Центробежный нагнетатель воздуха

Центробежный нагнетатель представляет собой трехступенчатый роторный компрессор, который забирает наружный воздух при tн = -40...+5°С, сжимает до 0,29 МПа (1,9 ати) и с расходом 12400 нм3/ч = 3,44 м3/с подает в воздуховод СТ.

Потребляемая мощность 580 кВт, число оборотов ротора - 9649 об/мин, содержание механических примесей £10 мг/м3. Температура воздуха на выходе из нагнетателя зависит от температуры наружного воздуха: при tн = -40 °С tвых = 80 °С, а при tн = +50 °С tвых = 155 °С. Производительность нагнетателя может изменяться дросселированием всасывающего 2 и напорного 11 воздуховодов дроссельными заслонками 1,9, а также открыванием противопомпажного клапана 8 (рис. 3.22).

Установка имеет систему автоматического управления, кототорая включает и выключает нагнетатели, контролирует и регулирует их параметры и поддерживает давление на выходе постоянным при различном потреблении воздуха сетью, т.е. потребителем.

Центробежный нагнетатель воздуха - student2.ru

Рис. 3.22. Схема включения нагнетателя в сеть:1, 9 - заслонки дроссельные Ду600 и Ду300; 2 - всасывающий воздуховод; 3 -центробежный нагнетатель; 4 - редуктор; 5 - электродвигатель; 6 -масляный насос; 7 - выброс воздуха в атмосферу; 8 - клапан противопомпажный; 9 - напорная задвижка; 10 - обратный клапан; 11 - напорный воздуховод

Нагнетатель, как любая лопаточная машина, может устойчиво работать только в интервале расходов от номинального до минимального. Номинальный расход получается при полностью открытой заслонке 9, а минимальный - при наибольшем ее прикрытии, близком к критическому, когда возникает помпаж. Это -автоколебания в системе «всасывающий трубопровод + НГ + напорный трубопровод», характеристики которой зависят от положения дроссельных заслонок, температуры и плотности наружного воздуха. Помпажные колебания расхода и давления воздуха приводят к тому, что подача воздуха происходит толчками, сопровождается сильными ударами и изменениями в потребной мощности.

При уменьшении потребления воздуха сетью до величины, близкой к критической, давление возрастает и срабатывает противопомпажная защита системы автоматики, открывается клапан 8, воздух сбрасывается в атмосферу, давление нагнетателя падает и рабочая точка на газодинамической характеристике НГ уходит из критической области в сторону номинальных параметров.

Уменьшение потребления воздуха сетью до величины близкой к критической может быть возможно в следующих случаях:

при неисправности системы регулирования давления или при неправильной ее настройке;

при перегреве воздуха в нагнетателе из-за загрязнения воздухоохладителей или повышения температуры воды, или уменьшения ее расхода;

при значительном повышении температуры засасываемого воздуха из атмосферы по сравнению с настройкой;

при аварийной скорости уменьшения потребления воздуха сетью, когда система регулирования не успевает сработать.

Блок осушки воздуха

В состав блока осушки воздуха (БОВ) входят:

водяной воздухоохладитель В02;

двухступенчатый четырехсекционный воздухоохладитель BO3;

два фреоновых воздухоохладителя В04 и В05 (рис. 3.23).

Теплообменник В02 предназначен для охлаждения воздуха с температуры +155 °С до +50°С. Представляет собой горизонтальный кожухотрубный аппарат с оребренными U - образными трубами 5, которые крепятся к трубной решетке 9 (рис. 3.24).

Наружная труба выполнена из алюминия, а внутренняя - из углеродистой или нержавеющей стали 12X18Н9Т. Для повышения эффективности теплообмена установлены перегородки 6. В трубном пространстве циркулирует вода, а в межтрубном пространстве - воздух. Температура на выходе +50 °С поддерживается постоянной путём изменения подаваемого количества воды. Регулирующий клапан открывается и закрывается по сигналам температурного датчика на выходе из В02.

Воздухоохладитель ВОЗ предназначен для охлаждении воздуха от +50°С до +5°С и осушки воздуха конденсационным способом. Охлаждать до более низкой температуры нельзя, так как в случае уменьшения температуры ниже 0°С произойдёт замораживание аппарата.

Центробежный нагнетатель воздуха - student2.ru

Рис.3.23. Схема блока осушки воздуха: В02, ВОЗ, В04, В05 -воздухоохладители; конт. N1 и N2 - контуры циркуляции R11; Ф1, Ф2 - сетчатые фильтры; К1...К4 - клапаны; Р1 - расходомер

Центробежный нагнетатель воздуха - student2.ru

Рис. 3.24. Воздухоохладитель В2:

1 - корпус; 2 - крышка; 3 - патрубок; 4 - обечайка; 5 - трубчатка; 6 - перегородка; 7 - патрубок;

8 - штуцер; 9 - решётка трубная

Воздухоохладитель ВОЗ двухступенчатый четырехсекционный. Первая ступень состоит из двух секций 5 (рис. 3.24), соединенных между собой калачём 8. Хладоноситель - вода. Вторая ступень состоит из секций 4, также соединенных калачём. Охлаждение воздуха - хладоносителем R11 с температурой t = -10°С. Вода и R11 протекают в пучках труб, а в межтрубном пространстве - воздух последовательно через все секции - сначала водяные, а затем - фреоновые.



Центробежный нагнетатель воздуха - student2.ru

Рис. 3.25. Воздухоохладитель ВОЗ: 1,7- переходник; 2 - элиминатор; 3 - конфузор;

4, 5 - секции; 6 - диффузор; 8- калач; 9- рама; 10-штуцер

В ВОЗ происходит интенсивное выпадение влаги в виде конденсата - примерно 90...95%. Основная ее часть задерживается в теплообменнике и отводится в канализацию. Оставшаяся в потоке влага задерживается в элиминаторе 2. Элиминатор состоит из горизонтальных зигзагообразных пластин. В результате многократного изменения направления потока воздуха, создаваемого пластинами, капли (но не туман) выпадают на пластинах, стекают в поддон и далее в сливной бачок.

Центробежный нагнетатель воздуха - student2.ru

Рис. 3.26. Воздухоохладитель В04: 1,6- переходник; 2 - фильтр; 3 - конфузор;4, 5 - секции;

7 - труба с фланцем; 8 - диффузор; 9 - рама

Регулирование температуры воздуха в ВОЗ осуществляется изменением расхода воды и фреона R11 по сигналам датчиков температуры термометров сопротивления с термопреобразователем.

Окончательная осушка воздуха методом вымораживания происходит поочередно в В04 (В05) (рис. 3.26). В них воздух охлаждается с +5°С до -20°С. Через 2 часа непрерывной работы на спирально оребренных трубах выпадает и вымерзает влага в виде инея и льда, образуя плотную снеговую шубу. Живое сечение для прохода воздуха сокращается, теплообмен с воздухом ухудшается, выпадение влаги уменьшается и дальнейшая работа аппарата становится неэффективной. Поток воздуха переключается на параллельный аппарат, а первый переключается на работу в режиме оттайки. В него направляется поток воздуха с температурой +50°С, отбираемый на выходе из В02. Расход потока на оттайку контролируется расходомером Р1 (по дифференциальному манометру). Процесс оттайки длится около двух часов и прекращается, когда температура выбрасываемого наружу воздуха достигает +25 ° С. Растаявший снег удаляется в емкость или в канализацию.

На выходе из В04 (В05) установлены сетчатые фильтры Ф2 на 20 мкм для задержания снега, уносимого с потоком воздуха.

Охлаждение воздуха в В04 (В05) присходит в результате теплообмена с хладоносителем R11, имеющем температуру -30° С.

В системе термостатирования имеются три контура охлаждения и регулирования температуры воздуха водой и два контура - фреоном R11.

Поскольку во вторую ступень ВОЗ следует подавать хладоноситель R11 с температурой t = -10° С, а в В04 (В05) – с температурой t = - 30°С, то две группы холодильных машин должны работать в разных режимах с разной холодопроизводительностью.

Центробежный нагнетатель воздуха - student2.ru

Рис. 3.27. Схема регулирования температуры воздуха во II ст. ВОЗ, в В04 (В05)-контуры №1 и №2: КР1, КР2-пневмоклапана регулируемые; ЦН-герметичный центробежный насос; ФО-фильтр-осушитель; Е-емкость; Ф-фильтр

Центробежный насос ЦН (рис. 3.27) подает подогретый ХН с расходом Gв испаритель ПКХМ, где ХН охлаждается до -10 °С (или до -30°С). С номинальным расходом G1 R11 поступает через регулирующий клапан КР1 в теплообменный аппарат, а избыток R11 с расходом G2 сливается через другой регулирующий клапан КР2 и байпас АВ в емкость Е. Воздух в аппарате охлаждается, a R11 подогревается и сливается в емкость Е. При отклонении температуры воздуха на выходе из аппарата свыше допустимой величины датчик температуры подает сигнал на изменение расходов G1 и G2. Для большего охлаждения воздуха расход G1 увеличивается, a G2 уменьшается.

Фильтр-осушитель содержит гранулированный силикагель для поглощения влаги из фреона R11, так как влага вызывает коррозию металлических частей холодильных машин и ухудшает теплопередачу в аппаратах.

Осушенный и охлажденный воздух из блока осушки поступает в воздуховод через регулирующую задвижку с пневмоприводом ПЗ1 Величина расхода контролируется дифманометрическим расходомером Р2. Если величина расхода отклоняется от нормы, то она изменяется за счет частичного перекрытия (открытия) основного потока при изменении положения заслонки ПЗ1 Для сброса избытка воздуха в атмосферу открывается регулирующая заслонка П34.

Центробежный нагнетатель воздуха - student2.ru

Рис. 3.28 Электрокалорифер: 1-кожух; 2-ввод кабельный; 3-крышка; 4-блок ТЭН; 5-электронагреватель трубчатый

Температура подаваемого воздуха всегда ниже требуемой Поэтому перед потребителем воздух подогревается в электронагревателе ЭН1. Величина подогрева, контролируется датчиком температуры ДТ2 и ее погрешность составляет ± 3 °С. (рис 3.21 и 3.28). Регулирование расхода и температуры воздуха выполняется системой автоматического управления. Сетчатый фильтр Ф5 обеспечивает необходимую фильтрацию в 20 мкм.

Воздух перед потребителем контролируется на влажность помощью прибора контроля влажности Вл и на засоренность прибором 3. Для этого с определенным расходом продувается фильтрующий элемент и затем анализируется в лаборатории.

Контроль степени загрязнения, а следовательно и сопротивления фильтра ФЗ на входе к потребителю выполняется мембранным дифференциальным манометром Мн по перепаду давления. Сигнал от датчика усиливается, преобразуется в выходной электрический сигнал и отображается на вторичном приборе в пультовой.

Центробежный нагнетатель воздуха - student2.ru

Рис. 3.29. Схемы подачи газообразного азота: а) способом газификации жидкого азота; б) способом редуцирования из баллонов ресиверной

Если в процессе термостатирования носителя воздухом возникает опасность пожара из-за возможной утечки горючего или его паров, или должна выполнятся заправка жидким водородом, то термостатирование отсеков должно производиться нейтральным газом - азотом. Азот может подаваться в больших количествах (почти как воздух) путем газификации жидкого азота в продукционных теплообменниках или подаваться из баллонов ресиверных под высоким давлением через редуктор (рис. 3.29). В этом случае подогрев азота в ЭН1 должен учитывать дополнительное понижение температуры азота при дросселировании с высокого давления до низкого.

Наши рекомендации