воздухом, должно обеспечить получение стехиометриче-ской азотоводородной смеси, поступающей на синтез аммиака, т. е. 75% (об.) водорода и 25% (об.) азота. Чтобы при аварийной остановке воздушного компрессора в трубопровод воздуха не мог попасть (обратным ходом) газ из шахтного реактора и создать взрывоопасную смесь, в поток воздуха непрерывно подают 6530 м ч водяного пара. [c.108]


    Для привода центробежных воздушных компрессоров применяют продуваемые электродвигатели общего назначения для привода компрессоров горючих газов — продуваемые под избыточным давлением (взрывозащищенные). Возбуждение синхронных электродвигателей осуществляется от возбудительных агрегатов (тиристорных ТВУ, бесщеточных БВУ, электромашинных), которые устанавливают для воздушных компрессоров в общем машинном зале для ко.мпрессоров горючих газов — в отдельном невзрывоопасном по.мещении. [c.264]

    Нормативы разрабатываются на следующие виды оборудования компрессоры центробежные для сжатия взрывоопасных и токсичных газов насосы центробежные для перекачки сжиженных газов теплообменную аппаратуру для взрывоопасных, пожароопасных и токсичных сред, включая аппараты воздушного охлаждения, печи нагревательные и пиролизные колонны ректификационные реакционную аппаратуру с твердым, жидким или газообразным катализатором арматуру запорную и регулирующую с ручным, электрическим и механическим приводом полимеризаторы, реакторы-полимеризаторы, реактор алюмо-органического синтеза, агрегат выделения каучука типа Андерсон , реактор изомеризации в производстве изопрена из изопентана реакторы окисления углеводородов воздухом (кислородом) оборудование, изготовленное из титана и его сплавов в производстве ащетальдегида. [c.280]

    Из всех типов воздушно-реактивных двигателей только трубокомпрессорные нуждаются в смазке. Бескомпрессорные воздушно-реактивные двигатели не имеют враш,аюш ихся агрегатов, и для них не требуется смазываюш,ее масло (за исключением небольшого количества для смазки сервоприводов и вспомогательных механизмов). В настояш ее время получили распространение два типа турбокомпрессорных двигателей турбореактивные (ТРД) и турбовинтовые (ТВД). Турбореактивные двигатели имеют высокооборотный турбо-компрессорный агрегат, состояш,ий из воздушного компрессора центробежного или осевого типа и газовой турбины. Турбокомпрессор-ный агрегат укрепляется на подшипниках, для смазки которых необходима подача масла. ТВД дополнительно имеют воздушный винт, вращающийся от турбокомпрессорного агрегата через шестеренчатый редуктор, шестерни которого работают при очень высоких нагрузках. В связи с этим условия смазки в ТРД и ТВД существенно различаются. Поэтому в настоящее время используют две группы масел для реактивных двигателей масла для ТРД и масла для ТВД. [c.411]

    Центробежные воздушные компрессоры, подающие воздух на воздухоразделительные установки, обычно оснащены системой автоматического поддержания постоянного расхода воздуха и системой прю-тивопожарной защиты. Последняя система предназначена для предотвращения работы компрессора в неустойчивом режиме (помпаже). Такой режим работы компрессора возникает при следующих обстоятельствах. [c.68]

    I — центробежный воздушный компрессор // — концевой воздухоохладитель III — влагоот делитель /V—воздушный скруббер азотно-водя ного охлаждения V — блок разделения воздуха /— обратный клапан 2 — отключение компрессо ра 3 — отключение коллектора 4 —сброс в ат мосферу 5 — предохранительный клапан 5 —от ключеиие агрегата азотно-водяного охлаждения 7–диафрагма расходомера 5 —отключение блока разделения [c.228]

    Компрессор — центробежная двухкорпусная восемпадцатиступенчатая машина с внешним воздушным охлаждением газа в промежуточном и концевом охладителях. [c.45]

    Другой вариант дальнейшей рационализации крыла — применение так называемого эжекторного крыла, управление циркуляцией потока вокруг которого осуществляется путем вдува газа в эжектор, размещенный на задней кромке. Увеличение циркуляции, которое дает вдув газа в эжектор (суперциркуляция), позволяет увеличить подъемную силу на 20—30 %. Но, пожалуй,, главное достоинство такого реактивного крыла — возможность создать сравнительно легко запускаемые и останавливаемые либо использующие резервный запас сжатого воздуха турбины либо турбины, оснащенные компрессорами, питаемыми от аккумуляторов или от электросети. Более того, принципы управляемой циркуляции в сочетании с принципом действия ветроколеса с вертикальной осью заставляют по-новому отнестись к некоторым ранее отвергнутым решениям. Здесь имеется в виду принцип, на котором основана работа ВЭУ Андро, представляющей собой крыль-чатый ветроагрегат с горизонтальной осью, в котором передача механической энергии от ветроколеса к генератору осуществляется воздушным потоком, засасываемым через канал в опорной мачте лопастями, играющими в этом случае роль центробежного воздушного насоса. Две таких установки мощностью по 100 кВт были построены в Великобритании и в Алжире в 1950 г. Дальнейшего распространения эти ВЭУ не получили, так как эксплуатация их показала, что высокие гидродинамические потери в каналах лопастей, башни, впускных фильтров не компенсируются отсутствием механической трансмиссии. [c.94]

    Кроме того, центробежные воздушные компрессоры оснащают автоматической про-тивопомпажной защитой. [c.40]

    Атмосферный воздух нагнетается центробежной воздуходувкой лли поршневым воздушным компрессором (применяется реже). Приводом воздуходувки служит электромотор или паровая тур- бина. Для обслуживания воздуходувки производительностью 1000 m Jmuh воздуха с давлением на приеме 0,96 ama и выкиде около 2,6 ama требуется электромотор или тлфбина мощностью 3700-3900 л. с. [c.160]

    Основным условием надежной и безопасной работы воздушных центробежных компрессоров является исправность систем автоматического регулирования и про-тивопомпажной защиты. Работу этих систем надо тщательно и регулярно проверять в соответствии с требованиями инструкции завода-изготовителя. Работа компрессоров с отключенными системами блокировки и защиты запрещается. [c.175]

    На рис. VI-7 приведены результаты сравнительных испытаний двух воздушных конденсаторов паровых турбин привода центробежных компрессоров природного газа н азотоводородной смеси в крупнотоннажном производстве аммиака. В табл. VI-2 даны некоторые параметры работы АВО на номинальном режиме = 32 кПа и / = 70,2 С. [c.133]

    В табл. VI-6 приведены результаты испытаний воздушных холодильников, эксплуатируемых в схеме центробежного компрессора сжатия синтез-газа (азотоводородной смеси) крупно-тоннажного производства аммиака. Газ перед всасыванием в корпус низкого давления охлаждается в АВО-1, а АВО-2, ABO-3 и АВО-4, которые используются как промежуточные холодильники. [c.152]


Воздушный насос – виды насосов, назначение, применение

Экономные системы для обогрева помещений постепенно вытесняют отопление газом, электричеством и твердым топливом. Воздушный тепловой насос – это одно из альтернативных и экономных решений. Воздушный насос  популярен в системе отопления жилых помещений, которые сделаны по принципу наименьших затрат тепла и введения технологий по сбережению энергии.

Воздушные устройства используют практически во всех отраслях, в том числе в производстве автомобилей. Производители автомашин для снижения пагубного влияния выхлопных газов на экосистему устанавливают насос вторичного воздуха.

Основное отличие насоса – способ генерации тепла. Большая часть систем отопления используют энергоносители. А воздушные насосы для обогрева и обеспечения горячей воды основную часть энергии берут непосредственно из природных ресурсов. Таким образом, воздушные устройства для отопления  экономно потребляют энергию и наносят меньший вред окружающей среде.

Устройство включает в себя два блока: один размещен снаружи, другой –  внутри. Много общего такое устройство имеет с кондиционерами и сплит-системами. Даже при такой схожести, можно выделить ряд весьма существенных отличий:

  1. Воздушные насосы экономят электричество намного больше, чем кондиционеры инвенторного типа.
  2. Система воздух-воздух выигрывает у кондиционеров по нагреву дома, так как он сделан именно для этой цели. Есть устройства, что охлаждают воздух, но тогда они уступают кондиционерам.

Воздушные тепловые насосы требуют выполнения определенных условий, чтобы их использование было экономически оправдано. Для этого потребуются первоначально немалые затраты. Также стоит помнить, что эффективная работа насосов для воздуха зависит от правильного расчета и выбора устройства.

Перед приобретением такого аппарата стоит обратить внимание на такие параметры:

  • мощность;
  • производитель;
  • цена оборудования и последующего монтажа.

При выборе такой установки ознакомьтесь с дополнительными возможностями. Например, устройство не только нагревает, но и охлаждает воздух. Существуют воздушные насосы с емкостями, которые служат для нагрева воды для систем водоснабжения.

Устройство воздушно-вакуумного насоса

Все вакуумные аппараты можно рассматривать, как подобие компрессоров, что при работе уменьшают давление, а не нагнетают его.

Вакуум, который создает насос для откачки воздуха, получается впоследствии принудительного удаления молекул воздуха из герметично закрытой камеры устройства. Особенностью оборудования является то, что ни один аппарат не в состоянии изменить давление ограниченной системы больше, чем на один показатель номинального атмосферного давления.

Принцип работы вакуумного насоса для воздуха

Основная задача данных устройств – откачивать газ (воздух) из герметично закрытой рабочей емкости (камеры). При откачке воздуха меняется объем полостей замкнутой системы, в результате чего создается вакуум. А каким именно образом откачивают насосы, зависит от типа устройства.

Большинство вакуумников для воздуха работают по принципу вытеснения. А это значит, что от герметичности камеры напрямую зависит качество работы устройства. Для того, чтобы сделать камеру более герметичной, производители используют технологии уплотнения. Обязательным в любом устройстве является механический фильтр, который препятствует попаданию пыли и мелких частиц.

Есть три этапа фильтрации, каждый их которых нуждается в отдельном фильтре:

  • масляный;
  • воздушный – на воздух, который всасывается;
  • выхлопной, который убирает пары масла из выхлопных газов.

Виды вакуумных насосов для воздуха

Насосы разделяют, исходя из их конструктивных особенностей. Устройства бывают струйные, механические, сорбционные, и магнитозарядные.

Механические насосы для вакуума наиболее популярны в быту и мелкой промышленности. Их разделяют на следующие группы:

  1. Пластинчато-роторные.
  2. Спиральные.
  3. Винтовые.
  4. Диафрагменные.

Каждая группа вакуумных аппаратов имеет свои преимущества, особенности конструкции, тип используемой жидкости и т.д.

Пластинчато-роторные устройства могут работать при больших температурах, устойчивы к водяному пару. При всем этом, такие аппараты компактны, имеют большую продуктивность откачки воздуха и минимальный расход электрической энергии.

Водокольцевые аппараты работают в самых неблагоприятных условиях и считаются самыми выносливыми. Они перекачивают загрязненный воздух при помощи особого фильтра, который делает грубую очистку воздуха от основных загрязнений.

Спиральные и мембранные устройства имеют максимальную эффективность работы, так как создают высокий вакуум. Их конструкция позволяет работать с химическими газами и парами, при условии, если главные части устройства покрыты защитным покрытием.

Винтовые агрегаты обладают наибольшим ресурсом работы, ведь в их составе нет конденсаторов и для нормальной работы им не надо масла.

Воздушные устройства для велосипеда

Насос для велосипеда – главный аксессуар после велошлема, без которого не стоит выезжать даже с целью обкатки нового «коня».

Насосы для амортизатора и воздушной вилки

Устройства для вилок (аппараты высокого давления) – это незаменимая вещь для профессиональных велосипедистов. Главным заданием насоса является подкачивание воздушной вилки или амортизатора. Владельцы такой техники утверждают, что при помощи таких устройств можно изменить жесткость  амортизаторов велосипеда для своего стиля езды.

Большинство видов имеют манометр, по шкале которого весьма удобно рассчитать давление, в итоге вилка накачается до необходимой отметки.

Огромным плюсом устройства является то, что при необходимости его вполне можно использовать для накачивания покрышек.

Ручной насос воздушный насос

Ручные устройства делятся на два вида: с интегрированной головкой и со шлангом.

Устройство со шлангом оборудовано отдельной трубкой для соединения с ниппелем камеры. Преимущество насоса – низкая  стоимость, а вот главный недостаток – соединения, которые могут пропускать воздух.

Аппараты с интегрированной головкой оборудованы резиновой вкладкой в боковом отверстии, которая служит уплотнителем ниппеля по кругу. Часто при соединении эта вкладка сжимается рычажком на головке. Так как резинка надежно уплотняет и крепко соединяет, данный тип изделий делает  работу качественно.

Простой ручной воздушный насос состоит из войлочного или пластмассового поршня чашевидной формы. Двигая поршень вперед, воздух прижимает стенки так же, как запорный клапан. Таким устройством воздух толкать можно лишь вперед до противоположного конца.

Эффективными считают устройства двойного действия. Их поршень герметичен с обеих сторон в цилиндре и нагнетает воздух, как помпа, при обоих ходах –  вперед и назад.

Центробежный компрессор | Производитель ваккумных насосов | KEDA

Компрессор серии EH нашей компании разработан с учётом передовой технологии трехмерного течения. Он представляет собой многоступенчатый центробежный вакуумный компрессор. Этот компрессор обладает такими характеристиками, как высокая эффективность, низкое потребление энергии, низкий уровень шума, безмасляная перегонка газа, небольшая занимаемая площадь, длительный период работы и простота в обслуживании. Благодаря этим характеристикам наш компрессор в настоящее время широко применяется в работе воздухоразделительных установок, для компрессии и транспортировки воздуха и азота.

Турбинный компрессор этой серии имеет следующую структуру: двухступенчатая соосная консоль, осевой впуск и радиальный выпуск.

Среда проходит направляющую лопатку IGV сквозь входную трубу. IGV регулирует предварительный спинор воздуха на входе импеллера.

Ведущий мотор приводит повышающий редуктор в действие для реализации высокой скорости вращения импеллера. После чего среда проходит лопаточный диффузор, спиральный отвод и диффузную трубу для диффузии и коммутации. После этого среда попадает в охладитель для охлаждения. После следует следующая ступень компрессии, в конце которой среда выпускается из задней части, охлаждённой до окончательной степени.

Технические особенности и структура:
Импеллер разработан с учётом технологии трехмерного течения. Имеет полуоткрытую структуру и применяет гидромеханический анализ CFD для предсказаний предполагаемых свойств компрессора. Более того, применяет пневматическую расстановку с большой и малой лопаткой и обратной изогнутой лопаткой, что значительно повышает эффективность и широту потока.


Профиль компании:
KEDA – крупное производственное объединение, одно из его дочерних предприятий компания является подрядчиком по проектированию, закупке оборудования и строительству (EPC). Она предоставляет широкий спектр проектов, включая линия производства автоклавных газобетонных блоков и плит, линия производства силикатных кирпичей, решение для системы газификации угля, а также центробежный вентилятор и компрессор, использованные в производственных линиях. Мы являемся акционерной компанией и имеем возможность предоставить полный спектр услуг, например, проектирование, производство оборудования, управление проектом и обеспечиваем клиентам высококачественные услуги.

дозирующие насосы с пневмоприводом для кислоты, щелочи. Применяются в лакокраске, химии

Мембранный насос, он же диафрагменный, относится к типу объемных вакуумных насосов. Питание он получает не от двигателя, а от компрессора. Насос мембранного типа имеет корпус, который внутренняя мембрана делит на две камеры. В одной из них находятся входной и выходной клапаны. Компрессор подает сжатый воздух, который воздействует на мембраны и сообщает им колебания. Мембраны, в свою очередь, передают энергию жидкости, заставляя ее двигаться.

Типы диафрагменных насосов

По типу привода мембранные насосы подразделяются на:

  • Насосы с механическим приводом
  • Насосы с гидравлическим приводом
  • Мембранные насосы с пневмоприводом, наиболее популярные в промышленности. Они имеют простую конструкцию, надежны и безопасны.
  • Насосы с электрическим приводом, где на мембрану воздействуют электромагниты

По особенностям конструкции диафрагменные насосы делятся на одно- и двухмембранные. Устройство мембранного насоса с двумя перекачивающими элементами несколько отличается: мембраны соединены валом; когда одна движется от корпуса, всасывая вещество в корпус, вторая, наоборот, создает давление на перекачиваемую среду, проталкивая ее к выходу. Здесь воздушный поток (в случае, если насос диафрагменный пневматический) меняет свое направление и процесс вытеснения-всасывания происходит снова, но мембраны меняются функциями.

Также существует классификация этих насосов по типу материала корпуса. Производиться он может из:

  • Алюминия — экономично, используется для перекачки среднеабразивных неагрессивных жидкостей
  • Алюминия с покрытием из фторопласта — для агрессивных неабразивных жидкостей
  • Нержавеющей стали AISI 316 – актуально для химической промышленности и перекачки кислот и щелочей. Возможен вариант пищевой нержавеющей стали (AISI 316L) для пищевых жидкостей.
  • Чугуна — для неагрессивных абразивов
  • Полиэтилена — для агрессивных (и абразивных) химических жидкостей
  • Фторопласта и токопроводящего фторопласта — для перекачки практически любых веществ, кроме абразивных.

Также существуют другие варианты материалов корпуса. Так, компания Aro предлагает компактные мембранные насосы (диафрагменные), изготовленные из полипропилена, ацеталя, кинара (PVDF) и пр.

Сферы применения

Мембранные насосы широко используются в химической промышленности для перекачки и дозировки кислот и щелочей, растворителей, различных суспензий и агрессивных веществ. В лакокрасочной индустрии мембранный насос применяется для перекачки лаков и красок.

Для нужд строительства и керамической промышленности эти насосы работают с грунтовкой, герметиками, керамическим шликером, используются при нанесении покрытий и финишной обработке, пищевой — с крахмалом, сиропами, алкоголем и кремами.

Нефтехимическая и газовая промышленность широко применяют мембранные насосы для:

  • Дозирования реагентов при добыче
  • Очистки природного газа
  • Процессов нефтепереработки
  • Для перекачки из контейнеров, бочек и других емкостей востребованы бочковые насосы серий Transfer, Dispense и Basic.

Мембранный водяной насос используется как в сельском хозяйстве, так и для водоочистки.

В целлюлозно-бумажной промышленности мембранный насос востребован для перекачки силиката натрия, клея, бумажных масс, отбеливающих составов.

Мембранный насос высокого давления нашел самое широкое применение в системах водоснабжения для повышения давления, системах пожаротушения, оросительных установках. Насосы Aro моделей 3:1 RATIO и 2:1 RATIO создают давление в 20.4 и 13.8 бар соответственно, являются самовсасывающими и могут перекачивать частицы почти до 1 см в диаметре.

Принцип работы

Устройство мембранного насоса (в случае двух мембран) включает две секции, в каждой из которых имеется воздушная и рабочая камера, отграниченные друг от друга мембраной. Мембранный узел совершает возвратно-поступательные колебания, вытесняя жидкость то из одной воздушной камеры, то из другой.

В каждой из рабочих камер имеется два обратных клапана, не дающих жидкости течь обратно.

Подача сжатого воздуха к той или иной воздушной камере насоса изгибает мембрану, которая проталкивает жидкость к выходу. Через шток движение передается и второй мембране, которая прогибается в противоположном направлении, создавая зону пониженного давления. Это создает приток жидкости в эту зону. После этого сжатый воздух направляется уже в другую камеру, и цикл повторяется. Таким образом, работа мембранного насоса обеспечивается взаимодействием двух его мембран.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества мембранного насоса — это:

  • Самовсасывание до 4 метров (а у некоторых моделей – до 9.5)
  • Изолированная механическая часть насоса
  • Меньшая подверженность износу
  • Универсальность применения
  • Возможность перекачки токсичных, взрывоопасных, агрессивных, высокоабразивных сред (до 90% твердых частиц), а также жидкостей с высокой вязкостью (10 000 — 30 000 сСт)
  • Бережная перекачка (сохранение структуры продукта)
  • Работа на сухом ходу
  • Мобильность и компактность

Однако у этого типа насосов существуют и свои минусы:

  • Низкий КПД (требуется двойное преобразование энергии)
  • Высокое энергопотребление

В зависимости от конкретных условий применения нужная вам конфигурация мембранного насоса может быть различной. Например, компактные насосы Arо приспособлены для работы там, где нужны небольшие размеры и малый поток (до 56 л/мин). Профессиональная же серия мембранных насосов Aro, напротив, отличается повышенной на 20-40% производительностью по сравнению с аналогами. Серия пищевых диафрагменных насосов исполнена из нержавеющей стали 316, а диафрагма изготовлена из тефлона, нитрила и медицинского сантопрена.

Обратившись к нам, вы получите квалифицированную консультацию по подбору наиболее подходящего для вас мембранного насоса.

Управление центробежным воздушным компрессором и основные сведения о размерах

Большие воздушные компрессоры, обычно мощностью более 500 л.с., на нефтеперерабатывающих, целлюлозно-бумажных, химических и других перерабатывающих предприятиях часто имеют высокоскоростные многоступенчатые воздушные компрессоры, называемые «центробежными» воздушными компрессорами. С точки зрения всей системы они мало чем отличаются от винтовых воздушных компрессоров. Они сжимают воздух до заводского давления из атмосферных условий и подают его в осушитель. Воздушные компрессоры этого типа не имеют внутренних изнашиваемых деталей, кроме подшипников и уплотнений, и очень надежны и эффективны в максимальной степени эффективности.

Расход центробежного воздушного компрессора относительно постоянен при заданном давлении и температуре на входе при полной нагрузке. На обычном языке винтовых воздушных компрессоров они считаются «базовой нагрузкой», что означает, что они должны все время работать на полную мощность. Это упрощенное, но верное представление о том, как следует рассматривать большинство применений центробежных воздушных компрессоров, если на самом деле в качестве «триммеров» используются надлежащим образом управляемые винтовые воздушные компрессоры, а их условия на входе относительно постоянны.Однако в большинстве существующих систем с центробежными воздушными компрессорами они не работают с базовой нагрузкой, и условия на входе резко меняются в течение сезона. Иногда центробежные воздушные компрессоры используются только в центробежных системах, где они слишком велики и имеют низкую эффективность при частичной нагрузке, при этом один работает, а другой находится в резерве. Или есть несколько блоков, работающих в разных частях большой вентиляционной системы предприятия, работающих независимо, иногда эффективно, а иногда нет. Или они находятся в смешанных винтовых/центробежных системах, где они работают параллельно с винтовыми воздушными компрессорами, также при частичной нагрузке.По нашему мнению, распространенной причиной такого далеко не оптимального применения является отсутствие знаний об управлении и техническом обслуживании у большинства поставщиков, техников и инженеров, которые больше знакомы с винтовыми воздушными компрессорами.

В этой статье я стремлюсь описать основные способы управления центробежным воздушным компрессором и способы его правильного определения. Для этого мне нужно охватить некоторые основы, а именно:

  1. Описание центробежного воздушного компрессора.
  2. Опишите кривую работы центробежного воздушного компрессора.
  3. Опишите управление центробежным воздушным компрессором.
  4. Обсудите последствия выбора размера воздушного компрессора.

 

Основы центробежного воздушного компрессора

Центробежный воздушный компрессор развивает давление, ускоряя газ из центра рабочего колеса через «крыльчатку» под действием центробежной силы, а затем замедляя его в «диффузоре» за счет расширения. Энергия скорости преобразуется в энергию давления (по принципу Бернулли давление обратно пропорционально квадрату скорости).См. рис. 1. 

Рис. 1. Базовая внутренняя конструкция центробежного воздушного компрессора.

Типичные центробежные заводские воздушные компрессоры имеют три ступени, поскольку они обычно могут сжимать примерно от 2:1 до 3:1 на ступень, а заводская воздушная система требует повышения давления примерно в 8:1. У них есть промежуточные охладители между ступенями и доохладитель после третьей ступени. Современные центробежные воздушные компрессоры надежны, эффективны и компактны. Они смонтированы на общем основании со встроенным приводом, шестернями, охладителями, трубопроводами и средствами управления.Современные средства управления управляют производительностью и надежностью воздушного компрессора при относительно постоянном давлении, что позволяет легко «настроить и забыть». См. рис. 2. Основные компоненты:

  1. Двигатель
  2. Втулочная шестерня с шестернями для привода ступеней сжатия воздуха.
  3. Впускной дроссельный клапан или впускной направляющий аппарат (ВРК)
  4. Первая ступень сжатия воздуха
  5. Интеркулер 1
  6. Вторая ступень сжатия воздуха
  7. Интеркулер 2
  8. Третья ступень сжатия воздуха
  9. Доохладитель
  10. Продувочный клапан
  11. Обратный клапан
  12. Панель управления

Рис. 2.На этой схеме показаны основные внутренние процессы центробежного воздушного компрессора.

 

Кривые производительности центробежного воздушного компрессора

Рис. 3. Типичная кривая одноступенчатого центробежного воздушного компрессора.

Так что же такое « всплеск» в любом случае ? Это аэродинамический термин, описывающий явление, когда поток уменьшается, а перепад давления на первой ступени становится слишком высоким, и поток временно «возвращается».Это вызвано аэродинамическим «срывом» или «отрывом». С воздушным крылом на самолете слишком большой угол атаки может вызвать отрыв пограничного слоя и сваливание. Точно так же в центробежном воздушном компрессоре слишком низкий расход или слишком высокий перепад давления изменяют угол атаки внутри крыльчатки, создавая разделение и помпаж. Это вызывает нестабильность потока воздушного компрессора и удары по подшипникам и шестерням, а также нестабильность давления в системе. В типичном центробежном воздушном компрессоре это обычно вызвано падением плотности на входе и расхода из-за избыточного дросселирования, горячего воздуха, засорения впускного фильтра или их комбинации.Вы не хотите туда идти.

Регуляторы центробежного воздушного компрессора должны быть настроены консервативно, чтобы избежать помпажа. В новых воздушных компрессорах линия управления помпажем разработана на основе «политропического напора», значения давления, нормализованного по температуре. Квалифицированный техник «испытает помпаж» воздушного компрессора и вводит пределы контроля помпажа в «футах». Затем вводится смещение от значения. Если политропический напор достигает значения смещения, контроллер воздушного компрессора начинает открывать продувочный клапан, чтобы избежать помпажа.В старых воздушных компрессорах проводится испытание на помпаж, чтобы определить ток двигателя, ставший причиной помпажа (ток двигателя падает, когда вход дросселируется), а также вводится значение тока смещения. Если ток падает до этого уровня, запускается то же самое предотвращение перенапряжения. Однако ток двигателя может быть неточным показателем перенапряжения, особенно если испытание на перенапряжение проводилось в прохладный день. Центробежный воздушный компрессор будет работать «раньше» (на основе ампер) в жаркий день, чем в холодный.

Расход центробежного воздушного компрессора, или «производительность», зависит от плотности на входе.Если плотность падает из-за более высокой температуры на входе, объемный расход фактически уменьшается. Меньший массовый расход снижает способность рабочего колеса первой ступени развивать скорость за счет импульса, и объемный расход на входе (в кубических футах в минуту или м3/ч) падает. Это отличается от воздушных компрессоров прямого вытеснения, где объемный расход на входе не зависит от плотности на входе. Подаваемый массовый расход, относящийся к стандартным условиям (куб. фут/мин или нм3/ч), всегда падает линейно с плотностью на входе, даже если объем на входе был постоянным.Таким образом, снижение плотности на входе из-за повышенной температуры на входе создает «двойную опасность» для центробежных воздушных компрессоров, снижая как icfm, так и scfm. Это показано на рисунках 4 и 5, фактических кривых идентичного воздушного компрессора при 50 и 90 ° F на входе. Соотношение подаваемого потока 1 – 4342/4798 = 9,5%. Если бы поток на входе был постоянным, падение было бы связано только с температурой на входе, 1 – (460 + 50) / (460 + 90) = 7,3%. Объемный расход на входе снизился на 2,2%.

Повышение температуры на входе также приводит к снижению «начала» кривой и эффективного «диапазона» воздушного компрессора.Рабочий диапазон — это доступный диапазон дроссельной заслонки центробежного воздушного компрессора без продувки. Естественный подъем помпажа (без дросселирования) падает со 150 фунтов на кв. дюйм до 140 фунтов на кв. дюйм, когда температура на входе повышается с 50 до 90 ° F. Падение приводит к падению эффективного диапазона регулирования с 2100 стандартных кубических футов в минуту (4800–2700) до 1600 стандартных кубических футов в минуту. (4300 – 2700). Этот динамический диапазон довольно хорош по сравнению с типичными центробежными воздушными компрессорами (от 37% до 43%). Это связано с высокой «подъемностью к помпажу» данного воздушного компрессора. Если бы было выбрано другое рабочее колесо, имеющее оптимальную эффективность при полной нагрузке и давлении, то это могло бы привести к меньшему подъему до помпажа на естественной кривой и к меньшему диапазону регулирования на входном дросселе.Но слишком большой подъем до помпажа ставит воздушный компрессор в немного менее эффективную точку. Сбалансированный выбор аэродинамики обеспечивает как хорошую эффективность при полной нагрузке, так и хороший динамический диапазон.

Реально, управление воздушным компрессором не позволяло бы дросселировать без продувки вплоть до теоретической линии помпажа. Основываясь на опыте, я использую консервативное смещение в 25%. То есть, я предполагаю, что диапазон изменения расхода воздушного компрессора составляет всего 75% от идеального диапазона изменения кривой, 1575 станд. куб.

На мощность также влияет температура на входе. Он падает на 7,3% при том же повышении температуры, что и падение ICFM. Таким образом, на удельную производительность (л.с./куб. фут/мин) не влияет температура, а только необработанная мощность и расход. Также обратите внимание, что дросселирование на IGV обеспечивает меньшую мощность, чем на входном дроссельном клапане («IBV»). Это связано с более эффективным снижением давления и предварительным завихрением с помощью IGV по сравнению с более турбулентным дросселированием IBV.

 

Рис. 4. Типовая кривая многоступенчатого центробежного воздушного компрессора, вход 50
° F.

 

Рис. 5. Типовая кривая многоступенчатого центробежного воздушного компрессора, вход 90
° F.

 

Управление центробежным воздушным компрессором

Для читателей, знакомых со старыми системами управления винтовыми воздушными компрессорами, управление центробежными воздушными компрессорами представляет собой усовершенствованную версию модуляции и разгрузки верхнего диапазона с минимальным пределом дроссельной заслонки, как показано ниже:

  1. Давление является основной независимой переменной управления центробежным воздушным компрессором.Давление обычно регулирует впускной клапан или IGV, регулируя производительность воздушного компрессора для стабилизации в соответствии с потребностями системы. Режим управления «пропорционально-интегрально-дифференциальный» или «ПИД». По сути, он пытается нацелиться и поддерживать давление на заданном уровне плюс или минус доля фунта на квадратный дюйм. В некоторых центробежных воздушных компрессорах, особенно в газовых, частичная нагрузка регулируется рециркуляционным клапаном. В этой статье мы описываем заводские воздушные компрессоры. Как правило, они не используют контроль рециркуляции.
  2. На самом деле он попадает в смещение от линии помпажа, и иногда давлению позволяют подняться и управлять продувочным клапаном с IGV в минимальном положении. В других контроллерах оба клапана перемещаются одновременно, когда воздушный компрессор приближается к линии помпажа, а давление поддерживается постоянным.
  3. Существует два основных режима управления: « непрерывная работа » и « низкая потребность » или какой-либо другой термин, означающий то же самое, например « двойное управление ». В режиме «непрерывной работы» воздушный компрессор будет работать в режиме частичной продувки неограниченное время.
  4. В режиме с низким потреблением воздушный компрессор может «разгрузиться» или перейти в «автономный режим» после того, как продувка превысит определенный уровень в течение определенного периода времени. Впускной клапан или IGV полностью закрывается, а выпускной клапан полностью открывается. Через некоторое время без нагрузки воздушный компрессор отключается.
  5. В некоторых неоптимальных сценариях управления давление регулируется исключительно продувочным, а не впускным клапаном. Это очень расточительно, что приводит к постоянной мощности на всех уровнях мощности.Это могло произойти из-за ручной регулировки воздушного компрессора или из-за контроля помпажа, не позволяющего воздушному компрессору модулировать.

 

Значение для определения размера воздушного компрессора

Четыре основных фактора, влияющих на размер центробежного воздушного компрессора:

  1. Перед определением размера нового воздушного компрессора получите точный профиль потока вашей системы с помощью массового расходомера.
  2. См. №2.
  3. Выберите воздушный компрессор с достаточным динамическим диапазоном без продувки в соответствии с изменением нагрузки.Если нагрузка часто падает до 50% от пиковой, у вас не будет другого выбора, кроме как допустить некоторую продувку, если вы подбираете для своей системы один центробежный воздушный компрессор. Рассмотрите возможность использования системы с несколькими воздушными компрессорами, если нагрузка сильно варьируется.
  4. Убедитесь, что у вас достаточно большой двигатель для работы на полную мощность в самый холодный день.

 

За дополнительной информацией обращайтесь к Тиму Дугану, тел.: (503) 520-0700, электронная почта: [email protected] или посетите сайт http://compression-engineering.com.

Чтобы прочитать аналогичные статьи Air Compressor Technology , посетите сайт www.airbestpractices.com/technology.

 

Центробежные компрессоры | Ингерсолл Рэнд

В компании Ingersoll Rand мы расширили ассортимент центробежных воздушных компрессоров, включив в него новейшие технологии. С введением центробежных компрессоров TURBO-AIR и MSG в дополнение к нашему бренду Centac мы уверены, что у нас есть продукты, необходимые для обеспечения эффективной работы в промышленных и технологических приложениях, таких как разделение воздуха, выдувное формование и текстильная промышленность.Эти инновационные дополнения до сих пор воспринимались нашими клиентами как будущее центробежных компрессоров, предлагая более эффективное и энергоэффективное решение для всех ваших промышленных потребностей.

 

Центробежные воздушные компрессоры MSG TURBO-AIR

Наши решения MSG TURBO-AIR предназначены для работы с ограниченной подачей воды для охлаждения или без нее, поскольку вместо этого они содержат несколько теплообменников с воздушным охлаждением для системы смазки и различных ступеней нагнетаемого воздуха.

Универсальная панель управления MaestroTM обеспечивает простоту эксплуатации благодаря встроенному веб-серверу, позволяющему постоянно контролировать работу компрессора, обеспечивая более контролируемую работу. Отсутствие маслоотделяющих фильтров, требующих очистки и замены, является лишь одной из особенностей этого решения, делающей его обслуживание таким простым и легким.

Преимущество безмасляного решения заключается в том, что оно также предотвращает любое загрязнение внутри системы и снижает риск возгорания трубопровода сжатого воздуха, вызванного уносом масла.В Ingersoll Rand наша цель — создать наиболее эффективное решение на рынке, и мы считаем, что это один из многих продуктов, способных удовлетворить ваши отраслевые критерии. По сравнению с другими машинами сопоставимой производительности это решение может работать с максимальной эффективностью при полной, частичной нагрузке и холостом ходу, поэтому у вас остается мало времени, чтобы отстать от конкурентов.

 

Центробежный воздушный компрессор MSG Centac

Широко известный как самый эффективный и надежный воздушный компрессор на рынке, это решение легко установить, использовать и обслуживать.Высокий стандарт эффективности достигается за счет оптимизированных компонентов, таких как многоступенчатые компрессоры, в которых производительность сочетается с энергосбережением, а также усовершенствованная конструкция рабочего колеса, обеспечивающая максимальный контроль давления. Во всех моделях нашего центробежного воздушного компрессора Centac вы можете рассчитывать на превосходную конструкцию и высокий уровень надежности и долговечности, что в конечном итоге приводит к снижению стоимости владения. Частью превосходной конструкции этого решения является использование меньшего количества деталей в системе для сокращения времени простоя и инновационные уплотнения из углеродного кольца, которые эффективно минимизируют утечку воздуха, что приводит к чистой, свободной от стресса производственной среде.

В Ingersoll Rand мы первыми получили сертификат ISO 8583-1:2001 класса 0 и гордимся тем, что предлагаем решение, которое не содержит масла, не несет рисков и революционизирует рынок. Эти две новые версии нашего ассортимента позволили нам расширить охват рынка за счет систем с более высоким давлением, более высоким расходом и более высокой эффективностью, а также приложений для сжатия технологического газа. Как компания, мы гарантируем превосходные компоненты и качество без исключения и пользуемся глобальной поддержкой благодаря нашему многолетнему опыту и знаниям.

 

Если вам нужна дополнительная информация о любом из наших решений или комплектов центробежных компрессоров, пожалуйста, свяжитесь с нами здесь…

 

Свяжитесь с нами

Влияние кавитации и воздуха на производительность центробежных насосов

Аллан Р. Будрис

Существует много неправильных представлений о воздухе, кавитации, кавитационном шуме и возможности кавитационного повреждения в центробежных насосах. Они включают такие заблуждения, как:

  • В насосе нет кавитации, если доступный насосу NPSH превышает требуемый насосом NPSH (даже если запас составляет всего один фут).
  • Вовлеченный воздух всегда создает шум в насосе.
  • Кавитация всегда вызывает повреждения и сокращает срок службы насоса.

Кавитация может существовать выше NPSH R (требуется чистый положительный напор на всасывании) центробежного насоса, как указано в колонке советов по насосам автора за октябрь 2007 г. NPSH R насоса не является той точкой, где начинается кавитация. По данным Гидравлического института, NPSH R насоса – это NPSH A (доступный чистый положительный напор на всасывании), что приведет к снижению общего напора нагнетания насоса на три процента.Это падение напора вызвано блокировкой потока из-за кавитационных паров в глазу крыльчатки. Это означает, что в крыльчатке также было достаточно кавитации, чтобы вызвать падение напора как на два процента, так и на один процент. Трехпроцентный критерий падения напора был основан на простоте определения (проверки) точной точки падения напора, а также на том, что стандартные насосы с низкой энергией всасывания могут работать с небольшим запасом выше точки NPSH R без серьезного влияния на эксплуатационную надежность. насоса (хотя напор будет немного ниже).

3



Всасывающие пульсации Уровень против процентов захваченного воздуха на шесть дюймов всасывающий насос на насос на шесть дюймов, 100-процентный уровень расхода BEP, & NPSH Margin 1,38 Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение

Это нормально требует NPSH A , в четыре раза превышающего NPSH R насоса (в среднем), чтобы полностью подавить кавитацию в насосе. Только для достижения 100-процентного напора может потребоваться от 1,05 до 2,5-кратного значения NPSH R .Фактический запас по кавитационному запасу, необходимый для подавления всей кавитации в насосе (начальная точка кавитации), может составлять от 2 до 20-кратного значения кавитационного запаса насоса R , в зависимости от энергии всасывания. Вот почему некоторые насосы могут генерировать кавитационный шум, даже если NPSH A системы значительно превышает NPSH R насоса. Будет ли работа в этой зоне кавитации NPSH R вызывать шум и/или наносить ущерб сроку службы насоса, зависит от энергии всасывания, запаса NPSH, расхода и содержания воздуха в жидкости. .


Уровень пульсации всасывания и процент вовлеченного воздуха по отношению к предельному соотношению NPSH для шестидюймового насоса с торцевым всасыванием при 3550 об/мин, скорости потока 100% BEP и низком содержании вовлеченного воздуха. Щелкните здесь, чтобы увеличить изображение

Но не всякая кавитация, будь то из-за высокого расхода, низкого предела кавитационного запаса или рециркуляции на всасывании, может привести к повреждению насоса. Как указано в колонке советов авторов за октябрь 2007 г., насосы с низкой энергией всасывания не должны подвергаться повреждениям из-за кавитации (если только не присутствуют абразивные или коррозионные вещества).Насосы с высокой энергией всасывания будут в основном вызывать шум, но незначительный ущерб, особенно при использовании материалов, устойчивых к эрозии. Но когда насос достигает очень высокой энергии всасывания, он обычно подвержен кавитационному повреждению (за исключением случаев, когда присутствует определенное количество вовлеченного воздуха).

Захваченный воздух

Существует множество различных мнений о воздействии вовлеченного воздуха в центробежный насос. Вовлеченный воздух часто считается вредным для производительности и срока службы насоса. Большое количество воздуха (более пяти-шести процентов) может скапливаться в глазу крыльчатки и вызывать потерю потока и, возможно, связывание воздуха.Воздух может увеличить уровень шума в насосах с высокой (нагнетательной) энергией, которые имеют высокие скорости вращения на выходе из рабочего колеса и малые зазоры между спиральными гребнями. Однако было замечено, что небольшое количество вовлеченного воздуха (менее одного процента) смягчает имплозивные эффекты кавитации, тем самым уменьшая их шум и эрозионное повреждение.

Добавление всего около ½ процента дополнительного воздуха (от 0,38 до 0,89 процента) снижает уровень пульсаций давления всасывания (при частоте прохода лопастей) в шестидюймовом всасывающем насосе на стороне всасывания на 82 процента (см. Фигура 1).Пульсации давления были обусловлены (и являются мерой) схлопывания кавитационных пузырьков в насосе. Однако дальнейшее увеличение содержания воздуха (свыше примерно одного процента) показало незначительное дополнительное снижение уровня пульсации. Автор никогда не видел случая, чтобы вовлеченный воздух вызывал шум в насосе.

Это объясняет некоторые феномены работы насосов, такие как:

Почему некоторые насосы (обычно с высокой энергией всасывания) работают тихо при перекачивании одних жидкостей, но шумно перекачивают другие, даже при одинаковом расходе и допустимом значении NPSH.Насосы, перекачивающие жидкости с более высоким содержанием вовлеченного воздуха, такие как сточные воды, будут работать тише, чем при перекачивании обычной воды. Таким образом, насос для подъема сточных вод может быть шумным при перекачивании больших объемов ливневых вод, но тише при перекачивании сточных вод с более высокой концентрацией. Этот шум также может быть связан с кавитационным повреждением в насосах с очень высокой энергией всасывания.

Это объясняет, почему некоторые центробежные насосы на самом деле работают тише, когда запас NPSH уменьшается, а в насосе больше кавитации.Жидкости обычно содержат как увлеченные, так и растворенные газы, такие как воздух. Только вовлеченный воздух успокаивает и смягчает кавитационные имплозии. Но по мере того, как давление всасывания снижается и больше жидкости испаряется в кавитационный пар, высвобождается больше растворенного воздуха, который выходит из раствора и увлекается. Это усиливает эффект глушения при низких значениях кавитационного запаса, см. рис. 2. Таким образом, тот факт, что насос становится немного более шумным при небольшом увеличении запаса кавитационного запаса, не означает, что шум не вызван кавитацией.Максимальная кавитация, вызванная пульсациями давления, обычно возникает при коэффициентах запаса NPSH от 1,3 (приблизительно к BEP-расходу насоса) до 2,3 (приблизительно к началу рециркуляции на всасывании с низким расходом). Таким образом, может потребоваться запас NPSH от более 2,0 до 2,5, чтобы начать глушить (вызванный кавитацией) шумный насос и уменьшить любой эрозионный износ.

Это также представляет собой возможный способ успокоить насос, вызванный кавитацией, и уменьшить любой связанный с этим износ. Если допустимо небольшое количество воздуха в системе, то за счет подачи ограниченного количества воздуха (не более 1%) на всасывание насоса можно значительно продлить срок службы насоса. WW

Ссылки: «Влияние вовлеченного воздуха, предела кавитационного запаса и всасывающего трубопровода на кавитацию в центробежных насосах», Аллан Р. Будрис и Филипп А. Майлебен, Материалы 15-го Международного симпозиума пользователей насосов, март 2998 г.

Об авторе:
Аллан Р. Будрис, ЧП, является независимым инженером-консультантом, который специализируется на обучении, анализе отказов, устранении неполадок, проверках надежности, эффективности и поддержке судебных разбирательств по насосам и насосным системам.С офисами в Вашингтоне, штат Нью-Джерси, с ним можно связаться по электронной почте [email protected]

Машиностроение | Основы центробежного воздушного компрессора

Джозеф Л. Фощ, старший редактор журнала Plant Engineering Magazine 1 июня 2001 г.

Ключевые понятия

  • Центробежные компрессоры наиболее эффективны при работе на полную мощность.
  • Дроссель и помпаж возникают на крайних концах кривой производительности, и их следует избегать.
  • Производительность компрессора должна быть указана в заводских условиях, выраженных в фактических кубических футах в минуту (acfm).
  • Центробежные воздушные компрессоры лучше всего подходят для применений, где потребность относительно постоянна, или на предприятиях, где они могут использоваться для работы с базовой нагрузкой, что позволяет использовать другие типы компрессоров в качестве подстроечных машин для удовлетворения пиковых нагрузок.
  • Трехступенчатые центробежные компрессоры, как правило, более эффективны, чем винтовые компрессоры, и могут приблизиться к уровням эффективности поршневых компрессоров двойного действия.
  • Наиболее распространенная конструкция имеет три ступени для давления в диапазоне 100–150 фунтов на квадратный дюйм. Конструкции с 8 ступенями могут достигать давления до 1200 фунтов на кв. дюйм. Промежуточный охладитель с водяным охлаждением и сепаратор между ступенями возвращают температуру воздуха примерно к температуре окружающей среды и удаляют конденсированную влагу. Доохладитель и сепаратор охлаждают воздух на последней ступени и удаляют больше влаги перед тем, как сжатый воздух поступает в воздушную систему завода.
  • Центробежные воздушные компрессоры являются динамическими машинами.Воздух сжимается за счет механического воздействия высокоскоростных вращающихся крыльчаток, сообщающих воздуху скорость и давление. Приблизительно половина энергии давления развивается в рабочем колесе, а другая половина достигается за счет преобразования энергии скорости в энергию давления при уменьшении скорости воздуха в диффузоре и улитке.

Неотъемлемой характеристикой центробежных воздушных компрессоров является то, что по мере снижения давления в системе производительность увеличивается. Крутизна кривой напор/производительность зависит от конструкции рабочего колеса.Чем больше лопасти рабочего колеса отклоняются назад от истинного радиального положения, тем круче кривая.

Дроссель и помпаж

Поскольку давление в системе продолжает снижаться, подача воздуха от компрессора увеличивается до тех пор, пока скорость где-то в компрессоре не достигнет скорости звука. В этот момент поток перекрывается, потому что дальнейшее снижение давления в системе не приводит к дополнительной подаче воздуха.
Максимальное давление нагнетания компрессора является функцией пересечения линии помпажа и кривой производительности.Когда давление в воздушной системе увеличивается, компрессор подает меньше воздуха, пока не будет достигнута его естественная точка помпажа. В этот момент компрессор не может поддерживать постоянный поток воздуха в систему.
При достижении этой точки происходит обратный поток из системы через компрессор до тех пор, пока не установится мгновенное равновесие между компрессором и системой.

Этот обратный поток называется помпажем.
Это явление примерно эквивалентно заглохшему состоянию аэродинамического профиля.В этом случае работа компрессора перемещается от точки помпажа к некоторой точке давления ниже нее на кривой производительности. Когда компрессор продолжает работать при постоянном избыточном давлении в системе, кривая работы поднимается вверх, и снова возникает помпаж.
Ни дросселирование, ни помпаж нежелательны, и их следует избегать.

Они могут привести к чрезмерной вибрации и перегреву, что может привести к повреждению компрессора. Системы управления, которые позволяют компрессору работать без дросселирования или помпажа, должны основываться на преобладающих условиях окружающей среды, которые действительно влияют на производительность компрессора.
Большинство стандартных комплектов воздушных компрессоров рассчитаны на температуру окружающей среды 90 F и барометрическое давление, близкое к уровню моря. Динамический характер компрессора приводит к тому, что напор, создаваемый каждым рабочим колесом, увеличивается по мере увеличения плотности воздуха.

Массовый расход компрессора и стандартная производительность в кубических футах в минуту (куб. футов в минуту) при заданном давлении нагнетания увеличиваются по мере снижения температуры окружающей среды. Система управления производительностью регулирует мощность компрессора для поддержания желаемого давления в системе и управляет компрессором в пределах мощности двигателя.Система управления регулирует поток воздуха с помощью впускного дроссельного клапана или направляющих аппаратов. Точка дросселирования ограничивает величину снижения расхода при заданном давлении. Центробежные воздушные компрессоры обеспечивают подачу воздуха без смазки. Смазка, используемая для повышающих передач и подшипников высокоскоростных валов, удерживается вдали от камер сжатия с помощью уплотнений вала с воздушными продувочными и вентиляционными патрубками. Поскольку они являются высокоскоростными машинами, эти компрессоры должны быть оборудованы мониторами вибрации вала для регистрации рабочих тенденций и защиты оборудования.Автоматическое управление компрессором типично и улучшено за счет использования микропроцессоров, которые контролируют характеристики давления/производительности/температуры, а также потребляемый ток двигателя главного привода.

Центробежные компрессоры наиболее эффективны при работе на полную мощность. Для достижения этого условия необходимо провести обследование всего потребления сжатого воздуха. Это легкая часть. Сложность заключается в выборе компрессора для удовлетворения этих потребностей.

Вы выбираете компрессор, который подает стандартные кубические футы в минуту (scfm) или фактические кубические футы в минуту (acfm)?
Одной из самых запутанных областей спецификации воздушных компрессоров является определение производительности.Поскольку очень важно получить компрессор надлежащего размера, необходимо правильно указать производительность. Начните с общепринятой части — кубических футов в минуту (куб. футов в минуту). Эта цифра представляет собой объем воздуха, который сжимается каждую минуту и ​​измеряется на входе в компрессор.

Требования к сжатому воздуху для большинства единиц производственного оборудования определяются в стандартных кубических футах в минуту. Этот термин определяет вес воздуха, поскольку он относится к плотности воздуха при стандартных условиях: 14.696 фунтов на квадратный дюйм, 60 F и относительная влажность 0 %. SCFM не предназначен для определения условий на предприятии; он предназначен для привязки всех компрессоров к общему набору условий.

После определения потребности в кубических футах в минуту поставщик несет ответственность за поставку надлежащего компрессора. Поскольку производительность компрессоров обычно измеряется в кубических футах в минуту, acfm необходимо преобразовать в scfm. Преобразование осуществляется по следующей формуле:

acfm = scfm x P std / P 1 – ( Psat 1 x RH 1 ) x T 1 / T std
Где: P std = 14.696 фунтов на квадратный дюйм
P 1 = барометрическое давление на площадке завода, фунтов на квадратный дюйм
T 1 = температура окружающего воздуха в расчетный день, R
( R = F + 460)
Psat 1 = давление насыщения при P 1 и T 1 , psi (значение из таблицы пара)
RH 1 = относительная влажность окружающей среды на заводе в расчетный день (выраженная в десятичной форме)
T std = стандартная температура, R (60 + 460 = 520)
Например, предположим следующее:
Давление нагнетания 125 фунтов на кв.
1000 станд. куб. футов в минуту
Условия на месте: T 1 = 95 F, P 1 = 14.1 фунт/кв. дюйм, относительная влажность 1 = 80% (0,8). Из паровых таблиц Psat = 0,8153 фунтов на квадратный дюйм.

Для подачи 1000 куб. футов в минуту компрессор должен производить 1167 куб. футов в минуту в условиях завода. Если бы завод находился на высоте 7000 футов, P 1 был бы равен 11,34 фунтов на квадратный дюйм, а acfm увеличился бы до 1468.
При определении требований к сжатому воздуху выберите расчетный день, который представляет наихудший сценарий. Для компрессора жаркие влажные дни являются наихудшим случаем. Выберите реалистичную максимальную температуру летнего дня. Не выбирайте экстремальные условия, чтобы быть консервативными.Такой выбор приводит к менее эффективной компрессорной системе.

Также необходимо учитывать потери компрессора. Они добавляются к требуемому станд.куб.футу в минуту для определения производительности компрессора. Как насчет входных кубических футов в минуту (icfm)? Этот блок используется поставщиками для установления условий на входном фланце компрессора. ACFM измеряется на территории предприятия. Отличие в большинстве случаев заключается во входном фильтре. Это вызывает падение давления воздуха по мере прохождения воздуха и должно учитываться при оценке производительности компрессора.

Управление входом

Два устройства используются для управления потоком на входе в центробежный воздушный компрессор: входной дроссельный клапан (IBV) и входной направляющий аппарат (IGV). Их обычно монтируют на входе в первую ступень. Оба приводятся в действие системой управления компрессором в ответ на запрос системы. Результат их действия одинаков, но принцип действия у них разный.
Нет никакой разницы между IBV и IGV, когда компрессор работает со 100% нагрузкой.В диапазоне дроссельной заслонки компрессора эти устройства изменяют давление на рабочее колесо первой ступени. Плотность воздуха уменьшается по мере увеличения перепада давления. С уменьшением плотности массовый расход, создаваемый компрессором, также уменьшается.

Центробежный компрессор может регулироваться таким образом до тех пор, пока не будет достигнута точка выброса газа. Рис. 5. Регулируемые входные направляющие аппараты могут обеспечить экономию энергии до 9%. (С любезного разрешения Atlas Copco Compressors, Inc.)
При использовании дроссельной заслонки воздух поступает прямо в проушину крыльчатки.Воздух поступает в рабочее колесо, где он раскручивается с заданной скоростью и выбрасывается в секцию диффузора ступени компрессора.

Драйвер обеспечивает мощность ступени компрессора, заставляя воздух вращаться в радиальном направлении и развивать скорость. Поскольку воздух входит в рабочее колесо в осевом направлении, привод должен обеспечить всю энергию, необходимую для вращения воздуха.
IGV имеет подвижные лопасти, расположенные таким образом, что воздух, поступающий в проушину крыльчатки, закручивается в направлении вращения крыльчатки (рис.5). Угол потока к проушине рабочего колеса увеличивается, когда лопасти закрыты.

При увеличенном угле крыльчатка первой ступени должна выполнять меньше работы, чем требуется для IBV. IGV
используются для повышения общей эффективности компрессоров. Его преимущество видно только при дросселировании компрессора. Если компрессор большую часть времени загружен полностью, не добавляйте механическую сложность, указывая IGV.

PLANT ENGINEERING выражает признательность Clean Dry Air, Inc., за помощь в подготовке статьи. Фотография на обложке была сделана в сотрудничестве с заводом Kraft Foods Nabisco Biscuit & Snacks Group в Чикаго, штат Иллинойс, и Ingersoll-Rand Co.

.

Причины преждевременного помпажа

Грязные промежуточные охладители. Повышенная температура воздуха снижает плотность воздуха на ступени сжатия, что приводит к уменьшению коэффициента давления ступени и уменьшению подъема до помпажа. Грязный входной фильтр — снижает давление на первой ступени, что приводит к более низкой точке естественного помпажа.Более низкая точка естественного помпажа уменьшает диапазон дроссельной заслонки.

Горячий хладагент. Повышенная температура воздуха снижает плотность воздуха на ступени сжатия, что приводит к уменьшению коэффициента давления ступени и уменьшению подъема до помпажа.

Горячий воздух на входе — повышенная температура воздуха на первой ступени снижает плотность воздуха на этой ступени, что приводит к уменьшению коэффициента давления на ступени. Поскольку давление увеличивается по мере прохождения воздуха через многоступенчатый компрессор, первая ступень оказывает наиболее существенное влияние на рост помпажа.Входная скорость привода. Способность ступени центробежного компрессора снижать давление пропорционально квадрату скорости ступени. Снижение входной скорости привода резко влияет на отношение общего давления в машине и рост помпажа.

Общие указания по установке

Фундамент

: Хотя фундамент не обязательно должен быть таким массивным, как у поршневого компрессора, он должен быть достаточным, чтобы обеспечить постоянную жесткую, недеформируемую опору. Фундамент должен быть спроектирован так, чтобы избежать возможного резонанса с рабочими частотами компрессора и трансмиссии.

Крановое хозяйство: Мостовые краны нужны не только для установки компрессора, но и для обслуживания.

Пространство: Необходимо предусмотреть достаточное пространство для удобства обращения во время монтажа.

Доступность: Компрессор следует устанавливать в таком месте, где его можно легко наблюдать и обслуживать.

Чистота: Компрессор следует устанавливать и обслуживать в чистом месте. Наружная установка требует особого внимания.Трубопровод и электропроводка: Компрессор должен быть расположен так, чтобы требовалось минимальное количество трубопроводов и электропроводки. Можно пойти на компромисс в пользу удобства эксплуатации.

Контрольно-измерительные приборы: Приборы должны быть установлены в центральном месте и в пределах видимости оператора, особенно во время запуска.

Схема профилактического обслуживания
Не существует единого, установленного подхода к эффективной программе обслуживания для каждой компрессорной установки. Важно адаптировать программу обслуживания к каждой установке.

Ежедневно

  • Проверка смазочных и уплотняющих масляных резервуаров
  • Проверка масляных фильтров системы смазки и уплотнения
  • Проверить работу всех охладителей и ловушек
  • Обзор всех контрольных и технологических инструментов
  • Слушайте уровень шума и изменения высоты тона
  • Визуальный осмотр на наличие утечек и незакрепленных деталей
  • Проверка перепада давления на впускных фильтрах, промежуточных охладителях, промежуточных охладителях и межступенчатых сепараторах
  • Наблюдайте за уровнями в пределах прямой видимости на предмет аномальных изменений уровня

Еженедельно

  • Проверка калибровки и работы всех устройств защитной сигнализации и расцепления посредством фактической проверки
  • Ежемесячно
  • Провести вибродиагностику каждого корпуса подшипника
  • Проверка работы всех промежуточных, доохладителей и маслоохладителей
  • Смажьте рычажный механизм, штифты и ползунки всех регулирующих клапанов, позиционеров клапанов и позиционеров направляющих лопаток
  • Анализ проб масла из смазочных и уплотнительных резервуаров

При крупных остановах

  • Осмотр муфт
  • Проверить соосность всех муфт
  • Очистите и осмотрите все опорные подшипники
  • Очистите и осмотрите все узлы упорных подшипников
  • Осмотрите масляные дефлекторы на наличие следов трения, закупорки сливных отверстий или сколов в точках касания
  • Снимите крышку корпуса для внутреннего осмотра, если требуется уровень производительности или график технического обслуживания
  • Слив и очистка каждой системы смазки и уплотнения
  • Снятие и проверка технологических обратных клапанов
  • Осмотрите компенсаторы Осмотрите ускорители
  • Проверить калибровку всех приборов и устройств сигнализации и расцепления
  • Соблюдайте рекомендуемые производителем процедуры осмотра и технического обслуживания

Преимущества/недостатки центробежных воздушных компрессоров

Преимущества  

  • Полная комплектация для заводского или приборного воздуха мощностью до 500 л.с.
  • Относительная первоначальная стоимость улучшается по мере увеличения размера
  • Предназначен для подачи воздуха без смазки
  • Не требует специального фундамента

Недостатки

  • Модуляция управления ограниченной производительностью, требующая разгрузки для снижения производительности
  • Для высоких скоростей вращения требуются специальные подшипники и сложный контроль вибрации и зазоров
  • Рекомендации по специализированному техническому обслуживанию

Компании справа предоставили информацию для этой статьи, ответив на письменный запрос журнала Plant Engineering.Для получения дополнительной информации об их продуктовых линейках обведите номер на карточке обслуживания читателей или посетите их веб-сайты.

– Джозеф Л. Фощ, старший редактор, 630-320-7135, [email protected]

Есть ли у вас опыт и знания по темам, упомянутым в этой статье? Вам следует подумать о том, чтобы поделиться контентом с нашей редакцией CFE Media и получить признание, которого заслуживаете вы и ваша компания. Нажмите здесь, чтобы начать этот процесс.

Руководство покупателя центробежных нагнетателей

Если вы похожи на большинство людей, то вы, вероятно, не понимаете разницы между вентиляторами и нагнетателями или того, что отличает центробежные нагнетатели от остальных.Кроме того, существует несколько различных типов центробежных нагнетателей, и понимание преимуществ и недостатков каждого типа может показаться сложной задачей.

Это руководство для покупателя расскажет вам все, что вам нужно знать о центробежных нагнетателях, в том числе о том, как они работают, для чего используются и какие из них лучше подходят для конкретных ситуаций.

Что такое центробежный вентилятор?

Различие между вентилятором и воздуходувкой заключается в величине давления, которое они могут производить.Любой вентилятор, который может создавать давление выше 1,2 мг/см2 при высокой скорости потока, считается нагнетателем.

Центробежный вентилятор, иногда называемый центробежным вентилятором, представляет собой насос или двигатель, который перемещает и обеспечивает циркуляцию воздуха. Он втягивает воздух внутрь вентилятора, а затем выталкивает его под углом 90º. Двумя основными компонентами центробежного вентилятора являются крыльчатка и двигатель.

Некоторые воздуходувки могут втягивать и нагнетать воздух под углом менее 90 градусов; эти вентиляторы называются вентиляторами смешанного потока, и их не следует путать с центробежными нагнетателями.

Центробежные воздуходувки, предназначенные для промышленных целей, имеют защитный корпус, который увеличивает срок службы и предотвращает засорение движущихся частей посторонними предметами. Благодаря вращающимся крыльчаткам центробежные нагнетательные вентиляторы способны увеличивать скорость и объем воздушного потока.

Они полагаются на изогнутые лопасти, которые тянут воздух по кругу, а центробежные силы ускоряют поток воздуха в радиальном направлении и наружу. Они перемещают воздух наружу через воздуховоды или трубы и обеспечивают более сильный и стабильный воздушный поток, чем осевые вентиляторы.Даже меньшие центробежные воздуходувки имеют мощность не менее 50 лошадиных сил, в то время как более мощные воздуходувки могут иметь мощность, достигающую сотен лошадиных сил.

Применение центробежных воздуходувок

Центробежные воздуходувки очень полезны в отраслях, где требуются большие объемы газа и потока воздуха при более высоком давлении. Вы, вероятно, обнаружите, что они встроены в системы вентиляции зданий, и они также часто используются в промышленных процессах для транспортировки газа или материалов. В системах контроля загрязнения воздуха также используются центробежные вентиляторы.

Другие области применения включают сбор пыли, воздух для горения для горелок, системы сушки и охлаждения, циркуляцию воздуха, промывку фильтров, наддув газа и аэрацию сточных вод.

Кривая давления к объему является ключевой: центробежные воздуходувки работают лучше, чем осевые, при работе с большим перепадом давления. Это делает их бесценными для многих компонентов процессов во многих отраслях промышленности, упомянутых выше.

Типы центробежных воздуходувок

Существует несколько различных типов центробежных нагнетателей, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.Вот некоторые из вариантов, которые обычно используются в промышленных целях.

Воздуходувки с радиальными лопастями

Центробежные воздуходувки с радиальными лопастями используют рабочее колесо с несколькими равномерно расположенными плоскими лопастями, которые проходят перпендикулярно направлению вращения колеса. Лопасти намного тяжелее, глубже и уже, чем наклонные. Они производят давление от среднего до высокого и хорошо подходят для погрузочно-разгрузочных работ и некоторых промышленных применений с умеренным давлением.

Воздуходувки с аэродинамическими лопастями

Воздуходувки с аэродинамическими лопастями имеют полые наклоненные назад лопасти, которые подходят для обработки больших объемов чистого воздуха при низком или умеренном статическом давлении.Эти воздуходувки очень эффективны и работают с большей скоростью, чем воздуходувки с наклонными лопастями. Поскольку они могут обрабатывать большие объемы воздуха, эти воздуходувки обычно используются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования, контроля загрязнения воздуха, сушки и фильтрации, а также в других промышленных процессах.

Воздуходувки с радиальным наконечником

Центробежные воздуходувки с радиальным наконечником имеют более компактную конструкцию, чем их собратья с аэродинамическим профилем и загнутыми назад лопатками, и идеально подходят для приложений с большим расходом воздуха, где требования к давлению также относительно высоки.Вентиляторы с радиальными наконечниками обладают умеренными возможностями обработки материала, но более эффективны, чем вентиляторы с радиальными лопастями. Как правило, они используются в системах пылеулавливания и общей вентиляции.

Встроенные центробежные воздуходувки

Канальные центробежные воздуходувки имеют прочную конструкцию с колесами с наклоном назад, заключенными в трубчатый осевой корпус. Это вентиляторы средней мощности, которые менее эффективны, чем другие разновидности, и обычно используются в промышленных приложениях с низким давлением.

Найти правильный центробежный вентилятор может быть сложно, но понимание преимуществ и недостатков каждого из них может помочь вам принять правильное решение. Если вы хотите приобрести центробежный вентилятор, посетите сайт C&B Equipment и ознакомьтесь со всеми вариантами, которые мы можем предложить.

Применение центробежных воздушных компрессоров | Мониторинг вибрации

Принцип

Центробежный воздушный компрессор представляет собой вращающуюся машину, которая использует центробежную силу для создания давления для различных применений.Он ускоряет воздух от центра крыльчатки, а затем замедляет его в диффузоре. В процессе расширения воздуха энергия скорости преобразуется в потенциальную энергию, и, следовательно, воздух сжимается.

Многоступенчатые, особенно трехступенчатые, центробежные воздушные компрессоры очень распространены на предприятиях. Каждая отдельная ступень может обеспечить увеличение давления от 2:1 до 3:1, а последующая третья ступень приведет к увеличению давления примерно на 8:1. Другие преимущества трехступенчатых компрессоров включают удобный контроль температуры и влажности после каждой ступени сжатия.Центробежный воздушный компрессор представляет собой сложную вращающуюся машину, состоящую из множества различных компонентов. На рис. 1 показаны некоторые из них:

  1. Двигатель
  2. Втулочная шестерня с шестернями для привода ступеней сжатия воздуха.
  3. Впускной дроссельный клапан или впускной направляющий аппарат (ВРК)
  4. Первая ступень сжатия воздуха
  5. Интеркулер 1
  6. Вторая ступень сжатия воздуха
  7. Интеркулер 2
  8. Третья ступень сжатия воздуха
  9. Доохладитель
  10. Продувочный клапан
  11. Обратный клапан
  12. Панель управления

Рисунок 1.Основные внутренние части и процессы центробежного воздушного компрессора

Заявка

Современные центробежные воздушные компрессоры компактны, эффективны и надежны. Как правило, они монтируются на общем основании со встроенным двигателем, редуктором, охладителем, трубопроводом и органами управления. Контроллер компрессора используется для управления производительностью и надежностью воздушного компрессора при относительно постоянном давлении на выходе. Последние передовые технологии центробежных воздушных компрессоров принесли огромные преимущества пользователям, такие как безмасляная подача воздуха, простая установка, низкая стоимость эксплуатации и простота обслуживания.В результате центробежный воздушный компрессор широко используется в различных промышленных и коммерческих целях, включая следующие:

  • Разделение воздуха
  • Переработка нефти
  • Производство электроэнергии
  • Химическая обработка
  • Продукты питания и напитки
  • Нефтехимия
  • Пластик
  • Электроника
  • Целлюлозно-бумажный комбинат
  • Текстиль

Один из примеров применения на химическом заводе показан ниже на рис.2

 

 

Неисправности и причины

Катастрофический отказ компрессора может привести к серьезным последствиям для работы предприятия, таким как выход из строя другого оборудования, угроза безопасности, простои, упущенная выгода от производства, дорогостоящий ремонт и проблемы со здоровьем. Неисправности компрессора могут быть вызваны разными причинами, но наиболее распространенной является неисправность механического компонента, связанная с дисбалансом, несоосностью, усталостью или неправильным дизайном, недостаточной или неправильной смазкой, выходом из строя уплотнений и накоплением посторонних материалов.На приведенном ниже рисунке (рис. 3) показан катастрофический отказ компрессора на нефтеперерабатывающем предприятии, вызвавший значительные простои и производственные потери.


Рис. 3. Один из случаев отказа центробежного воздушного компрессора

Вал является критически важной вращающейся частью для передачи движения и передачи сил в механизме компрессора. Подшипники прикреплены к корпусу для обеспечения как радиальной, так и осевой поддержки вала. Таким образом, вибрация вала или корпуса подшипника будет первым признаком и подлинным индикатором многих проблем системы центробежного воздушного компрессора.

Защита активов

Центробежные компрессоры являются жизненно важными активами для многих производственных объектов, и заводы полагаются на них в своей работе. Важно иметь определенные механизмы защиты машины, чтобы обеспечить исправное состояние компрессора и предотвратить катастрофический отказ. Мониторинг вибрации является одним из наиболее распространенных методов, позволяющих обнаружить многие неисправности до того, как они перерастут в серьезные проблемы. Внедрение мониторинга вибрации может привести ко многим другим преимуществам, таким как:

  • Увеличить время безотказной работы и производительность
  • Устранение неожиданного ремонта и незапланированных простоев
  • Оптимизация поддержания расписания и производительности машины
  • Улучшить финансовые показатели

Американский институт нефти (API) является активным сторонником разработки стандартов мониторинга оборудования, и стандарты API были широко приняты многими пользователями роторных машин.В 1970 году API принял бесконтактные датчики в качестве измерительных устройств для определения допустимой вибрации вала во время заводских приемочных испытаний. Известный как стандарт API 670, он был изменен позже, чтобы добавить информацию, касающуюся температуры и материала для измерения вибрации кожуха редукторов. В 2001 году стандарт API 670 был снова пересмотрен и назван «Стандарт защиты машин». API 670 стал наиболее широко применяемым стандартом для мониторинга вибрации в мире, поскольку он в целом отражает общепризнанные «передовые инженерные методы» для систем мониторинга вибрации.На рис. 4 API предлагает установить как минимум два датчика осевого положения и две пары датчиков радиальной вибрации (X и Y) для центробежного компрессора с гидродинамическими подшипниками для контроля вибрации вала. Опыт также рекомендует устанавливать как минимум один комплект датчиков сейсмической вибрации на корпусе подшипника для контроля общей вибрации корпуса.

Рис. 4 Типовая компоновка системы API 670 для центробежного компрессора с гидродинамическими подшипниками

Продукты Metrix

Компания Metrix впервые предложила своим клиентам концепцию технологических инноваций и доступной защиты оборудования.Компания Metrix поставляет комплексное решение для измерения вибрации с линейкой продуктов для бесконтактных и сейсмических измерений, чтобы удовлетворить различные требования в различных областях применения. Сочетание драйвера MX2033 и преобразователя MX2034, а также нашего акселерометра SA6200A или сейсмического преобразователя ST5484E, позволяет защитить ваш компрессор и обеспечить множество преимуществ для вашего бизнеса.

Для защиты трехступенчатого центробежного воздушного компрессора рекомендуется установить по крайней мере одну систему датчиков MX2034 на каждое рабочее колесо для измерения радиальной вибрации и по крайней мере один сейсмический преобразователь ST5484E для измерения вибрации редуктора.Сигнал 4-20 мА может быть направлен в систему управления ПЛК/РСУ, а буферизованный необработанный сигнал может быть доступен для диагностического анализа. Усовершенствованная система будет использовать пару преобразователей XY на каждом подшипнике/уплотнении. Типичная установка и подключение показаны на Рис. 5 и Рис. 6.
Рис. 5 Metrix Vibration Monitoring Используемые продукты pn Центробежный воздушный компрессор

 

Рис. 6 Схема подключения MX2034 в приложении центробежного воздушного компрессора

Для большей защиты центробежного воздушного компрессора рекомендуется также контролировать осевое положение и скорость вращения вала двигателя/крыльчатки.Датчики приближения Metrix MX2034 могут измерять эти параметры. Цифровая конфигурация MX2034 упрощает пользователям использование любого режима в полевых условиях для удовлетворения различных требований в вашей системе защиты машин. Этого можно добиться с помощью конфигурационного и служебного программного обеспечения Metrix DPS, показанного на рис. 7.

Рис. 7. Пользовательский интерфейс конфигурационного и служебного программного обеспечения Metrix DPS


Расширенные возможности бесконтактного передатчика MX2034

1.Устранение перекрестных помех

Устранение перекрестных помех используется, когда бесконтактные датчики расположены близко друг к другу, обычно на расстоянии менее 25 мм. Эта функция используется на одном из датчиков, который может создавать электрические помехи другому датчику, находящемуся поблизости. Можно сдвинуть частоту колебаний передатчика, сделав ее отличной от соседнего зонда, тем самым предотвратив перекрестные помехи.

2. Подавление пиков

Эта функция используется для предотвращения влияния высокоамплитудных электрических помех из-за пределов системы мониторинга вибрации на работу системы передатчика вибрации.Он временно подавляет всплески высокой амплитуды, короткой продолжительности, обычно менее 50 миллисекунд, подобные тем, которые могут быть вызваны портативным радиоприемником при включении радиочастотного устройства.


Сравнение центробежных машин с конкурентами

Центробежные насосы | Инженерная библиотека

На этой странице представлена ​​глава о центробежных насосах из «Справочника DOE по основам: термодинамика, теплопередача и поток жидкости», DOE-HDBK-1012/3-92, U.С. Министерство энергетики, июнь 1992 г.

Другие связанные главы из «Справочника по основам Министерства энергетики: термодинамика, теплопередача и поток жидкости» можно увидеть справа.

Центробежные насосы

Центробежные насосы являются одним из наиболее распространенных компонентов гидравлических систем. Чтобы понять, как работает жидкостная система, содержащая центробежный насос, необходимо понять соотношение напора и расхода для центробежного насоса.

Преобразование энергии в центробежном насосе

Жидкость, поступающая в центробежный насос, немедленно направляется в область низкого давления в центре или в глазу рабочего колеса.Когда крыльчатка и лопасти вращаются, они передают импульс поступающей жидкости. Передача импульса движущейся жидкости увеличивает скорость жидкости. По мере увеличения скорости жидкости увеличивается ее кинетическая энергия. Жидкость с высокой кинетической энергией вытесняется из зоны рабочего колеса и поступает в улитку.

Улитка представляет собой область с постоянно увеличивающейся площадью поперечного сечения, предназначенную для преобразования кинетической энергии жидкости в давление жидкости. Механизм этого преобразования энергии такой же, как и при дозвуковом течении через расширяющуюся часть сопла.Математический анализ течения через улитку основан на общем уравнении энергии, уравнении неразрывности и уравнении, связывающем внутренние свойства системы. Ключевыми параметрами, влияющими на преобразование энергии, являются расширяющаяся площадь поперечного сечения улитки, более высокое противодавление в системе на выходе из улитки и несжимаемый дозвуковой поток жидкости. В результате взаимозависимости этих параметров течение жидкости в улитке, подобно дозвуковому течению в расширяющемся сопле, испытывает уменьшение скорости и увеличение давления.

Рабочие характеристики центробежного насоса

Обычно центробежный насос создает относительно небольшое увеличение давления в жидкости. Это увеличение давления может составлять от нескольких десятков до нескольких сотен фунтов на квадратный дюйм в центробежном насосе с одноступенчатым рабочим колесом. Термин PSID (перепад силы в фунтах на квадратный дюйм) эквивалентен ΔP. В данном контексте это разница давлений между всасыванием и нагнетанием насоса. PSID также может использоваться для описания перепада давления на компоненте системы (сетчатые фильтры, теплообменники, клапаны, деминерализаторы и т. д.).). Когда центробежный насос работает с постоянной скоростью, увеличение противодавления системы на текущий поток вызывает уменьшение величины объемного расхода, который может поддерживать центробежный насос.

Анализ взаимосвязи между объемным расходом (\( \dot{V} \)), который может поддерживать центробежный насос, и перепадом давления на насосе (ΔP , насос ) основан на различных физических характеристиках насоса и системная жидкость.Переменные, оцениваемые инженерами-конструкторами для определения этой взаимосвязи, включают эффективность насоса, мощность, подаваемую на насос, скорость вращения, диаметр рабочего колеса и лопастей, плотность и вязкость жидкости. Результат этого сложного анализа для типичного центробежного насоса, работающего с одной конкретной скоростью, показан на графике на рисунке 7.

Напор насоса по вертикальной оси представляет собой разницу между противодавлением в системе и входным давлением насоса (ΔP насоса ).Объемный расход (\( \dot{V} \)), на горизонтальной оси, представляет собой скорость, с которой жидкость протекает через насос. График предполагает одну конкретную скорость (N) для рабочего колеса насоса.

Кавитация

Когда перекачиваемая жидкость попадает в проушину центробежного насоса, давление значительно снижается. Чем больше скорость потока через насос, тем больше это падение давления. Если перепад давления достаточно велик или если температура жидкости достаточно высока, перепад давления может быть достаточным для того, чтобы жидкость испарилась, когда локальное давление падает ниже давления насыщения для перекачиваемой жидкости.Эти пузырьки пара увлекаются жидкостью вдоль крыльчатки насоса. По мере уменьшения скорости потока давление жидкости увеличивается. Это приводит к тому, что пузырьки пара внезапно схлопываются на внешних частях крыльчатки. Образование этих пузырьков пара и их последующее схлопывание кавитации .

Кавитация может быть очень серьезной проблемой для центробежных насосов. Некоторые насосы могут быть рассчитаны на работу с ограниченным уровнем кавитации. Большинство центробежных насосов не могут выдерживать кавитацию в течение значительных периодов времени; они повреждены эрозией крыльчатки, вибрацией или какой-либо другой проблемой, вызванной кавитацией.

Чистая насадка с принудительным всасыванием

Во время работы насоса можно предотвратить кавитацию, контролируя чистый кавитационный запас насоса. Чистый положительный кавитационный запас (NPSH) для насоса представляет собой разницу между давлением всасывания и давлением насыщения перекачиваемой жидкости. NPSH используется для измерения того, насколько жидкость близка к условиям насыщения. Уравнение 3-19 можно использовать для расчета чистого положительного напора на всасывании, доступного для насоса.Единицами NPSH являются футы водяного столба.

NPSH = P всасывание − P насыщение

(3-19)

куда:

P всасывающий = давление всасывания насоса
P насыщенность = давление насыщения жидкости

Поддерживая доступный NPSH на уровне, превышающем NPSH, требуемый производителем насоса, можно избежать кавитации.


PDH Classroom предлагает курс повышения квалификации на основе этой справочной страницы центробежных насосов. Этот курс можно использовать для выполнения кредитных требований PDH для поддержания вашей лицензии PE.

Теперь, когда вы прочитали эту справочную страницу, заработайте за это признание!


Законы о насосах

Центробежные насосы обычно подчиняются так называемым законам насоса. Эти законы гласят, что расход или производительность прямо пропорциональны скорости насоса; напор нагнетания прямо пропорционален квадрату скорости насоса; а мощность, необходимая двигателю насоса, прямо пропорциональна кубу скорости насоса.3 $$

(3-22)

куда:

нет = скорость рабочего колеса насоса (об/мин)
\(\точка{V}\) = объемный расход насоса (гал/мин или фут 3 /ч)
Н р = напор, развиваемый насосом (псид или футы)
П = мощность насоса (кВт)

Используя эти пропорции, можно разработать уравнения, связывающие условия при одной скорости с условиями при другой скорости.3 = P_2 $$

(3-25)

Пример:  Законы о насосах

Насос охлаждающей воды работает со скоростью 1800 об/мин. Его расход составляет 400 галлонов в минуту при напоре 48 футов. Мощность насоса составляет 45 кВт. Определите расход насоса, напор и требования к мощности, если скорость насоса увеличивается до 3600 об/мин.

Решение:

Скорость потока

$$ \begin{выравнивание} \dot{V}_2 &=& \dot{V}_1 \left({n_2 \over n_1}\right) \nonnumber \\ &=& (400 ~\text{gpm}) \left({ 3600 ~\text{rpm} \over 1800 ~\text{rpm} }\right) \nonumber \\ &=& 800 ~\text{гал/мин} \end{эквнаррай} $$

Голова

$$ \begin{выравнивание} H_{стр.3 \номер \\ &=& 360 ~\text{кВт} \end{эквнаррай} $$

Можно построить характеристическую кривую для новой скорости насоса на основе кривой для его исходной скорости. Техника заключается в том, чтобы взять несколько точек на исходной кривой и применить законы насоса для определения нового напора и расхода при новой скорости. Кривая зависимости напора насоса от скорости потока, полученная в результате изменения скорости насоса, графически представлена ​​на Рисунке 8.

Рисунок 8: Изменение скорости центробежного насоса

Кривая характеристик системы

В главе о потерях напора было установлено, что как потери на трение, так и незначительные потери в трубопроводных системах пропорциональны квадрату скорости потока.Поскольку скорость потока прямо пропорциональна объемному расходу, потери напора в системе должны быть прямо пропорциональны квадрату объемного расхода. Из этой зависимости можно построить кривую зависимости потери напора системы от объемного расхода. Кривая потери напора для типичной системы трубопроводов имеет форму параболы, как показано на рисунке 9.

Рисунок 9: Типичная кривая потери напора системы

Рабочая точка системы

Точка, в которой насос работает в данной системе трубопроводов, зависит от скорости потока и потери напора в этой системе.Для данной системы объемный расход сравнивается с потерями напора системы на характеристической кривой системы. Построив кривую характеристики системы и кривую характеристики насоса в одной и той же системе координат, можно определить точку, в которой должен работать насос. Например, на рисунке 10 рабочая точка центробежного насоса в исходной системе обозначена пересечением кривой насоса и кривой системы (h Lo ).

Рисунок 10: Рабочая точка центробежного насоса

Система имеет скорость потока, равную \( \dot{V}_o \) и общую потерю напора в системе, равную ΔP o .Чтобы поддерживать расход (\( \dot{V}_o \)), напор насоса должен быть равен ΔP o . В системе, описываемой системной кривой (h L1 ), в системе был открыт клапан для уменьшения сопротивления системы потоку. Для этой системы насос поддерживает большой расход (\( \dot{V}_1 \)) при меньшем напоре насоса (ΔP 1 ).

Использование в системе нескольких центробежных насосов

Типичный центробежный насос имеет относительно небольшое количество движущихся частей и может быть легко адаптирован к различным первичным двигателям.Эти первичные двигатели включают электродвигатели переменного и постоянного тока, дизельные двигатели, паровые турбины и воздушные двигатели. Центробежные насосы обычно имеют небольшие размеры и обычно могут быть построены по относительно низкой цене. Кроме того, центробежные насосы обеспечивают высокий объемный расход при относительно низком давлении.

Для увеличения объемного расхода в системе или для компенсации больших гидравлических сопротивлений центробежные насосы часто используются параллельно или последовательно. На рис. 11 показаны два идентичных центробежных насоса, работающих параллельно с одинаковой скоростью.

Рисунок 11: Кривая характеристики насоса для двух идентичных центробежных насосов, используемых в параллельном соединении

Центробежные насосы в параллельном соединении

Поскольку вход и выход каждого насоса, показанного на рис. 11, находятся в одинаковых точках системы, каждый насос должен создавать один и тот же напор. Однако общий расход в системе является суммой индивидуальных расходов каждого насоса.

Когда кривая характеристики системы рассматривается параллельно с кривой для насосов, рабочая точка на пересечении двух кривых представляет более высокий объемный расход, чем для одного насоса, и большую потерю напора в системе.Как показано на рисунке 12, большая потеря напора в системе происходит при увеличении скорости жидкости в результате увеличения объемного расхода. Из-за большего напора системы объемный расход фактически в два раза меньше, чем при использовании одного насоса.

Рисунок 12: Рабочая точка для двух параллельных центробежных насосов

Центробежные насосы серии

Центробежные насосы используются последовательно, чтобы компенсировать большую потерю напора в системе, чем один насос может компенсировать по отдельности.Как показано на рис. 13, два идентичных центробежных насоса, работающих с одинаковой скоростью и с одинаковым объемным расходом, обеспечивают один и тот же напор насоса. Поскольку вход второго насоса является выходом первого насоса, напор, создаваемый обоими насосами, представляет собой сумму отдельных напоров. Объемный расход от входа первого насоса до выхода второго остается прежним.

Рисунок 13: Кривая характеристики насоса для двух одинаковых центробежных насосов, используемых последовательно

Как показано на рис.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.