مقدمة إلى بنية الضواغط الطردية

الأنواع الرئيسية لضواغط البخار الشائعة الاستخدام هي ضواغط روتز، والضواغط الطردية، وضواغط التدفق المحوري. تُستخدم المراوح الطردية عادةً كمعدات مساعدة لتوفير الهواء ولا تُدرج ضمن قائمة الضواغط. تُعدّ ضواغط روتز مناسبة أساسًا للتطبيقات ذات التدفق المنخفض، في حين صُممت ضواغط التدفق المحوري لظروف التدفق العالية وغالبًا ما تُركّب على شكل أنظمة متعددة المراحل. أما أكثر ضواغط البخار انتشارًا فهي المراوح الطردية والضواغط الطردية.

الأنواع الرئيسية لضواغط البخار الشائعة الاستخدام هي ضواغط روتز، والضواغط الطردية، وضواغط التدفق المحوري. تُستخدم المراوح الطردية عادةً كمعدات مساعدة لتوفير الهواء ولا تُدرج ضمن قائمة الضواغط. تُعدّ ضواغط روتز مناسبة أساسًا لتطبيقات التدفق المنخفض، في حين صُممت ضواغط التدفق المحوري لظروف التدفق العالي وغالبًا ما تُركّب على شكل أنظمة متعددة المراحل. أما أكثر ضواغط البخار انتشارًا فهي المراوح الطردية والضواغط الطردية.

يمكن استخدام المراوح الطردية في ظروف التشغيل ذات نسب الضغط المنخفضة، حتى حد أقصى قدره Π = 1.25. وكما هو الحال في الضواغط الطردية، يدخل الغاز إلى الدافعة بشكل محوري ويخرج باتجاه شعاعي تحت تأثير القوة الطاردة المركزية. يُصنع دافع المروحة وغلافها من صفائح معدنية ملحومة، معزّزين بأضلاع تقوية حسب الحاجة. وفي العادة لا تُحتاج إلى علبة تروس، إذ يمكن لنظام القيادة تحقيق السرعة الدورانية اللازمة للدافع.

تتمثل المميزات الرئيسية لضاغط طرد مركزي أحادي المرحلة في تنظيمه المدمج، حيث يُركّب الدافع المعلّق بذراع واحد، والضاغط، وصندوق التروس معًا. ويُثبت المحرك وصندوق التروس والضاغط عادةً على قاعدة مشتركة. أما غلاف الضاغط فهو إما مصبوب أو ملحوم. ونظرًا للسرعة الطرفية العالية للدافع، التي تتجاوز 400 م/ث، فإن الدافع يتعرض لإجهادات كبيرة، ولذلك يُصنَع من مواد عالية الجودة مثل فولاذ الكروم‑النيكل أو سبائك التيتانيوم.

تُستخدم الضواغط الطردية متعددة المراحل في التطبيقات التي تتطلب معدلات تدفق عالية وارتفاعات ملحوظة في درجات حرارة البخار المشبع. يُركّب هذا النوع من الضواغط بترتيب عدة مراحل على محور مشترك؛ فبعد خروج الغاز من مرحلة ما، يمر عبر مشتت وقناة بينية قبل أن يدخل إلى دافعة المرحلة التالية. يدور عمود الدافعة على محامل داخل الغلاف، ويُشغَّل بواسطة ترس حلزوني منفصل. ولتعزيز الكفاءة ومنع ارتفاع درجات الحرارة داخل الغلاف بصورة مفرطة، قد يُحقن الماء في القنوات بينية. أما عند نسب ضغط تتجاوز Π = 10، فيمكن أيضًا ربط وحدات أحادية المرحلة على التوالي. وعندما تُشغَّل الدافعات بواسطة وحدة قيادة مركزية مزوّدة بعدة تروس صغيرة، فقد يُصنَّف الضاغط على أنه ذو دافعتين أو ثلاث دافعات أو أربع دافعات.

المروحة

يتميّز المروحة بتصميم معلّق، إذ تُركّب عند الطرف الحر للعمود. واعتمادًا على تكوين الضاغط، تُستخدم مراوح شبه مفتوحة أو مغلقة. بالنسبة لنسب الضغط المنخفضة — التي تتوافق مع سرعات أطراف منخفضة — تُفضَّل المراوح المغلقة، لأنها تمتاز بمنحنى أداء أكثر انحدارًا. وقد تُصنَع المراوح إما بالتشغيل الدقيق أو بواسطة اللحام. وتُستخدم عادةً الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج، الذي يجمع بين مقاومة التآكل والمتانة الميكانيكية المطلوبة؛ كما يمكن أيضًا تحديد أنواع أخرى من الفولاذ السبائكي المحتوي على الكروم والنيكل، فضلًا عن مواد متخصصة مثل سبائك التيتانيوم.

فولوت

بعد أن يُسرّع، يخرج الغاز من المروحة وينتقل إلى الحلزون والموزع الأنبوبّي، حيث تنخفض سرعته وتتحول طاقته الحركية العالية إلى ضغط ثابت. عادةً ما يُصَبّ غلاف الضاغط الطردي أو يُلحَم من فولاذ سبيكي محتوي على الكروم والنيكل؛ ويجب توخي الدقة عند اختيار سماكة الغلاف وأبعاد العناصر التعزيزية الخارجية لضمان عدم تجاوز التشوهات المسموح بها، وهو اعتبار بالغ الأهمية خاصة عند التشغيل في ظروف الفراغ.

علبة التروس

تُدمَج التروس الحلزونية للمكثف داخل المكثف نفسه. ونتيجةً لذلك، لا يلزم وجود اقتران بين التروس وعمود المكثف. وتُركّب حشيات الدفع على عمود الترس المسنن عالي السرعة؛ وهي تنقل أي قوة دفع محورية متبقية إلى العمود الرئيسي منخفض السرعة.

المحامل ونظام التشحيم

يتعين أن تضمن محامل الضاغط الطردي استمرار ظروف التشغيل المستقرة والخالية من الاهتزازات، بما يتيح تحمل السرعة العالية لدوران عمود الترس المُسنن. وبناءً على ذلك، تُستخدم محامل غشاء زيتية ذات ألواح مائلة شعاعية لعمود الترس المُسنن عالي السرعة، بينما يدور العمود الرئيسي للترس على محامل هيدروديناميكية متعددة الأسطح، فيما تتولى محامل الدفع تحمل القوى المحورية المتبقية.
تُشَحَّم المحامل بواسطة زيت مضغوط. ولهذا الغرض، تم تركيب نظام تشحيم معياري يضم خزانًا للزيت، ومضخة زيت رئيسية، ومضخة زيت ثانوية، ومرشحًا للزيت، ومبردًا للزيت.

جهاز التحكم بالمحرك

يمكن استخدام مجموعة متنوعة من وحدات الدفع لتشغيل وحدات إعادة ضغط البخار. وفي كل حالة تشغيل، يُختار جهاز الدفع بناءً على كفاءته ونوع الطاقة المتوفرة. وتُستخدم المحركات الكهربائية بشكل شائع كأجهزة دفع، إذ تتمتع بمزايا كبيرة مثل تنوع أنواع ومقاسات الغلاف القياسي، وانخفاض نسبة الوزن إلى القدرة ونسبة الحجم إلى القدرة، ونسب مواتية بين السعر والأداء، فضلاً عن متطلبات صيانة قليلة.
يمكن استخدام نوعين من محركات الحث ثلاثية الأطوار: محركات ذات جهد منخفض ومحركات ذات جهد عالٍ. وبشكل عام، عند جهدي تغذية يبلغان 400 فولت أو 690 فولت، يمكن لمحركات الجهد المنخفض أن تعمل بقدرات قدرها 630 كيلوواط أو 1,250 كيلوواط على التوالي. أما محركات الجهد العالي، وبالاقتران مع محركات التحكم بتردد متغير، فهي مناسبة للتطبيقات التي تصل إلى نحو 10,000 كيلوواط. ويمكن تشغيل محركات الحث ثلاثية الأطوار بسرعات متغيرة عند تزويدها بمحرك تحكم بتردد متغير.

إذا أمكن استعادة البخار الناتج عن النفايات وإعادة استخدامه، فمن المستحسن أيضًا استخدام توربين بخاري متغير السرعة كمحرك رئيسي للمكثّف. وفي هذه الحالة، ورغم أن كفاءة التوربين البخاري أحادي المرحلة منخفضة نسبيًا، فإن ذلك يصبح اعتبارًا ثانويًا عندما يكون السعر هو الاعتبار الأساسي.

معدات المراقبة والأمن

لاكتشاف الحالات الشاذة أثناء تشغيل الضاغط، ولتقديم إنذارات مبكرة بشأن تآكل المعدات، ولمنع الأضرار الميكانيكية، يلزم استخدام العديد من أجهزة المراقبة والسلامة. وتشمل هذه عادةً ما يلي:
　　
　　- سرعة المروحة
　　
　　- مراقبة الاهتزازات
　　
　　- مستوى خزان الوقود
　　
　　- مضخة الزيت
　　
　　- مبرد الزيت
　　
　　- فرق ضغط مرشح الزيت
　　
　　- معدل تدفق الزيت
　　
　　- درجة حرارة المحمل
　　
　　- درجة حرارة لفائف المحرك
　　
　　- درجة حرارة محمل المحرك الكهربائي
　　
　　-درجة حرارة غلاف الضاغط
　　
　　- مؤشر الإزاحة المحورية للعمود
　　
　　- تصريف المكثفات
　　
　　- حماية من الارتفاع المفاجئ للتيار للمضخات الطاردة المركزية
　　

تحكم الضاغط

تستطيع وحدات التبخير التي تُسخَّن عادةً بواسطة إعادة ضغط البخار ميكانيكياً أن تعمل بثبات ضمن نطاق محدد، حتى عند تقلّب بعض المعايير مثل معدل تدفق الكتلة والضغط ودرجة الحرارة مع مرور الوقت. وبما أنه من المرغوب غالباً تغيير سعة التبخير على مدى واسع—أي التشغيل عند حمولة جزئية—فلا بد من تعديل معدل التسخين بما يتناسب مع ذلك. وتُحقَّق التغيرات في سعة المعالجة للوحدة عبر تعديل ملف توزيع درجة الحرارة أو الضغط. ويتعيّن على تصميم الضاغط تحقيق توازن بين هذه التغيرات التشغيلية وبين متطلبات التصميم. وتُوصَف أداء الوحدة التشغيلي من خلال ما يُسمّى بمنحنيات الخصائص أو منحنيات الأداء للمعدات، والتي تبيّن العلاقة بين درجة فائض التسخين المطلوبة لبخار التشبع ومعدل تدفق كتلة بخار المدخل. وفي معظم الحالات، ينبغي تحديد أداء الوحدة التشغيلي بشكل تجريبي، أو على الأقل تقديره. ولتحقيق تشغيل أمثل لنظام إعادة ضغط البخار، لا بد من مواءمة منحنيات الخصائص الخاصة بالمتبخر والضاغط.

اتصل بنا

هاتف المبيعات

0519-87309551

البريد الإلكتروني

المبيعات@تيربوفاب.cn

العنوان

رقم 198، شارع جينوو، المنطقة الاقتصادية لتطوير كونلون، مدينة لييانغ، مقاطعة جيانغسو

رمز الاستجابة السريعة

تابع حساب الخدمة على ويشات

الموقع الرسمي للهاتف

رخصة العمل

بناء الموقع الإلكتروني: تشونغ تشي ديناميكس

الوسم