Для сжатия газовых и паровых сред применяют машины динамического типа, которые работают на основе центробежной силы, возникающей при вращении ротора. Лопастные компрессоры применяют в различных отраслях промышленности, включая нефтегазовую, химическую, горнодобывающую, а также металлургию, энергетику.
Устройство центробежного компрессора
Конструкция агрегата состоит из пяти основных компонентов:
- Входной корпус, который служит для направления газа или пара внутрь компрессора. Рабочее вещество проходит через зазор между входным корпусом и ротором, что создает вихревое движение и повышает его скорость.
- Ротор, главный рабочий элемент, вращается вокруг своей оси. Криволинейные лопасти расположены под углом к направлению газового потока и направляют его от центра к краю. В зависимости от требуемого давления и расхода газа лопатки могут быть фиксированными или изменяемыми.
- Выходной корпус предназначен для выведения продукта, оснащён диффузором, расширяющим и замедляющим газовый поток. При этом происходит преобразование кинетической энергии в потенциальную.
- Система подшипников обеспечивает вращение ротора вокруг своей оси. К прочности деталей предъявляют повышенные требования, чтобы выдерживать высокие скорости и силы возникающие при этом.
- Система управления, отвечающая за скорость вращения ротора, расход газа и его давление на выходе.
В качестве приводов устанавливают электрические, дизельные двигатели, газовые, паровые турбины.
Каждый элемент играет важную роль в согласованном действии радиальной конструкции, благодаря чему её производительность в разы превышает подобные показатели для компрессорных устройств других типов.
Принцип работы центробежного компрессора
Работа машины динамического типа основана на вращательном движении лопастей роторного колеса, которое служит главной составляющей агрегатов центробежной группы.
Газ, попадая в компрессор, вначале проходит через входное устройство, затем подаётся на лопатки ротора, которые перемещают его в радиальном направлении, сжимая и увеличивая скорость. Последующее сжатие при снижении скорости происходит в круговом диффузоре, при этом кинетическая энергия переходит в потенциальную, а рабочее вещество переходит на следующую ступень. Оборудование для сжатия газа в динамике быстро повышает давление до максимальной величины за достаточно короткий временной промежуток, обеспечивает продолжительную интенсивную эксплуатацию при высокой продуктивности.
Работу центробежного компрессора характеризует зависимость напора энергетической машины, мощности на валу, КПД от его производительности. Это соотношение определяет подбор рабочего режима.
Основные характеристики центробежного компрессора (производительность, коэффициент полезного действия, степень сжатия) зависят от конструктивных особенностей, скорости вращения ротора и давления входящего газа.
На достижение максимальной эффективности выработки влияют также размеры лопастей, расположение входного устройства, форма корпуса.
Важно отметить, что работа центробежного компрессора требует высокой точности изготовления и надёжной конструкции, так как даже небольшие дефекты могут привести к снижению производительности или поломке устройства. При этом аппараты характеризуются отличной ремонтопригодностью при минимальном техническом обслуживании.
