ЛР 1-4 Рахимов С.М.. Лабораторная работа 1 Основные параметры центробежных насосов
 Скачать 180.53 Kb.
|
Лабораторная работа №4«Обеспечение беспомпажной работы нагнетателей КС» Теоретические основы При эксплуатации лопастных компрессорных машин, к которым относятся и центробежные нагнетатели магистральных газопроводов, возможно возникновение особого явления, называемого помпажем. Данное явление способно вызвать серьезные последствия, вплоть до разрушения компрессорной машины. Для выяснения сути помпажа рассмотрим совместную работу нагнетателя и трубопровода (рис. 4.5). В исходном режиме система имеет рабочую точку М0, производительность ее соответственно Q0, давление на выходе нагнетателя и в трубопроводе Р0. Допустим, подача газа в систему сократилась до Q1. В соответствии с характеристикой нагнетателя при Q1 он развивает давление P1 и рабочая точка перемещается в положение М1. Одновременно с этим давление в трубопроводе остается прежним и равным P0, за счет значительной упругой энергии газа занимающего большой объем трубопровода. В результате возникает ситуация, когда давление в трубопроводе оказывается выше давления на выходе нагнетателя. Газ начинает обратное течение из нагнетательного трубопровода в нагнетатель. По мере перетока газа, давление в нагнетателе начинает расти и, в некоторый момент времени, он начинает подавать газ в трубопровод. Это равносильно перемещению рабочей точки нагнетателя из положения M1 в положениеM0. Однако, слияние M1 с M0 не происходит, так как в систему газ подается не в количестве Q0, а в размере Q1, и весь процесс вновь циклически повторяется. Этот процесс называется помпажем в системе большого геометрического объема. Этот случай характерен для нагнетателей МГ, т.к. газопроводы имеют значительную протяженность и большой диаметр, т.е. значительный геометрический объем. Также этот случай характерен для осевых компрессоров, приводящих нагнетатели газотурбинных установок.  Рис. 4.1. Совмещенная характеристика нагнетателя и трубопровода Как видно из рис. 4.1 помпаж в рассматриваемом случае сопровождается не только циклическим изменением давления нагнетателя в интервале P1, P0 и циклическим изменением подачи от Q1 до Q0, но и изменением (циклическим) направление движения газа в нагнетателе. Это в значительной степени усугубляет ситуацию существенным увеличением циклических воздействий осевых сил на ротор, подшипники, корпус нагнетателя. Эти силы достигают нескольких тонн и превращают ротор в подобие стенобитной машины, способной разрушить нагнетатель в кратчайшее время. Поэтому помпажный режим недопустим. Ввиду особой опасности помпажа, каждый нагнетатель и осевой компрессор обязательно оснащаются противопомпажной системой, кроме того, каждая КС обязательно оснащается общей противопомпажной системой. Эти системы настраиваются либо на максимальную степень сжатия нагнетателей εтах, либо на Qкр, соответствующей εтах, либо на оба эти параметра. В связи с тем, что защита от помпажа осуществляется автоматически, а все средства автоматики обладают определенной инерционностью и погрешностью, то используемые АСО приборы имеют естественную погрешность, то настройка противопомпажных систем производится не на Qкр, ниже которой собственно возникает помпаж, а на Q=1,1∙Qкр, то есть принимается 10% запас. Задача для самостоятельного решения Компрессорная станция оснащена тремя нагнетателями, соединенными параллельно. Каждый нагнетатель работает с частотой вращения ротора n и объёмной производительностью Q. По приведённой характеристике нагнетателя (прил. 16) определить в каком режиме работают нагнетатели – помпажном или беспомпажном. Если нагнетатели работают в зоне помпажа, предложить мероприятия (не менее трёх), выводящие нагнетатели из этой зоны. Исходные данные для задачи
 Рис. 4.2. Приведенные характеристики нагнетателя zпр=0,91; Rпр=491 Дж/(кгК); Tпр=288 К. Найдем приведенную производительность нагнетателя   Определим приведенное число оборотов ротора нагнетателя  Для этого примем  . Для рассматриваемого значения приведенных оборотов ротора нагнетателя  по графику находим  .Определим вероятности возникновения помпажа по формуле   условие безпомпажной работы соблюдено. | |||||||||||