3)改變旁路回流量? 這種控制方式,就是在泵的出口與人口之間增加一個(gè)旁路管道,讓一部分排出量重新回到泵的入口,從而可以控制這一部分的回流量來達(dá)到穩(wěn)定排出量的目的。圖6—15是這種控制方式的示意圖。如果用于壓力控制,則如圖6—16所示。
這種控制方式,其實(shí)質(zhì)也是改變管路特性來達(dá)到控制流量的目的。此時(shí),管路特性是原管路系統(tǒng)和旁路管系統(tǒng)特性的并聯(lián)結(jié)果。如圖6—17所示。圖中r為原管路系統(tǒng)的特性曲線,工為旁路管系統(tǒng)的特性曲線,將r和x的橫坐標(biāo)相加所得的r/x曲線則為并聯(lián)管路系統(tǒng)的特性曲線。當(dāng)旁路控制閥的開度改變時(shí),x改變,并聯(lián)管路系統(tǒng)特性曲線也隨著變化,從而實(shí)際排出量得到了控制,顯然,采用這種控制方式,必然有一部分能量損耗在旁路管路和閥上。尤其對(duì)于大功率泵來說,在減小負(fù)荷時(shí),泵所做的虛功增多。所以,總的機(jī)械效率較低,但它具有可用小口徑控制閥的優(yōu)點(diǎn)。
綜上所述,直接節(jié)流法,方案簡單易行,控制靈敏,但能耗大,所以一般用于流量變化較小的場合;調(diào)速法反應(yīng)慢,設(shè)備費(fèi)用高,但能耗小。因此對(duì)于流量變化幅度大且要求控制靈敏度高的場合,可采用直接節(jié)流和調(diào)速法相結(jié)合的方式。
(2)容積式泵? 屬于這種類型的泵有活塞式、柱塞式等往復(fù)和橢圓齒輪式、螺桿式等旋轉(zhuǎn)泵。泵的運(yùn)動(dòng)部件與外殼之間的空隙很小(理論上應(yīng)沒有空隙),流體不能在縫隙中流動(dòng)。其排量的大小與管路系統(tǒng)無關(guān)。往復(fù)泵只取決于它的沖程大小和單位時(shí)間內(nèi)的往復(fù)次數(shù),旋轉(zhuǎn)泵則又取決于轉(zhuǎn)速。它們的工作特性大體相同,如圖6—18所示。由于這類泵的排量與管路系統(tǒng)的阻力無關(guān),故非但不能采用在泵的出口處直接節(jié)流的方法來控制其排量,反而要注意,一旦出口閥關(guān)閉,將由于泵的壓頭太高,造成毀機(jī)的后果。因此,針對(duì)容積式泵的這些特點(diǎn),a它們的控制方式有如下幾種。
1)改變?cè)瓌?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,此方法類同于離心泵的調(diào)速法。
2)改變往復(fù)泵的沖程。在大多數(shù)情況下,這種情況沖程的機(jī)構(gòu)都比較復(fù)雜。因?yàn)橐ㄟ^執(zhí)行機(jī)構(gòu)使沖程作連續(xù)變化,這在設(shè)計(jì)和制造上都有一定難度。只有在一些計(jì)量泵等特殊往復(fù)泵上,才考慮采用這種機(jī)構(gòu)。
3)調(diào)節(jié)回流量。即在泵的出口與人口之間加一個(gè)旁路,通過調(diào)節(jié)旁路閥門的開度來達(dá)到控制實(shí)際排量的目的。這是一種最簡單易行的控制方式,其控制方案的構(gòu)成與離心泵的調(diào)回流量法相同。
4)采用旁路調(diào)節(jié)來控制出口壓力,然后用直接節(jié)流閥控制其流量。顯然這兩個(gè)控制回路在動(dòng)態(tài)上是關(guān)聯(lián)的。為此,在控制器參數(shù)整定時(shí),應(yīng)把它們的振蕩周期錯(cuò)開。一般可以使壓力回路的操作頻率低一些,甚至整定成非周期的不振蕩過程,該控制系統(tǒng)如圖6—19所示。
八、? 離心式壓縮機(jī)的控制方案
離心式壓縮機(jī)的構(gòu)造基本與離心泵相同,其工作原理也是借助于高速旋轉(zhuǎn)葉輪產(chǎn)生的離心力。它的原動(dòng)機(jī)有蒸汽透平、電機(jī)、蒸汽輪機(jī)或能量回收透平。習(xí)慣上,把離心式壓縮機(jī)和原機(jī)的組合體稱為離心壓縮機(jī)組,或稱透平壓縮機(jī)組。20世紀(jì)60年代以來,由于石油化學(xué)工業(yè)向大型化發(fā)展,離心式壓縮機(jī)急劇地向高壓、高速、大容量和高度自動(dòng)化方向發(fā)展。與往復(fù)式壓縮機(jī)相比,離心式壓縮機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn):
①壓縮機(jī)的潤滑油等不會(huì)污染被輸送的氣體;
?、谡{(diào)節(jié)性能好,調(diào)節(jié)氣量的變化范圍廣;
?、圻\(yùn)行率高,維修簡單,易損件少、備件少;
?、荏w積小,流量大、重量輕。
由于離心式壓縮機(jī)的這些特點(diǎn),使它成為當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為普遍的壓縮機(jī)類型。而往復(fù)式壓縮機(jī)等則主要用在流量小、壓縮比較高的場合。
從離心式機(jī)本身的特點(diǎn)看,雖然有很多優(yōu)點(diǎn),但它也有一些固有的而且是難以消除的缺點(diǎn),例如喘振、軸向推力大等。常有可能因?yàn)槲⑿〉钠钤斐蓢?yán)重事故,而且事故的出現(xiàn)往往是迅速猛烈,單靠人工處理更措手不及。因此,針對(duì)離心式壓縮機(jī)的這些特點(diǎn),必須認(rèn)真設(shè)置相應(yīng)的控制系統(tǒng)。
離心式壓縮機(jī)往往是生產(chǎn)過程中十分重要的氣體輸送設(shè)備。為了保證壓縮機(jī)能夠在工藝所要求的工況下安全運(yùn)行,必須配備一系列自控系統(tǒng)。一臺(tái)大型離心式壓縮機(jī)通常包括下列控制系統(tǒng)。
(1)氣量或出口壓力控制系統(tǒng),即負(fù)荷控制系統(tǒng)。控制方式有多種,基本類似于離心泵的排量和出口壓力的控制方案,如直接節(jié)流法、旁路回流法、調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速等。但需注意兩點(diǎn):其一,采用旁路回流法時(shí),氣體經(jīng)多級(jí)壓縮后,出口與人口壓力之比即壓縮比已很大,此時(shí),不宜從未段出口至第一段人口直接旁路,因?yàn)檫@樣做,能量消耗大,閥座在高壓差下磨損大,故一般宜采用分段旁路,或增設(shè)降壓消音裝置等措施;其二,對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行調(diào)速時(shí),要求汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍能夠滿足氣量調(diào)節(jié)的需要。
(2)防喘振控制系統(tǒng)。因?yàn)榇袷请x心式壓縮機(jī)的固有特性,必須設(shè)置相應(yīng)的防喘振控制系統(tǒng),以確保壓縮機(jī)的安全運(yùn)行。
(3)壓縮機(jī)組的油路控制系統(tǒng)。一臺(tái)大型離心式壓縮機(jī)組常具有密封油、控制油和潤滑油等。對(duì)這些油的油壓、油溫等常需要設(shè)置聯(lián)鎖報(bào)警控制系統(tǒng)。
(4)壓縮機(jī)主軸的軸向推力、軸向位移及振動(dòng)的指示與聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)。
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