Динамические воздуходувно-компрессорные машины

Широкое применение в системах водоснабжения и водоотведения получили многоступенчатые центробежные воздуходувки типа ТВ (рис. 5.1). Отечественные заводы изготовляют такие воздуходувки 11 типоразмеров. Их маркировка включает буквенные и числовые обозначения. Например, ТВ-175-1,6 (ТВ — турбовоздуходувка; первое число — подача, м³/мин; второе — конечное абсолютное давление, кгс/см²). Каждая ступень воздуходувки состоит из рабочего колеса сварной конструкции, лопаточных направляющего и обратнонаправляющего аппаратов. Ввиду того что скорости движения воздуха в проточной части воздуходувок не превышают 80… 100 м/с, плотность перекачиваемой среды практически не изменяется, поэтому размеры всех ступеней одинаковы. Воздух к рабочему колесу первой ступени подводится через спиральный подвод, а из последней ступени выходит также в спиральный отвод. Корпус воздуходувки литой, чугунный, с горизонтальным разъемом. В нижней его части размещены всасывающий и нагнетательный патрубки, направленные горизонтально. Такое расположение патрубков и горизонтальный разъем корпуса по оси вала обеспечивают удобную сборку и разборку машины без нарушения центровки с валом электродвигателя. Ротор машины состоит из вала, рабочих колес, разделенных между собой гайками и контргайками. Рабочие колеса посажены на призматические шпонки. За последней ступенью на валу имеется пята (думмис) для разгрузки ротора от осевой силы. Опорами вала служат подшипники качения, размещенные в чугунных корпусах, образующих масляные ванны. Смазка подшипников жидкостная, через смазочные кольца, расположенные на валу. Расход масла на одну заливку для воздуходувок всех типоразмеров составляет 4 л. В корпусах подшипников имеются водяные камеры, в которые подается вода с расходом 0,6 л/с для охлаждения масла. Вследствие относительно небольшой степени сжатия воздуха температура его не превышает 150…200 °C. Поэтому охлаждающие устройства у воздуходувок не предусматриваются.

Турбовоздуходувки по направлению вращения вала разделены на две группы: I группа с вращением против хода часовой стрелки, II — по ходу часовой со стороны электродвигателя. Номинальная частота вращения ротора для воздуходувок всех размеров zz = = 3000 об/мин.

Характеристики воздуходувок типа ТВ приведены в прил. 17, а параметры аналитических характеристик — в прил. 3.

Кроме рассмотренных воздуходувок, для сжатия и подачи воздуха в аэротенки используются нагнетатели марок 360-22-2, 360-21-1 и 750-23-6 соответственно с подачей 270, 375, 750 м³/мин и конечным давлением 0,175; 0,18; 0,165 МПа.

На рис. 5.2 показан центробежный шестиступенчатый компрессор. В отличие от воздуходувок скорости движения воздуха в его проточной части таковы, что плотность газа увеличотаётся поэтому размеры ступеней по ходу движения перекачиваемой среды уменьшаются.

Процесс сжатия воздуха в компрессоре сопровождается выделением значительного количества теплоты, которую необходимо отводить. С этой целью компрессор разделен на три секции и оборудован двумя промежуточными холодильниками. Отбор сжимаемой среды для охлаждения производится после второй (7) и четвертой (9) ступеней. Из холодильников охлажденная среда по каналам 12 и 13 подводится к третьей (S) и пятой (10) ступеням для дальнейшего сжатия. Конечное сжатие происходит в шестой (11) ступени, после которой сжатая газовая среда через спиральный отвод поступает в технологические воздуховоды.

Регулирование центробежных воздуходувок и компрессоров может преследовать две цели: обеспечение постоянства давления при переменной подаче; обеспечение постоянства подачи при переменном давлении. Наиболее экономичным способом регулирования является изменение частоты вращения ротора. Регулирование можно производить методом дросселирования потока на нагнетательной или всасывающей линиях с помощью затворов, всасывающих клапанов и направляющих аппаратов. В этом случае в отличие от насосов предпочтительнее регулирование со стороны всасывания. Ввиду того что степень повышения давления осевой ступени значительно меньше центробежной, осевые компрессоры имеют большее число ступеней. Каждая ступень (рис. 5.3) состоит из вращающегося венца рабочих лопаток и неподвижного венца направляющих. Рабочие лопатки закреплены на дисках или барабане ротора, направляющие жестко посажены в пазы корпуса компрессора.