Помпаж. Курсовая работа борьба с помпажем в газотурбинных установках по дисциплине Газотурбинные установки В. И. Горбунов
 Скачать 7.92 Mb.
|
2.1 АНТИПОМПАЖНЫЙ РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН ГПА "Mokveld valves" Рисунок - 2. Антипомпажный регулирующий клапан ГПА "Mokveld valves". 1. Диапазон применения клапанов фирмы "Моквелд Валв": - Рабочее давление от АNSI150 до 2500; (19,3÷421,8 кгс/см2) - Рабочая температура от −50оС до +205оС; - Условный проход DN от 2" до 48" (50÷1200 мм) Материальное исполнение: углеродистая и нержавеющая сталь, низколегированная сталь для работы на низких температурах. Приводы: ручной, пневматический, гидравлический, электрический, электрогидравлический. Рабочая среда: сырая нефть, продукты её перегонки, многофазные жидкости с высоким соотношением газ/нефть, загрязненный песком природный газ, коррозионная жидкость и газы. 2. Конструкция клапанов регулирующих фирмы "Моквелд Валв". Основная концепция клапана — "осевой поток", который представляет собой прямолинейный симметричный и неограниченный поточный контур между внутренним и наружным корпусами клапана. Основными компонентами регулировочных клапанов фирмы Моквелд с осевым потоком являются наружный корпус клапана, внутренний корпус, поршень, шток поршня, шпиндель и кожух. Корпус клапана представляет собой монолитную стальную отливку. Поршень передвигается вдоль продольной оси осевой линии клапана. Направляющая регулировочных клапанов фирмы Моквелд, работающих под легкой нагрузкой, и меньших размеров, состоит только из штока поршня. В клапанах, работающих в более тяжелых условиях, поршень направляется в кожухе вдоль всего хода. 3. Основной принцип работы клапана "Моквелд Валв". Поршень работает с помощью трансмиссии, выполненной под углом в 90о, состоящей из пары скользящих зубчатых реек с сочлененными зубьями, расположенными на штоке поршня и шпинделя. Малый зазор зубчатой передачи гарантирует передаче фирмы Моквелд отсутствие гистерезиса с исключением «игры» между шпинделем клапана и штоком поршня. Плоские основания зубьев изолированы от жидкости двойными первичными уплотнениями на штоке поршня и направляющей. Система трансмиссии поэтому может быть набита смазкой, с отсутствием необходимости в частом техобслуживании. 4. Система уплотнения клапана "Моквелд Валв". Регулировочные клапаны фирмы Моквелд обеспечивают герметичную отсечку во всем диапазоне давлений, даже в самых суровых рабочих условиях. Эти клапаны обладают непревзойденной характеристикой надежности в применении, там где регулировочные клапаны должны обеспечивать 100 % герметичную отсечку даже после продолжительного использования. Регулировочные клапаны фирмы Моквелд осуществляют отсечку надежно при перекрытии потока, поступающего как с верхней, так и с нижней стороны. Уплотнительный узел фирмы Моквелд, разработанный с автономным источником давления, состоит из трапециедального главного уплотнения, объединённого с кольцом круглого сечения и фиксатором уплотнения. Все это расположено в кожухе. В перекрытом положении давление прилагается к внутренней поверхности главного седла трапециедальной формы, энергезируя его и выталкивания его радиально наружу к седлу поршня, обеспечивая таким образом герметичную отсечку любому дифференциальному давлению. Кольцо круглого сечения обеспечивает изолирование течей в контакте с нижней стороной поршня, по потоку. Следует отметить, что зазор между поршнем клапана и фиксатором уплотнения исключительно мал, так что дросселирование имеет место только между металлическими поверхностями и в любом случае, клапан перекрывается прежде, чем энергезируется уплотнение. Поэтому уплотнение только завершает герметичную отсечку и не является предметом эрозии. Для большинства регулировочных применений передняя часть поршня и фиксатор уплотнения — область, где имеет место дросселирование — сильно прижимаются друг к другу. В условиях обратного потока система работает одинаково хорошо. Кольцо круглого сечения не передвигается на другую сторону для изолирования утечки давления с нижней стороны по потоку. Когда клапан открыт, главное уплотнение, благодаря принципу энергезации, втягивается в кожух и поэтому не подвергается эрозии. 5. Назначение антипомпажных систем. Характеристики, которыми должен обладать регулирующий клапан "Моквелд Валв". Антипомпажные системы предназначены для: - безопасной эксплуатации компрессоров; - максимального расширения диапазона работы компрессора; - снижения расхода топлива привода. Для эффективной защиты от помпажа антипомпажный клапан должен обладать следующими характеристиками: - Сочетанием высокой пропускной способности, что необходимо для быстрого устранения условий, ведущих к помпажу, с широким диапазоном изменения пропускной способности, что необходимо для точной настройки системы. - Линейной расходной характеристикой. - Малым временем реакции на управляющий сигнал, в пределах от 1 до 2 секунд. - Малым временем реакции на управляющий сигнал, в пределах от 1 до 2 секунд. - Высокой точностью и устойчивостью работы. - Достаточно большим размером, чтобы не превысить допустимую величину выходной скорости газа. - Полной герметичностью в закрытом положении. - Низким уровнем шума. 6. Компоновка и работа системы управления. Регулирующий клапан типа RZD, используемый в качестве исполнительного органа в системе антипомпажного регулирования газоперекачивающих агрегатов или компрессорных цехов, представляет собой сам клапан, пневмопривод одностороннего действия (нормально открытый) с гидродублирующей системой и приборную часть (комплект приборов), обеспечивающую работу клапана в автоматическом режиме. Для работы антипомпажного клапана на приборную часть подается воздух (газ) давлением 45-65 бар, который очищается от мехпримесей в фильтре высокого давления, понижается до давления 6-12 бар в редукторе высокого давления и направляется в ресивер (ёмкость), расположенный в верхней части цилиндра пневмопривода. Из ресивера газ выходит в трех направлениях: 1. На предохранительный клапан, срабатывающий при повышении давления в ресивере свыше 15 бар; 2. Идет на два редуктора с фильтрами: редуктор — понижает давление до 1,4 бал и подает газ на электропневмопреобразователь, который, получая электрический сигнал от 4 до 20 мА, преобразует его в пневматический и подает в качестве управляющего на позиционер, который, в свою очередь, подает управляющий сигнал на бустер; редуктор понижает давление до 408 бар и подает его в качестве рабочего на позиционер 10 3. Идет на бустер (или бустера), который перепускает большой объём газа на поршень пневмопривода в зависимости от пневмосигнала с позиционера. Дроссель служит для регулировки времени открытия и закрытия клапана и настраивается на заводе-изготовителе. При получении управляющего электрического сигнала 20 мА срабатывает электропневмопреобразователь и подает пневмосигнал на позиционер, который усиливает его и подает на бустер. Последний перепускает газ из ресивера на пневмопоршень привода, заставляя его под действием давления газа опускаться вниз, сжимая пружины, и через систему реечного механизма шток привода — шток клапана перемещать поршень клапана, перекрывая поток перекачиваемой среды. При снижении управляющего электрического сигнала до 4 мА уменьшается пневмосигнал и бустер (или бустера) перекрывает поток газа из ресивера на привод. Поршень последнего под действием пружин поднимается вверх, сбрасывая газ через бустер и позиционер в атмосферу. При получении электрического сигнала в пределах от 4 до 20 мА — открытие клапана пропорционально величине сигнала. На случай аварийной ситуации (отключение подачи газа или электросигнала), система регулирования снабжена дублирующим устройством гидросистемой с ручным насосом. Для нормального функционирования системы управления осуществляется постоянный обогрев её элементов при помощи обогревающей ленты и электротермообогревателя. [1] 2.2 УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН "Camflex II", СЕРИЯ 3500  Рисунок - 3. Универсальный регулирующий клапан "Camflex II". газодинамический устойчивость помпаж машиностроение Основные технические данные клапана: Данный клапан предназначен для регулирования подачи топливного газа на агрегаты ГТК-10-4 на КС ЛПУ МГ. Его установка предусмотрена в обвязке регулирующего и стопорного клапана на линии топливного газа Dу=65 мм, Ру=2.5 МПа. Основные технические данные клапана: -условный диаметр 50,8; -условное давление Р=10 МПа; -пропускная способность Cv50; -температура среды t=-200…+400 0С; -диапазон регулирования 100:1; -герметичность в затворе IV кл. По ANSI; -исполнительный механизм пневматический ; -управляющий сигнал 0,02…0,11 МПа; -присоединение фланцевое; -характеристика равнопроцентная или линейная. Принцип работы: Клапан "Camflex II" основан на принципе сферического затвора с эксцентричным вращательным движением, в прямоходном корпусе в соответствии с классом 600 1Ь ANSI. Сферическая часть затвора присоединена посредством одного или двух упругих рычагов к ступице, насаженной на приводной вал. Незначительный боковой зазор ступицы на валу позволяет осуществлять самоцентрирование затвора. Тщательное уплотнение между седлом и затвором достигается благодаря упругой деформации рычагов затвора. Седло, слегка скошенное, закреплено в корпусе посредством резьбовой зажимной втулки [1]. Затвор и вал производят поворот на 50 градусов. Этим движением управляет рычаг, присоединенный к штоку мощного пневматического исполнительного механизма с чулочной мембраной и со стяжной пружиной. Сплошной маховичок ручного дублера, включающий контргайку, смонтирован в стандартном исполнении на бугеле, в противоположной исполнительному механизму стороне. Он позволяет управлять затвором или ограничить его. Второе нарезное отверстие предусмотрено симметрично в бугеле для установки винта и контргайки, позволяющих либо выполнить концевой упор, либо в сочетании с ручным дублером блокировать затвор в выбранном положении. Ручной дублер клапана "Camflex II" сконструирован существенно для применения только в экстренном случае. Характеристика нарезания отверстий ручного дублера и упора ― 3/4˝-10 ACME 3 C (правая резьба). Исполнительный механизм всегда смонтирован так, чтобы момент из-за давления командного воздуха оказал сопротивление динамическому моменту, созданному средой на затворе. Направление среды имеет склонность открывать затвор, а исполнительный механизм смонтирован так, чтобы перекрыть клапан, когда давление воздуха увеличивается. Сила пружины исполнительного механизма добавляется к силе среды, чтобы открыть клапан в случае отсутствия воздуха. Если клапан должен перекрывать за счет отсутствия воздуха, положение блока корпуса на трубопроводе должно быть реверсировано так, чтобы среда имела склонность закрывать затвор. Положение исполнительного механизма также должно быть реверсировано. Направление среды через корпус, т.е. ориентация клапана на трубопроводе таким образом определяется желаемым действием за счет отсутствия воздуха. Пропускная характеристика клапана "Camflex II" соответствует модифицированной линейной характеристике независимо от направления потока. Она легко может быть преобразована в равнопроцентную, оснащая клапан позиционером серии 4600 или электропневматическим позиционером серии 8013, оснащенным кулачком с несколькими характеристиками. Пропускная способность может быть снижена на 60 процентов от номинального значения (коэффициента 0.4) на клапанах "Camflex II" всех размеров. Клапан "Camflex II" обладает способностью регулировать среды в широком диапазоне температур благодаря литой длинной шейке, встроенной в корпус. Представленная тем самым большая поверхность излучения позволяет поддерживать нормальную температуру сальника, позволяет применение одного единственного типа самосмазывающего уплотнения. Принципиальная характеристика нагнетателя с линиями ограничения по помпажу: |