Нулевая точка (нулевой режим)

При превышении давления в сети над Рвых. нагнетателя (что может быть вызвано внезапным падением давления на всасе даже на 1-2 атм.), последний будет «задавлен» противодавлением и рабочая точка уйдёт в помпажную зону (ситуация закрытие крана №2). Опасность такого режима в том, что работа нагнетателя быстро стабилизируется (работает без вибрации и стуков), замеряемые параметры не отличаются от нормы, хотя манометры на входном и выходном патрубках показывают «чужое» давление. Степень сжатия фиктивна и ложно подтверждает нормальный режим работы. Ротор нагнетателя вращает один и тот же «ком» газа, который и преграждает путь обратному перетоку газа из нагнетающего коллектора во всасывающий. Дальнейшее развитие ситуации - стоит остановить ГПА с открытыми кранами №1 и №2, ротор нагнетателя превратится в турбину, уходящую в разнос под магистральным давлением газа (случай уникальный, но возможный и имевший место в эксплуатации). Продолжение работы в таком режиме приводит к быстрому нагреву газа и грозит пожаром. Попадание нагнетателя в нулевую точку всего два:

•помпаж, вызванный работой нагнетателя в недопустимой близости от критической точки.

•неудачный пуск (с закрытыми байпасами).

При попадании нагнетателя в нулевую точку - ГПА немедленно остановить!

Нагнетателю, претерпевшему перегрев свыше 100ᴼс грозит коробление внутренних закладных деталей и выход их строя. Деформация или искривление вала ротора с потерей балансировки.

После перегрева.

•нагнетатель нельзя сразу после остановки вскрывать или ослаблять крепёжные гайки;

•как можно медленнее охлаждать нагнетатель в естественных условиях при отсутствии сквозняков или вентиляции (возможно до нескольких суток);

•в процессе охлаждения ротор нагнетателя проворачивать на несколько оборотов и оставлять его в разных положениях;

•разбирать нагнетатель можно только после полного охлаждения до температуры окружающей среды.

Зона низких степеней сжатия (зона зуда).

Работа с низкой степенью сжатия (степень сжатия равна 1 и ниже, вентиляторный режим), при максимально объёмной производительности, то есть высокая скорость потока газа, по проточной части. Скорость газа на выходе из рабочего колеса приближается к радиальному, что приводит к ударному входу газа в диффузор, вибрации и нагреву. Перегружаются и выходят из строя опорные и особенно упорные подшипники, осевые нагрузки на роторе и вероятность срабатывания защиты по осевому сдвигу. Работа в этом режиме не допустима.

Нерабочая левая ветвь.

В целом левая ветвь - от критической точки до нулевой точки является не рабочей, так как ЦБН не может одновременно повышать давление и объёмную производительность. Ветвь рабочей характеристики с односторонним движением рабочей точки – только вниз.

Вывод: Аварийные ситуации, связанные с нарушением режимов работы нагнетателя, происходят вследствие выхода рабочей точки за границы устойчивых режимов рабочей зоны.

Рисунок 20– Рабочая характеристика центробежного нагнетателя

Подшипники ЦБН

Опорой ротора нагнетателя являются подшипники. На сегодняшний день существуют два типа подшипников, применяемых в ЦБН: подшипники скольжения и магнитные подшипники (магнитный подвес).

При применении подшипников скольжения нагнетатель имеет собственную маслосистему, или объединенную маслосистему с ГТУ. В подшипниках скольжения создается масляный клин, обеспечивающий вращение ротора ЦБН на больших оборотах.

В магнитных подшипниках ЦБН применен принцип подвешивания ротора в магнитном поле, создаваемом электромагнитами, как показано на рисунке 20. Применение активного магнитного подвеса позволило отказаться от использования маслосистемы нагнетателя и избавиться от ряда проблем, связанных с этим (расход масла, утечки масла, попадание масла в транспортируемый газ). На сегодняшний день использование магнитного подвеса является более перспективным.

Рисунок 20 – Принципиальная схема магнитного подвеса

 

Подшипник опорный магнитный воспринимает радиальные нагрузки ротора компрессора. Подшипник установлен на крышке компрессора со стороны привода.

Подшипник опорно-упорный магнитный, двухсторонний (по осевым нагрузкам) воспринимает радиальные и осевые нагрузки ротора компрессора. Подшипник опорно-упорный магнитный установлен на крышке компрессора со стороны свободного конца вала. Подшипник включает в себя опорный и упорный подшипники. Расположение магнитных подшипников показано на рисунке 21.

Рисунок 21 – Схема расположения магнитных подшипников на роторе ЦБН

В состав магнитных подшипников входят:

– магнитопровод роторный, который напрессован на вал ротора;

– статорные узлы и детали, которые образуют подшипниковую камеру;

– система управления магнитным подвесом.

Подшипник соединен с СУМП информационными и силовыми кабелями.

Продувка и охлаждение деталей подшипниковой камеры производится воздухом, который поступает через специальный канал в крышке компрессора.