Принцип работы многоступенчатого компрессора

В сценарии растущего спроса на газ высокого давления в промышленном производстве центробежные многоступенчатые компрессоры, благодаря своим основным преимуществам высокого давления и стабильной работы, становятся ключевым оборудованием в области нефтехимической промышленности, транспортировки природного газа, генерации электроэнергии и других областях. В этой статье Turbo-Tech подробно расскажет о принципе работы многоступенчатых центробежных компрессоров, чтобы помочь отраслевым специалистам глубже понять природу работы оборудования.
Принцип работы многоступенчатого компрессора
I. Механизм преобразования основной энергии
По сравнению с одноступенчатым центробежным компрессором, многоступенчатая структура преодолевает ограничения давления одноступенчатого сжатия, соединяя несколько компрессорных блоков в последовательности, одновременно учитывая баланс потока и эффективность.
Центробежный многоступенчатый компрессор достигает повышения давления газа путем постепенного преобразования кинетической энергии → энергии давления, суть которого заключается в синергетическом взаимодействии газовой динамики и вращающейся машины. Каждая ступень компрессионного блока состоит из колеса и соответствующих фиксирующих элементов, образующих независимый канал преобразования энергии.
Рулетка: в качестве рабочей части, приводящейся главной осью с высокой скоростью вращения, после входа газа в ось, в радиальном ускорении под действием центробежной силы и тяги лопасти, механическая энергия преобразуется в высокоскоростную кинетическую энергию газа.
Диспрессор: расположен на выходе колеса, площадь сечения потока постепенно расширяется, скорость потока газа снижается, согласно принципу Бернулли, кинетическая энергия преобразуется в энергию статического давления, чтобы достичь повышения давления.
Межступенчатая направляющая система: включает в себя изгибы и рефлюкс, направляет газ на плавный поворот от выхода верхней ступени компрессора и равномерно вводит в вход колеса следующей ступени, чтобы избежать турбулентности и потери энергии.
Каждая ступень завершает цикл ?ускорения-замедления-нагнетания?, где давление газа накапливается по ступеням, а затем сливается и направляется на выход.
Функциональное разделение труда в многоуровневой структуре
В многоуровневой системе различные уровни выполняют дифференцирующие задачи, а конфигурация структуры точно соответствует характеристикам воздушного потока:
Уровень Функциональное описание основных компонентов
Первая ступень, всасывающая камера + колесо + экспрессор для достижения равномерного осевого всасывания газа, завершения первоначального введения кинетической энергии и начального повышения давления;
Средний уровень, колесо + экспрессор + изгиб + рефлюкс, процесс преобразования энергии повторяется, система направляющего потока обеспечивает точный переход в направлении потока воздуха;
Последняя ступень, колесо + экспрессор + червяная оболочка, завершающая нагнетание, червяная оболочка замедляет высокоскоростный воздушный поток и объединяется в стабильный выходный поток;
Диаметр, угол лопасти и скорость вращения каждой ступени могут быть независимо спроектированы, чтобы соответствовать различным требованиям соотношения давления и достичь неравномерного распределения соотношения сжатия и оптимизировать общую эффективность.
Особенности работы многоступенчатых центробежных компрессоров
Основываясь на вышеуказанном принципе работы, многоступенчатый центробежный компрессор имеет следующие основные рабочие характеристики:
1. способность повышения давления сильна, увеличивая количество ступеней сжатия, можно достичь более высокого давления на выходе и удовлетворить требования высокого давления;
Высокая эксплуатационная стабильность и многоступенчатая структура позволяют плавно повышать давление газа по ступеням, что уменьшает воздействие изменения давления на оборудование, в то время как непрерывный режим потока газа также уменьшает пульсию потока;
Эффективность хорошая адаптация, оптимизируя структурные параметры колеса и экспрессора на всех уровнях, компрессоры могут поддерживать высокую эффективность сжатия в более широком диапазоне условий работы, особенно для сценариев непрерывной работы с высоким потоком и высоким давлением.
Следует отметить, что в процессе многоступенчатого сжатия при сжатии газа возникает повышение температуры, если слишком высокая температура может повлиять на свойства газа или повредить компоненты оборудования. Поэтому в практическом применении часто устанавливается охлаждающее устройство между ступенями, чтобы температура газа снижалась и затем перешла на следующий уровень сжатия, чтобы еще больше улучшить эффективность сжатия и надежность оборудования.
Выше введено «принцип работы центробежного многоступенчатого компрессора», многоступенчатый центробежный компрессор через синергетический механизм «Многоступенчатые рулевые работы + преобразование энергии между ступенями + точная ориентация» достигает постепенного повышения давления газа, глубокое понимание его принципа работы, для выбора оборудования, эксплуатации, оптимизации и модернизации имеет важное значение.