§ 103. Характеристики центробежных компрессорных машин

Характеристиками ЦКМ называют графики зависимости ос­новных ее параметров: производительность—давление Q—р (ха­рактеристика давления); производительность—мощность Q—N (характеристика мощности); производительность—к. п. д. Q—ч\ (характеристика к. п. д. машины). Примеры характеристик приве­дены на рис. 146. Характеристики ЦКМ строят аналогично харак­теристикам центробежных насосов по результатам испытаний на заводском стенде или непосредственно на месте установки машины.

Каждая машина после установки нагнетает сжатый газ в оп­ределенную сеть, состоящую из трубопроводов, аппаратов, арматуры и другого оборудования. Для определения режима работы ЦКМ строят характе­ристику сети, которая изменя­ется с изменением сопротивле­ния системы. Режим работы машины выбирают по макси­мальной величине к. п. д.

Рис. 146. Характеристика ЦКМ и сети

Точка А пересечения харак­теристики машины с характе­ристикой сети (см. рис. 146) называется предельной рабо­чей точкой и определяет предельную производительность qa машины .при работе на данную сеть при постоянном числе оборотов.

Кривая характеристики Q—p состоит из двух ветвей: восходя­щей СВ, называемой зоной неустойчивой работы машины, и нисхо­дящей ВА, называемой зоной устойчивой работы. Рассмотрим ра­боту машины в этих зонах. Нагнетательный трубопровод и присо­единенная аппаратура имеют определенную емкость. Предположим, что первоначальная рабочая точка К. находится на нисходящей вет­ви кривой характеристики Q—p. Этой точке соответствует режим работы: производительность qk, давление рк, потребляемая мощ­ность nk, к. п. д. т)к. Если потребление газа возрастает, то рабочая точка переместится вправо и подача машины увеличится, т. е. ста­нет равной потреблению. Однако в данную сеть центробежная ма­шина большую производительность, чем qa, дать не может.

Если потребление газа уменьшается, то рабочая точка К. сме­щается влево, при этом производительность машины уменьшится, а давление в сети возрастет. Максимальное давление, которое мо­жет развить машина, равно рв. Этому давлению соответствует на характеристике Q—p точка В и производительность Qa. Точка В называется критической точкой, так как при дальнейшем уменьше­нии подачи работа машины становится неустойчивой.

При дальнейшем уменьшении потребления газа давление в сети еще больше возрастет 'и становится выше рв—максимального дав­ления, развиваемого машиной при данном числе оборотов. Тогда часть сжатого газа из сети поступает на рабочие колеса, произво­дительность машины падает до нуля, она не нагнетает газ, а по­требляет. Машина начинает издавать резкий свистящий звук, силь­но вибрировать. Поскольку потребление газа не прекращается, то происходит опорожнение сети, и давление в ней быстро падает, становясь меньше рс—давления холостого хода (точка С). При этом давлении машина снова развивает большую подачу, соответ­ствующую точке Е на рабочей характеристике. Емкость сети быстро наполняется, давление в ней возрастает выше рв, подача машины снова падает, и явление повторяется. Явление это носит название помпажа. Таким образом, помпаж — это неустойчивая работа машины, сопровождаемая в течение короткого промежутка време­ни резким изменением производительности и движением газа в машину. Помпаж сопровождается вибрацией машины, усилением шума и нагрева при ее работе. Работа машины в зоне помпажа не допускается. Поэтому центробежные машины оснащают антипомпажными устройствами. Наиболее простым способом предо­твращения помпажа является выпуск сжатого газа в атмосферу или на всасывание машины, осуществляемый автоматически. В не­которых машинах к напорному трубопроводу подключен регулятор количества, который посредством сервомотора воздействует на антипомпажный клапан. Регулятор количества вступает в действие при уменьшении производительности машины до минимально до­пустимой, т.е. qb.