Регулирование энергетических установок (стр. 4 из 7)
2.2.3 Регулирование дросселированием на всасывании
Регулирование дросселированием на всасывании (Рис.6.15, б) осуществляется с помощью дроссельного устройства, располагаемого перед входом в компрессор. По мере прикрытия дросселя характеристики компрессора сдвигаются в сторону меньших расходов с одновременным уменьшением отношения давлений и КПД. Таким способом можно уменьшить производительность до точки Г. Энергетическая эффективность дросселирования на всасывании выше, чем дросселирования на нагнетании, но уступает регулированию изменением частоты вращения.
2.2.4 Регулирование закруткой потока при входе в колесо
Регулирование закруткой потока при входе в колесо с помощью входного регулирующего аппарата (ВРА) получило широкое распространение в центробежных компрессорах (Рис.6.16). Закрутка потока по вращению колеса на угол
вызывает появление положительной проекции скорости c1 на окружное направление с1u >0 и значит 
(Рис.6.17). При этом в соответствии с уравнениями, определяющими коэффициент мощности 
, внутреннюю удельную работу ступени 
и теоретическую (Эйлерову) работу 
коэффициент мощности 
, теоретическая 
и внутренняя 
удельные работы будут уменьшаться. Вследствие этого уменьшится и отношение давлений в ступени. Это особенно заметно при высокой производительности (Рис.6.17, а), когда 
достигает наибольших значений.По мере снижения производительности (Рис.6.17, б) величина проекции
становится меньше, поэтому параметры , и приближаются к своим значениям при отсутствии закрутки потока, когда 
. Вследствие этого характеристики ступени смещаются в сторону меньших значений производительности (см. Рис.6.16). Относительная скорость 
, а значит и потери в колесе при положительной закрутке потока уменьшаются, поэтому при малых КПД ступени может даже несколько увеличиваться по сравнению с КПД при . При больших 
из-за потерь в ВРА КПД ступени уменьшается.
Закрутка потока против вращения на угол
вызывает появление отрицательных 
и 
. Вследствие этого , и увеличиваются. Так как при этом относительная скорость тоже увеличивается (Рис.6.17, а), а с нею возрастают и потери в колесе, то КПД ступени снижается. Регулирование с помощью ВРА позволяет уменьшить производительность компрессора до точки Д (рис 6.14, а), что соответствует уменьшению производительности до 40-45% от номинальной. Важно отметить, что при регулировании с помощью ВРА отношение давлений с уменьшением производительности также уменьшается (см. Рис.6.16), поэтому этот способ благоприятен для характеристики сети 1. Нужно заметить, что ВРА устанавливаются почти на все отечественные холодильные центробежные компрессоры.2.2.5 Регулирование поворотом лопаток диффузора
Регулирование поворотом лопаток диффузора позволяет уменьшить производительность ступеней до 5-10% от номинальной. На Рис.6.18 представлены характеристики центробежной ступени при углах установки лопаток диффузора
, причем в принципе возможно дальнейшее уменьшение 
до 
. Максимальный КПД ступени при уменьшении 
снижается в основном за счет увеличения потерь в колесе при его работе с большими углами натекания на лопатки. При очень малых углах ( 
) потери в лопаточном диффузоре также несколько возрастают. Отношение давлений в ступени при регулировании поворотом лопаток диффузора зависит от величины лопаточного угла 
. При =15...45° с уменьшением отношение давлений возрастает. Это объясняется тем, что коэффициент теоретической работы 
таких колес увеличивается с уменьшением коэффициента расхода 
(Рис.6.9). При =60° отношение давлений примерно постоянно, так как небольшой для такого рост с уменьшением расхода компенсируется увеличением потерь в колесе и диффузоре при малых 
. При =90° по той же причине отношение давлений падает при уменьшении . При работе на сеть с характеристикой 1, вдоль которой 
с уменьшением производительности снижается, КПД ступени с колесом =45° (Рис.6.18) будет близок к максимальному только при больших ( =14...10°). С уменьшением КПД в точке совместной работы ступени и сети будет ниже максимального. Из сопоставления характеристик, приведенных на Рис.6.16 и 6.18, видно, что вследствие этого КПД ступени с БЛД, регулируемой поворотом лопаток ВРА, и той же ступени, регулируемой поворотом лопаток диффузора, при работе на сеть с характеристикой 1 будет примерно одинаковым, несмотря на то, что максимальные КПД у ступени с ЛД на 1-4% выше, чем у ступени с БЛД. Это показывает, что сравнение эффективности различных способов регулирования производительности возможно только при совместном рассмотрении характеристик компрессора и сети, на которую он работает.2.2.6 Комбинированное регулирование производительности
Комбинированное регулирование производительности позволяет получить наилучшие показатели компрессора при работе на сеть с заданной характеристикой. Так, если одновременно с уменьшением угла
(Рис.6.18) снижать частоту вращения ротора, то можно обеспечить работу ступени на сеть 1 с максимальным КПД. Необходимое для этого уменьшение частоты вращения находится в пределах 5-10% от номинальной. При малых максимальный КПД ступени может быть дополнительно увеличен, если с помощью ВРА закрутить поток в направлении вращения колеса. При этом возрастает угол 
на входе в колесо (см. Рис.6.17), уменьшается угол нагнетания на лопатки 
и, следовательно, потери в колесе. Такое комбинированное регулирование позволяет получить более высокие значения КПД (на 5-10%) при наибольшей глубине изменения производительности и является перспективным для центробежных компрессоров.