Nagbibigay sa iyo ng komprehensibong pag-unawa sa istraktura, prinsipyo ng pagtatrabaho, mga pakinabang at disadvantages ng axial flow compressors
Kaalaman tungkol sa axial compressor
Ang mga compressor ng axial flow at centrifugal compressor ay parehong nabibilang sa mga compressor ng uri ng bilis, at pareho ay tinatawag na turbine compressor;ang kahulugan ng mga compressor ng uri ng bilis ay nangangahulugan na ang kanilang mga prinsipyo sa pagtatrabaho ay umaasa sa mga blades upang gumana sa gas, at unang gawin ang daloy ng gas Ang bilis ng daloy ay lubhang nadagdagan bago i-convert ang kinetic energy sa pressure energy.Kung ikukumpara sa centrifugal compressor, dahil ang daloy ng gas sa compressor ay hindi kasama sa direksyon ng radial, ngunit kasama ang direksyon ng axial, ang pinakamalaking tampok ng axial flow compressor ay ang kapasidad ng daloy ng gas bawat unit area ay malaki, at pareho. Sa ilalim ng premise ng pagproseso ng dami ng gas, ang radial na sukat ay maliit, lalo na angkop para sa mga okasyon na nangangailangan ng malaking daloy.Bilang karagdagan, ang axial flow compressor ay mayroon ding mga pakinabang ng simpleng istraktura, maginhawang operasyon at pagpapanatili.Gayunpaman, malinaw na mas mababa ito sa mga centrifugal compressor sa mga tuntunin ng kumplikadong profile ng blade, mataas na mga kinakailangan sa proseso ng pagmamanupaktura, makitid na matatag na lugar ng pagtatrabaho, at maliit na saklaw ng pagsasaayos ng daloy sa patuloy na bilis.
Ang sumusunod na figure ay isang schematic diagram ng istraktura ng AV series axial flow compressor:
1. Chassis
Ang casing ng axial flow compressor ay idinisenyo upang hatiin nang pahalang at gawa sa cast iron (bakal).Ito ay may mga katangian ng mahusay na tigas, walang pagpapapangit, pagsipsip ng ingay at pagbawas ng panginginig ng boses.Higpitan gamit ang mga bolts upang ikonekta ang itaas at ibabang bahagi sa isang napakahigpit na kabuuan.
Ang pambalot ay sinusuportahan sa base sa apat na punto, at ang apat na mga punto ng suporta ay nakatakda sa magkabilang panig ng mas mababang pambalot malapit sa gitnang split surface, upang ang suporta ng yunit ay may mahusay na katatagan.Ang dalawa sa apat na punto ng suporta ay mga nakapirming punto, at ang dalawa pa ay mga sliding point.Ang ibabang bahagi ng pambalot ay binibigyan din ng dalawang susi ng gabay kasama ang direksyon ng ehe, na ginagamit para sa thermal expansion ng unit sa panahon ng operasyon.
Para sa malalaking unit, ang sliding support point ay sinusuportahan ng isang swing bracket, at ang mga espesyal na materyales ay ginagamit upang gawing maliit ang thermal expansion at bawasan ang pagbabago ng gitnang taas ng unit.Bilang karagdagan, ang isang intermediate na suporta ay nakatakda upang mapataas ang higpit ng yunit.
2. Static vane bearing cylinder
Ang stationary vane bearing cylinder ay ang support cylinder para sa adjustable stationary vanes ng compressor.Ito ay dinisenyo bilang isang pahalang na split.Ang geometric na sukat ay tinutukoy ng aerodynamic na disenyo, na siyang pangunahing nilalaman ng disenyo ng istraktura ng compressor.Ang inlet ring ay tumutugma sa intake end ng stationary vane bearing cylinder, at ang diffuser ay tumutugma sa exhaust end.Ang mga ito ay konektado sa casing at ang sealing sleeve upang mabuo ang converging passage ng intake end at expansion passage ng exhaust end.Ang isang channel at ang channel na nabuo ng rotor at ang vane bearing cylinder ay pinagsama upang bumuo ng isang kumpletong air flow channel ng axial flow compressor.
Ang cylinder body ng stationary vane bearing cylinder ay hinagis mula sa ductile iron at naging precision machined.Ang dalawang dulo ay ayon sa pagkakabanggit ay sinusuportahan sa casing, ang dulo malapit sa tambutso ay isang sliding support, at ang dulo malapit sa air intake side ay isang nakapirming suporta.
May mga rotatable guide vane sa iba't ibang antas at awtomatikong vane bearings, cranks, slider, atbp. para sa bawat guide vane sa vane bearing cylinder.Ang nakatigil na leaf bearing ay isang spherical ink bearing na may magandang self-lubricating effect, at ang buhay ng serbisyo nito ay higit sa 25 taon, na ligtas at maaasahan.Ang isang silicone sealing ring ay naka-install sa vane stalk upang maiwasan ang pagtagas ng gas at pagpasok ng alikabok.Ang mga filling sealing strip ay ibinibigay sa panlabas na bilog ng dulo ng tambutso ng bearing cylinder at ang suporta ng casing upang maiwasan ang pagtagas.
3. Adjustment cylinder at vane adjustment mechanism
Ang silindro ng pagsasaayos ay hinangin ng mga plate na bakal, nahati nang pahalang, at ang gitnang split surface ay konektado ng mga bolts, na may mataas na tigas.Ito ay sinusuportahan sa loob ng casing sa apat na punto, at ang apat na support bearings ay gawa sa non-lubricated na "Du" na metal.Ang dalawang punto sa isang gilid ay semi-sarado, na nagpapahintulot sa paggalaw ng ehe;ang dalawang punto sa kabilang panig ay binuo Ang uri ay nagbibigay-daan sa axial at radial thermal expansion, at ang mga guide ring ng iba't ibang yugto ng vanes ay naka-install sa loob ng adjusting cylinder.
Ang mekanismo ng pagsasaayos ng blade ng stator ay binubuo ng isang servo motor, isang connecting plate, isang adjustment cylinder at isang blade support cylinder.Ang function nito ay upang ayusin ang anggulo ng stator blades sa lahat ng antas ng compressor upang matugunan ang mga variable na kondisyon sa pagtatrabaho.Dalawang servo motors ang naka-install sa magkabilang panig ng compressor at konektado sa adjusting cylinder sa pamamagitan ng connecting plate.Ang servo motor, power oil station, oil pipeline, at isang set ng mga awtomatikong control instrument ay bumubuo ng hydraulic servo mechanism para sa pagsasaayos ng anggulo ng vane.Kapag kumikilos ang 130bar high-pressure na langis mula sa power oil station, ang piston ng servo motor ay itinutulak upang lumipat, at ang connecting plate ay nagtutulak sa adjustment cylinder upang lumipat nang sabay-sabay sa direksyon ng axial, at ang slider ay nagtutulak sa stator vane upang paikutin. sa pamamagitan ng pihitan, upang makamit ang layunin ng pagsasaayos ng anggulo ng stator vane.Makikita mula sa mga kinakailangan sa aerodynamic na disenyo na ang halaga ng pagsasaayos ng anggulo ng vane ng bawat yugto ng compressor ay iba, at sa pangkalahatan ang halaga ng pagsasaayos ay sunod-sunod na bumababa mula sa unang yugto hanggang sa huling yugto, na maaaring maisakatuparan sa pamamagitan ng pagpili ng haba ng pihitan, iyon ay, mula sa unang yugto hanggang sa huling yugto na tumataas ang haba.
Ang adjusting cylinder ay tinatawag ding "middle cylinder" dahil ito ay inilalagay sa pagitan ng casing at ng blade bearing cylinder, habang ang casing at ang blade bearing cylinder ay tinatawag na "outer cylinder" at "inner cylinder" ayon sa pagkakabanggit.Ang three-layer cylinder structure na ito ay lubos na binabawasan ang deformation at stress concentration ng unit dahil sa thermal expansion, at sa parehong oras ay pinipigilan ang mekanismo ng pagsasaayos mula sa alikabok at mekanikal na pinsala na dulot ng mga panlabas na kadahilanan.
4. rotor at blades
Ang rotor ay binubuo ng pangunahing baras, gumagalaw na mga blades sa lahat ng antas, mga bloke ng spacer, mga grupo ng pag-lock ng talim, mga blades ng pukyutan, atbp. Ang rotor ay may pantay na istraktura ng panloob na diameter, na maginhawa para sa pagproseso.
Ang spindle ay huwad mula sa mataas na haluang metal na bakal.Ang kemikal na komposisyon ng pangunahing materyal ng baras ay kailangang mahigpit na masuri at masuri, at ang index ng pagganap ay sinuri ng bloke ng pagsubok.Pagkatapos ng magaspang na machining, kinakailangan ang isang hot running test upang ma-verify ang thermal stability nito at maalis ang bahagi ng natitirang stress.Matapos maging kwalipikado ang mga indicator sa itaas, maaari itong ilagay sa finishing machining.Pagkatapos ng pagtatapos, ang pag-inspeksyon ng pangkulay o pag-inspeksyon ng magnetic particle ay kinakailangan sa mga journal sa magkabilang dulo, at hindi pinapayagan ang mga bitak.
Ang mga gumagalaw na blades at nakatigil na blades ay gawa sa hindi kinakalawang na asero na forging na mga blangko, at ang mga hilaw na materyales ay kailangang siyasatin para sa kemikal na komposisyon, mekanikal na mga katangian, non-metallic slag inclusions at mga bitak.Matapos ang talim ay pinakintab, ang basang sandblasting ay isinasagawa upang mapahusay ang paglaban sa pagkapagod sa ibabaw.Ang bumubuo ng talim ay kailangang sukatin ang dalas, at kung kinakailangan, kailangan nitong ayusin ang dalas.
Ang mga gumagalaw na blades ng bawat yugto ay naka-install sa umiikot na patayong hugis-punong blade root groove sa kahabaan ng circumferential na direksyon, at ang mga spacer block ay ginagamit upang iposisyon ang dalawang blades, at ang locking spacer blocks ay ginagamit upang iposisyon at i-lock ang dalawang gumagalaw na blades naka-install sa dulo ng bawat yugto.masikip.
Mayroong dalawang balanseng disc na naproseso sa magkabilang dulo ng gulong, at madaling balansehin ang mga timbang sa dalawang eroplano.Ang balance plate at ang sealing sleeve ay bumubuo ng balance piston, na gumagana sa pamamagitan ng balance pipe upang balansehin ang bahagi ng axial force na nabuo ng pneumatic, bawasan ang load sa thrust bearing, at gawin ang bearing sa mas ligtas na kapaligiran
5. Gland
May mga shaft end seal sleeves sa gilid ng intake at exhaust side ng compressor ayon sa pagkakabanggit, at ang mga seal plate na naka-embed sa mga kaukulang bahagi ng rotor ay bumubuo ng labyrinth seal upang maiwasan ang pagtagas ng gas at internal seepage.Upang mapadali ang pag-install at pagpapanatili, ito ay inaayos sa pamamagitan ng adjustment block sa panlabas na bilog ng sealing sleeve.
6. Bearing box
Ang mga radial bearings at thrust bearings ay nakaayos sa bearing box, at ang langis para sa lubricating ng bearings ay kinokolekta mula sa bearing box at ibinalik sa tangke ng langis.Karaniwan, ang ilalim ng kahon ay nilagyan ng gabay na aparato (kapag isinama), na nakikipagtulungan sa base upang gawin ang sentro ng yunit at thermally na palawakin sa direksyon ng ehe.Para sa split bearing housing, tatlong guide key ang naka-install sa ilalim ng gilid upang mapadali ang thermal expansion ng housing.Ang isang axial guide key ay nakaayos din sa isang gilid ng casing upang tumugma sa casing.Ang bearing box ay nilagyan ng mga monitoring device tulad ng bearing temperature measurement, rotor vibration measurement, at shaft displacement measurement.
7. tindig
Karamihan sa axial thrust ng rotor ay dinadala ng balance plate, at ang natitirang axial thrust na humigit-kumulang 20~40kN ay dinadala ng thrust bearing.Ang mga thrust pad ay maaaring awtomatikong iakma ayon sa laki ng load upang matiyak na ang load sa bawat pad ay pantay na ipinamahagi.Ang mga thrust pad ay gawa sa carbon steel cast Babbitt alloy.
Mayroong dalawang uri ng radial bearings.Ang mga compressor na may mataas na kapangyarihan at mababang bilis ay gumagamit ng mga elliptical bearings, at ang mga compressor na may mababang kapangyarihan at mataas na bilis ay gumagamit ng tilting pad bearings.
Ang mga malalaking yunit ay karaniwang nilagyan ng mga high-pressure jacking device para sa kaginhawaan ng pagsisimula.Ang high-pressure pump ay bumubuo ng isang mataas na presyon ng 80MPa sa maikling panahon, at isang high-pressure oil pool ay naka-install sa ilalim ng radial bearing upang iangat ang rotor at bawasan ang panimulang resistensya.Pagkatapos magsimula, ang presyon ng langis ay bumaba sa 5~15MPa.
Gumagana ang axial flow compressor sa ilalim ng mga kondisyon ng disenyo.Kapag nagbago ang mga kondisyon ng operating, ang operating point nito ay aalis sa design point at papasok sa non-design operating condition area.Sa oras na ito, ang aktwal na sitwasyon ng daloy ng hangin ay iba sa kondisyon ng pagpapatakbo ng disenyo., at sa ilalim ng ilang partikular na kundisyon, nangyayari ang hindi matatag na kundisyon ng daloy.Mula sa kasalukuyang punto ng view, mayroong ilang mga tipikal na hindi matatag na kondisyon sa pagtatrabaho: ibig sabihin, umiikot na stall working condition, surge working condition at blocking working condition, at ang tatlong working condition na ito ay nabibilang sa aerodynamic unstable working conditions.
Kapag ang axial flow compressor ay gumagana sa ilalim ng hindi matatag na mga kondisyon sa pagtatrabaho, hindi lamang ang pagganap ng pagtatrabaho ay lubos na masisira, ngunit kung minsan ay magaganap ang malalakas na panginginig ng boses, upang ang makina ay hindi gumana nang normal, at kahit na ang mga malubhang pinsala ay magaganap.
1. Umiikot na stall ng axial flow compressor
Ang lugar sa pagitan ng minimum na anggulo ng stationary vane at ang minimum na operating angle line ng characteristic curve ng axial flow compressor ay tinatawag na rotating stall area, at ang rotating stall ay nahahati sa dalawang uri: progressive stall at abrupt stall.Kapag ang dami ng hangin ay mas mababa kaysa sa rotational stall line na limitasyon ng axial-flow main fan, ang airflow sa likod ng blade ay mawawala, at ang airflow sa loob ng makina ay bubuo ng isang pumipintig na daloy, na magiging sanhi ng talim sa bumuo ng alternating stress at maging sanhi ng pagkapagod.
Upang maiwasan ang stalling, ang operator ay kinakailangang maging pamilyar sa katangian ng curve ng makina, at upang mabilis na dumaan sa stalling zone sa panahon ng proseso ng pagsisimula.Sa panahon ng proseso ng operasyon, ang pinakamababang anggulo ng talim ng stator ay hindi dapat mas mababa kaysa sa tinukoy na halaga ayon sa mga regulasyon ng tagagawa.
2. Axial Compressor Surge
Kapag ang compressor ay gumagana kasabay ng isang pipe network na may isang tiyak na dami, kapag ang compressor ay nagpapatakbo sa isang mataas na compression ratio at mababang rate ng daloy, kapag ang compressor flow rate ay mas mababa sa isang tiyak na halaga, ang back arc airflow ng mga blades ay magiging seryosong pinaghihiwalay hanggang sa ma-block ang daanan, at ang daloy ng hangin ay tibok nang malakas.At bumuo ng isang oscillation na may kapasidad ng hangin at air resistance ng network ng outlet pipe.Sa oras na ito, ang mga parameter ng airflow ng sistema ng network ay nagbabago nang malaki sa kabuuan, iyon ay, pana-panahong nagbabago ang dami ng hangin at presyon sa oras at amplitude;ang kapangyarihan at tunog ng compressor ay parehong nagbabago sa pana-panahon..Ang mga nabanggit na pagbabago ay napakalubha, na nagiging sanhi ng malakas na pag-vibrate ng fuselage, at kahit na ang makina ay hindi maaaring mapanatili ang normal na operasyon.Ang kababalaghang ito ay tinatawag na surge.
Dahil ang surge ay isang kababalaghan na nangyayari sa buong sistema ng makina at network, hindi lamang ito nauugnay sa mga katangian ng panloob na daloy ng compressor, ngunit nakasalalay din sa mga katangian ng network ng pipe, at ang amplitude at dalas nito ay pinangungunahan ng lakas ng tunog. ng pipe network.
Ang mga kahihinatnan ng paggulong ay kadalasang seryoso.Ito ay magiging sanhi ng compressor rotor at stator component na sumailalim sa alternating stress at fracture, na nagiging sanhi ng interstage pressure abnormality na magdulot ng malakas na vibration, na magreresulta sa pinsala sa mga seal at thrust bearings, at nagiging sanhi ng pagbangga ng rotor at stator., na nagiging sanhi ng malubhang aksidente.Lalo na para sa mga high-pressure axial flow compressor, maaaring sirain ng surge ang makina sa maikling panahon, kaya hindi pinapayagang gumana ang compressor sa ilalim ng mga kondisyon ng surge.
Mula sa paunang pagsusuri sa itaas, alam na ang surge ay unang sanhi ng pag-ikot ng stall na sanhi ng hindi pagsasaayos ng mga aerodynamic na parameter at geometric na parameter sa compressor blade cascade sa ilalim ng variable na kondisyon ng pagtatrabaho.Ngunit hindi lahat ng umiikot na stall ay kinakailangang humantong sa surge, ang huli ay may kaugnayan din sa pipe network system, kaya ang pagbuo ng surge phenomenon ay may kasamang dalawang kadahilanan: sa loob, ito ay nakasalalay sa axial flow compressor Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang isang biglaang biglaang stall ay nangyayari. ;panlabas, ito ay nauugnay sa kapasidad at katangian ng linya ng pipe network.Ang una ay isang panloob na sanhi, habang ang huli ay isang panlabas na kondisyon.Ang panloob na dahilan ay nagtataguyod lamang ng pag-akyat sa pakikipagtulungan ng mga panlabas na kondisyon.
3. Pagbara ng axial compressor
Ang blade throat area ng compressor ay naayos.Kapag tumaas ang rate ng daloy, dahil sa pagtaas ng bilis ng axial ng daloy ng hangin, tumataas ang kamag-anak na bilis ng daloy ng hangin, at ang negatibong anggulo ng pag-atake (ang anggulo ng pag-atake ay ang anggulo sa pagitan ng direksyon ng daloy ng hangin at anggulo ng pag-install. ng blade inlet) ay tumataas din.Sa oras na ito, ang average na daloy ng hangin sa pinakamaliit na seksyon ng cascade inlet ay aabot sa bilis ng tunog, upang ang daloy sa pamamagitan ng compressor ay maabot ang isang kritikal na halaga at hindi patuloy na tataas.Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na pagharang.Ang pagharang na ito ng mga pangunahing vanes ay tumutukoy sa maximum na daloy ng compressor.Kapag bumaba ang presyon ng tambutso, ang gas sa compressor ay tataas ang daloy ng rate dahil sa pagtaas ng dami ng pagpapalawak, at ang pagbara ay magaganap din kapag ang daloy ng hangin ay umabot sa bilis ng tunog sa huling kaskad.Dahil naharang ang daloy ng hangin ng panghuling talim, tumataas ang presyon ng hangin sa harap ng huling talim, at bumababa ang presyon ng hangin sa likod ng huling talim, na nagiging sanhi ng pagtaas ng pagkakaiba ng presyon sa pagitan ng harap at likuran ng huling talim, upang ang puwersa sa harap at likuran ng huling talim ay hindi balanse at maaaring mabuo ang stress.maging sanhi ng pinsala sa talim.
Kapag ang hugis ng talim at mga parameter ng cascade ng isang axial flow compressor ay natukoy, ang mga katangian ng pagharang nito ay naayos din.Ang mga axial compressor ay hindi pinapayagang tumakbo nang masyadong mahaba sa lugar sa ibaba ng choke line.
Sa pangkalahatan, ang anti-clogging control ng axial flow compressor ay hindi kailangang maging kasing higpit ng anti-surge control, ang control action ay hindi kinakailangang maging mabilis, at hindi na kailangang magtakda ng trip stop point.Kung itatakda ang kontrol ng anti-clogging, nasa mismong compressor din ang Humingi ng desisyon.Isinasaalang-alang ng ilang mga tagagawa ang pagpapalakas ng mga blades sa disenyo, upang mapaglabanan nila ang pagtaas ng flutter stress, kaya hindi nila kailangang mag-set up ng kontrol sa pagharang.Kung hindi isinasaalang-alang ng tagagawa na ang lakas ng talim ay kailangang dagdagan kapag nangyari ang hindi pangkaraniwang bagay sa pag-block sa disenyo, dapat na magbigay ng mga anti-blocking automatic control facility.
Ang anti-clogging control scheme ng axial flow compressor ay ang mga sumusunod: isang butterfly anti-clogging valve ay naka-install sa outlet pipeline ng compressor, at ang dalawang detection signal ng inlet flow rate at ang outlet pressure ay sabay-sabay na input sa regulator ng anti-clogging.Kapag abnormal na bumaba ang presyon ng outlet ng makina at bumaba ang working point ng makina sa ilalim ng anti-blocking line, ang output signal ng regulator ay ipinapadala sa anti-blocking valve upang gawing mas maliit ang balbula, kaya tumataas ang presyon ng hangin. , bumababa ang rate ng daloy, at ang working point ay pumapasok sa anti-blocking line.Sa itaas ng linya ng pagharang, inaalis ng makina ang kondisyon ng pagharang.
