上海中车空压机浅析空压机的增风改造方法

2019-07-11

为了降低空压机增风改造的风险,应从变不改变空压机本体结构着手。从空压机的原理可知,提高空压机的风量措施有提高转速、改变叶轮和流道的结构、改变空压机的进出口空气的状态参数等。

方法一、提高转速

由空压机的性能曲线可知,空压机的转速变化时,其性能曲线也将移动。见图1压缩机与某大容器联合工作,容器压力为Pr,设计流量为qms,设计工况下,压缩机的转速为n,当压缩机的转速提到时n’,性能曲线向右移动,流量qms由增加到qms’,也就是说,要使空压机的空气量增加,提高齿轮箱的速比即可。

方法二、改变叶轮的结构

叶轮主要由轮盘、叶片、轮盖组成,叶轮的几何参数对级性能有着明显的影响:

(1)叶轮进口段子午面形状的影响。叶轮进口部分气体的流动是经历从轴向流动转弯到径向流动过程,在转弯过程中由于受气流转弯离心力的作用,会出现流速分布不匀,从而带来叶轮进口冲击和转弯处气流边界发生分离,恶化叶轮内部的流动,使级效率下降。

所以,可以改变尺寸参数(包括:叶轮进口相对直径、轮毅比、叶片进口相对直径、轮盖进口段的曲率、速度系数等),给进口造成一个低的马赫数,均匀的流场,减少叶轮及其后扩压器中的损失。

(2)叶轮叶片的主要几何参数的影响,叶片的主要参数有:进出口安装角、叶片数、径向面叶片的型线,这些参数与级性能关系密切。进口安装角B与气流进口角B1以及气流冲角i的关系为:Β=B+i,气流进口角B1可由经验公式求得,气流冲角i的选择,要根据叶轮的具体参数,压缩机使用条件及工况变动情况等综合考虑。

出口安装角与扩压器的几何参数有关。叶片数的选择要合理,叶片数太少,会使叶片当量扩张角过大,导致压力梯度和边界层增厚,使效率下降;叶片数增多,在其它条件相同时,可提高能量头系数。

当进出口安装角一定时,叶片形状影响整个叶道内的压力和速度分布,以致影响级性能,叶片的形状有空间扭曲型(即三元流理论设计叶片简称三元叶片)和非扭曲型两种,三元叶片使流体在叶道内的速度和压力分布的均匀性及流动性得到了提高,因而大大地提高了叶轮的效率。

(3)叶轮出口处的主要参数的影响。叶轮的出口相对宽度(出口宽度与叶轮外径之比)、叶轮的外径都对级性能产生影响,叶轮的宽度将影响到流道的扩张角、扩压度和截面的水力直径,所有这些与流动损失密切相关,同时,在一定的流量下,叶轮宽度还对轮阻损失和内泄漏系数有影响。叶轮的外径对出口压力有直接的影响,相同条件下,叶轮外径大,其出口压力高,反之,出口压力低。

方法三、改变空压机的进口空气参数

综上上海中车空压机所述,在不改变空压机的本体结构情况下,增加空压机的空气流量有两种方法:1、改变空压机的进口空气参数,2、提高转速。通过仔细认证,降低进口空气温度、温度的方法风险比较小。