Регулирование режимов работы компрессоров

Регулирование режимов работы компрессоров осуществляется для обеспечения потребителя сжатым газом необходимых параметров. Например, компрессоры, подающие сжатый воздух в домны, должны обеспечивать постоянную подачу, компрессоры для пневматических силовых установок - постоянное давление нагнетания. В компрессорах магистральных газопроводов должны регулироваться и давление, и подача.

В зависимости от того, в каком элементе системы осуществляется регулирование, все методы делятся на два вида:

1. регулирование изменением характеристики сети;

2. регулирование изменением характеристики компрессора.

К первому типу относятся регулирование путем дросселирования на нагнетании и путем байпасирования. Остальные методы относятся ко второму типу.

Существуют следующие основные метода регулирования:

1. Регулирование дросселированием на нагнетании.

Способ состоит в регулировании нагнета­тельной задвижки, что приводит к изменению сопротивления в сети. На рис 11 представлена схема такого регулирова­ния.

Рисунок 5.11

По мере увеличе­ния сопротивления в сети характеристика ее идет круче, а точка передвигается из А₁ в А₂ и A₃, приближаясь к точке помпажа К. Метод неэкономичен, но весьма прост.

2. Байпасирование.

Применяется не только для регулирования режимов, но и для обеспечения беспомпажной работы компрессора. Сущность его рассмотрена выше.

3. Регулирование дросселированием на всасывании.

Дроссель устанав­ливается на всасываю­щей линии. За счет изменения потерь он меняет входное давле­ние Р₁ в компрессор, а следовательно, воздействует на характерис­тику. Увеличение со­противления на всасывании снижает напорную характеристику компрессора, уменьшая при этом зону помпажа (АК₃<АК), однако в меньшей степени, чем регулирование оборотами. Изменение характеристики компрессора при дросселировании на всасывании показано на рис. 5.12 (линии Р₂₁, Р₂₂, Р₂₃).

Рисунок 5.12

4. Регулирование входным направляющим аппаратом (закруткой потока на входе).

Сущность метода видна на рисунке 5.13. На этом рисунке 1 - входной направляющий а"", угол установки лопаток которого может меняться, что согласно уравнению Эйлера меняет напор компрессора и Р₂. Характер изменения характеристики P₂-Q₁ соответ­ствует примерно изменению ее при регулировании оборотами (рис. 8). Однако изменение зоны помпажа несколько иное. Следовательно, данный метод может применяться с двоякой целью: изменение рабочего режима и зоны помпажа.

Рисунок 5.13

5. Регулирование изменением частоты вращения вала. – см. выше (рис. 5.10).

Параллельная и последовательная работа компрессоров

В эксплуатации компрессорных установок часто встречаются схемы параллельного (а), последовательного (в) или комбинированного (с) соединения компрессоров (рис. 5.14).

Рисунок 5.14

Параллельная схема применяется для увеличения расхода газа в системе. Последовательная схема - для увеличения давления. Характеристики компрессора складываются при параллельном соединении по подаче при заданном значении давления. Надо, однако, следить за зоной помпажа, которая определяется тем компрессором, у которого меньшее давление. Желательно устанавливать однотипные машины. При последовательном соединении сложение характеристики по давлению при заданной подаче, как это делается в насосах, не дает точных результатов. Это объясняется тем, что параметры газа на входе каждого компрессора разные. Необходимо производить расчеты Р₂ для каждого компрессора в соответствии с изложенными выше методами.

Например, общая степень сжатия определяется из зависимости

ε = λ₁·λ₂…ε₁·ε₂…

В этой формуле ε_i – степень сжатия отдельных компрессоров; λ_i – коэффициент, характеризующий потери давления в тракте между компрессорами, включая потери в холодильниках.