UA25954U

UA25954U - Centrifugal compressor of blast furnace

Info

Publication number: UA25954U
Application number: UAU200704787U
Authority: UA
Inventors: Volodymyr Volodymyr Hotsulenko; Volodymyr Mykolaiov Hotsulenko; Oleh Viktorovych Dubyna; Volodymyr Illich Romanenko; Oleksandr Valentynovyc Sadovoi; Rishard Kazymyrovych Stasevych; Mykola Tarasovych Tyschenko
Original assignee: Dniprodzerzhynsk State Technic
Priority date: 2007-04-28
Filing date: 2007-04-28
Publication date: 2007-08-27

Abstract

Centrifugal compressor of blast furnace has body inside which compressor wheels are placed, blade and spiral diffusers, elastic chambers with variablevolume, and outside supply units and heat exchanger are connected. In flowing channel of each compressor wheel and vane diffuser placed at outlet of respective compressor wheel diaphragms are installed, those separate channel of compressor wheel and vane diffuser to two channels - with low and high flow rate. At inlet and outlet of high flow rate channels a mesh surface in annular form are installed, those are connected to diaphragm of vane diffusers and body of compressor. Elastic chambers with variable volume are placed between the body and each channel wit high flow rate of vane diffusers and at inner surface of each spiral diffuser. In center of each spiral diffuser mesh surfaces are installed, those form in it a channel with low flow rate of spiral diffuser connected to channel with low flow rate of vane diffuser.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до металургії і може бути використана для забезпечення безпомпажної роботи 2 компресора в системі дуття доменних печей без випуску даремно стиснутого повітря з напірної магістралі антипомпажною системою в області малих подач.The useful model refers to metallurgy and can be used to ensure the pump-free operation of 2 compressors in the blast furnace blast system without the release of wasted compressed air from the pressure line by the anti-pumping system in the area of small feeds.

Відомий відцентровий компресор доменної печі (віддентрова повітродувка), що використовується в системі дуття доменних печей металургійних заводів. | А.Н. Шерстюк. Насоси, вентилятори, компресори. -М.: Вища школа, 1972р. 342с|. Компресор складається з корпуса, каналів для підведення повітря до робочих коліс першої 0 | другої ступіней, теплообмінника і коліс третьої і четвертої ступіней.The centrifugal blast furnace compressor (Widden blower) is known, which is used in the blasting system of blast furnaces in metallurgical plants. | A.N. Wool Pumps, fans, compressors. - Moscow: Higher School, 1972. 342 p. The compressor consists of a housing, channels for supplying air to the working wheels of the first 0 | of the second stage, heat exchanger and wheels of the third and fourth stages.

Недоліком аналогу є змушений випуск стиснутого повітря в атмосферу в області малих подач. Конструкція не забезпечує стійкої роботи компресора на висхідній гільці характеристики "напір - подача", тобто в тій частині характеристики, де виникає помпаж.The disadvantage of the analogue is the forced release of compressed air into the atmosphere in the area of small feeds. The design does not ensure stable operation of the compressor on the ascending branch of the "pressure - supply" characteristic, that is, in the part of the characteristic where surge occurs.

Найбільш близьким по своїй сутності і результату, що досягається, є відцентровий компресор доменної печі 12 Деклараційний патент на корисну модель Моб451, Р0401/06, опубл. 16.05.2005), що містить корпус, усередині якого розміщені робочі колеса, лопатеві і спіральні дифузори, а зовні приєднані підвідні пристрої і теплообмінник, крім того, в підвідних пристроях установлені струмінні ежектори, у міжлопатевих каналах лопатевих дифузорів установлені еластичні камери змінюваного об'єму, у кожному спіральному дифузорі встановлені по дві профільовані пластини з приводом, що утворюють у ньому канал, нормальні перерізи якого до осі дифузора співвісні з нормальними перерізами каналу дифузора і співвідношення площ цих перерізів - величина постійна, а на виході каналу з профільованих пластин установлений конічний обтічник.The closest in essence and the result achieved is the centrifugal compressor of the blast furnace 12 Declaratory patent for utility model Mob451, P0401/06, publ. 16.05.2005), which contains a housing inside which are placed impellers, bladed and spiral diffusers, and externally connected intake devices and a heat exchanger, in addition, jet ejectors are installed in the intake devices, elastic chambers of variable volume are installed in the interblade channels of the blade diffusers , two profiled plates with a drive are installed in each spiral diffuser, which form a channel in it, the normal sections of which to the axis of the diffuser are coaxial with the normal sections of the diffuser channel and the ratio of the areas of these sections is a constant value, and a conical fairing is installed at the exit of the channel from the profiled plates .

Наявність рухливих пластин, які при малих витратах утворюють обтічне тіло, що зменшує робочий обсяг дифузора, при великих витратах вимагає їхнього розведення для збільшення робочого об'єму дифузора. Це ускладнює керування робочим об'ємом дифузора та конструкцію в цілому. Використання перепуску з напірної 29 магістралі ежектуючого потоку в робоче колесо також негативно позначається на напірних характеристиках -о робочих коліс.The presence of movable plates, which at low flow rates form a streamlined body that reduces the working volume of the diffuser, at high flow rates requires their dilution to increase the working volume of the diffuser. This complicates the management of the working volume of the diffuser and the design as a whole. The use of a bypass from the pressure main 29 of the ejecting flow to the impeller also has a negative effect on the pressure characteristics of the impellers.

В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення відцентрового компресора доменної печі, в якому шляхом модернізації конструкції забезпечена безвідривність потоку повітря в проточній частині компресора, що усуває причину збудження помпажу, за рахунок чого виключається марний випуск в атмосферу М значних витрат стиснутого повітря, збагаченого киснем. оюThe basis of a useful model is the task of improving the centrifugal compressor of a blast furnace, in which, by modernizing the design, the continuity of the air flow in the flow part of the compressor is ensured, which eliminates the cause of surge excitation, due to which the useless release into the atmosphere M of significant amounts of compressed air enriched with oxygen is excluded. oh

Поставлена задача вирішується тим, що в відцдентровому компресорі доменної печі, який містить корпус, усередині якого розміщені робочі колеса, лопатеві і спіральні дифузори, еластичні камери змінюваного об'єму, о а зовні приєднані підвідні пристрої і теплообмінник, в проточному каналі кожного робочого колеса і лопатевого юю дифузора, розташованого на виході відповідного робочого колеса, встановлені діафрагми, які розділяють канал 325 робочого колеса і лопатевого дифузора на два канали - малої та великої витрати, і на вході та на виході с каналів великої витрати встановлені сітчасті поверхні кільцеподібної форми, з'єднані з діафрагмою лопатевих дифузорів і корпусом компресора, еластичні камери змінного об'єму розміщені між корпусом і кожним каналом великої витрати лопатевих дифузорів та на внутрішній поверхні кожного спірального дифузора, а в центрі « кожного спірального дифузору встановлені сітчасті поверхні, які утворюють в ньому канал малої витрати З 70 спірального дифузору, сполучений з каналом малої витрати лопатевого дифузора. с За допомогою діафрагм проточні канали робочих коліс та лопатевих дифузорів розділяються на канали з» великих та малих витрат. При малих витратах, перед лінією границі помпажа автоматично подається стиснене повітря в еластичні камери, що збільшує їх об'єм. Сітчасті поверхні на вході та виході лопатевих дифузорів, формують зміну контурів об'єму еластичних камер, які заповняють канали великої витрати лопатевих дифузорів 49 та перекривають вихід із каналів великої витрати робочих коліс. Це дозволяє при малих витратах компресора о виключать із роботи канали великої витрати лопатевих дифузорів та робочих коліс, що призводе до сл безвідривного руху потоку повітря в каналах малої витрати та забезпечує стійкий монотонно спадаючий характер напірної характеристики, при якому не виникає помпаж. о Сітчасті поверхні в спіральних дифузорах є контуром спірального дифузора малої витрати. Еластичні камери сл 20 в спіральних дифузорах призначені для виключення із роботи об'ємів над сітчастими поверхнями в спіральних дифузорах, які займають еластичні камери при збільшенні своїх об'ємів, коли вони наповняються подачеюThe task is solved by the fact that in the centrifugal compressor of the blast furnace, which contains a housing inside which are placed impellers, blade and spiral diffusers, elastic chambers of variable volume, and externally connected supply devices and a heat exchanger, in the flow channel of each impeller and of the vane diffuser, located at the outlet of the corresponding impeller, diaphragms are installed that divide the channel 325 of the impeller and vane diffuser into two channels - low and high flow, and ring-shaped mesh surfaces are installed at the entrance and exit of the channels of high flow, with connected to the diaphragm of the blade diffusers and the compressor body, elastic chambers of variable volume are placed between the body and each high-flow channel of the blade diffusers and on the inner surface of each spiral diffuser, and in the center of each spiral diffuser mesh surfaces are installed, which form a small flow channel in it expenses With 70 spiral diffuser, connected y with a low-flow channel of a blade diffuser. With the help of diaphragms, the flow channels of impellers and blade diffusers are divided into channels with large and small flows. At low costs, compressed air is automatically supplied to the elastic chambers in front of the surge limit line, which increases their volume. Mesh surfaces at the inlet and outlet of the blade diffusers form a change in the contours of the volume of the elastic chambers, which fill the high-flow channels of the blade diffusers 49 and block the exit from the high-flow channels of the impellers. This allows the high flow channels of blade diffusers and impellers to be turned off at low compressor flow rates, which leads to uninterrupted movement of the air flow in the low flow channels and ensures a stable, monotonically decreasing pressure characteristic, in which surge does not occur. o Mesh surfaces in spiral diffusers are the contour of a low-flow spiral diffuser. Elastic chambers cl 20 in spiral diffusers are designed to exclude from operation the volumes above mesh surfaces in spiral diffusers, which occupy elastic chambers when their volumes increase when they are filled with feed

Т» стиснутого повітря.T" of compressed air.

Призначення введених деталей заключається в тому, щоб перед лінією границі помпажа зменшить робочий об'єм проточних каналів компресора, а при збільшенні витрати збільшить їх об'єм до попереднього. 29 На Фіг.1 зображено поздовжній переріз компресора, с на Фіг.2 - поздовжній переріз ступені компресора,The purpose of the introduced parts is to reduce the working volume of the flow channels of the compressor before the surging boundary line, and when the flow rate increases, it will increase their volume to the previous one. 29 Fig. 1 shows a longitudinal section of the compressor, with Fig. 2 - a longitudinal section of the compressor stage,

На Фіг.З - переріз спірального дифузора компресора.Fig. 3 shows a section of the spiral diffuser of the compressor.

Відцентрований компресор доменної печі, зображений на Фіг.1, складається з корпуса 1, робочого колеса 2 першої ступені, робочого колеса З другої ступені, робочого колеса 4 третьої ступені, робочого колеса 5 60 четвертої ступені, які жорстко насаджені на вал, та підвідних пристроїв б. В лопатевих дифузорах 7 установлені діафрагми 8, а в робочих колесах встановлені діафрагми 9, еластичні камери 10 та сітчасті поверхні лопатевих дифузорів 11 (Фіг.2), які введені в усіх ступенях компресора. В спіральних дифузорах (Фіг.3) установлені сітчасті поверхні 12, та еластичні камери змінного об'єму 13.Centrifugal blast furnace compressor, shown in Fig. 1, consists of a body 1, an impeller 2 of the first stage, an impeller C of the second stage, an impeller 4 of the third stage, an impeller 5 60 of the fourth stage, which are rigidly mounted on a shaft, and feed devices b. Diaphragms 8 are installed in the blade diffusers 7, and diaphragms 9, elastic chambers 10 and mesh surfaces of the blade diffusers 11 (Fig. 2) are installed in the impellers, which are introduced in all stages of the compressor. Mesh surfaces 12 and elastic chambers of variable volume 13 are installed in spiral diffusers (Fig. 3).

Відцентровий компресор доменної печі працює таким чином. бо В області подач, відповідних робочому режиму компресора, еластичні камери 10 та 13 участь в роботі не беруть, сітчасті поверхні лопатевих дифузорів 11 та сітчасті поверхні 12 через незначний їх гідравлічний опір практично не впливають на потік повітря і дозволяють йому вільно переміщуватися по всьому об'єму проточного тракту компресора, що забезпечує його стійку роботу.A blast furnace centrifugal compressor works as follows. because in the area of supply corresponding to the operating mode of the compressor, the elastic chambers 10 and 13 do not participate in the work, the mesh surfaces of the blade diffusers 11 and mesh surfaces 12 due to their insignificant hydraulic resistance practically do not affect the air flow and allow it to move freely throughout the entire volume of the flow path of the compressor, which ensures its stable operation.

При зменшенні витрати повітря через компресор, коли робочий режим наближається до границі помпажа, антипомпажна система здійснює подачу стиснутого повітря в еластичні камери лопатевих та спіральних дифузорів. За рахунок збільшення їх об'ємів, канали великої витрати лопатевих дифузорів та робочих коліс виключаються із роботи, оскільки вихід із них в робочому колесі перекривається об'ємами еластичних камер 10, які заповнюють об'єми каналів великих витрат лопатевих дифузорів 7, що призведе до виключення їх із роботи. 7/0. В спіральних дифузорах за рахунок збільшення об'ємів еластичних камер 13 залишаються в роботі тільки канали спіральних дифузорів малих витрат.When the air flow through the compressor decreases, when the operating mode approaches the surge limit, the anti-pumping system supplies compressed air to the elastic chambers of the blade and spiral diffusers. Due to the increase in their volumes, the high-flow channels of blade diffusers and impellers are excluded from operation, since the output from them in the impeller is covered by the volumes of elastic chambers 10, which fill the volumes of the channels of high-flow blade diffusers 7, which will lead to excluding them from work. 7/0. In the spiral diffusers, due to the increase in the volume of the elastic chambers 13, only the channels of the low-flow spiral diffusers remain in operation.

При збільшенні витрати повітря через компресор антипомпажна система здійснює припинення подачі повітря в еластичні камери 10 і 13 та здійснює випуск із них стиснутого повітря. Таким чином, збільшується проточний робочий об'єм компресора до початкового. При цьому віддентровий компресор працює в звичайному робочому /5 режимі.When the air flow through the compressor increases, the anti-pumping system stops the air supply to the elastic chambers 10 and 13 and releases compressed air from them. Thus, the working volume of the compressor increases to the initial one. At the same time, the outdoor compressor works in the normal operating mode /5.

Переваги пропонованого відцентрового компресора дуття доменних печей полягають у виключенні марного випуску в атмосферу великих витрат стиснутого повітря та простоті керування компресором.The advantages of the proposed centrifugal compressor for blast furnace blasting are the elimination of the unnecessary release of large amounts of compressed air into the atmosphere and the ease of control of the compressor.

Claims

Formula of the invention Centrifugal compressor of a blast furnace, containing a housing, inside which are placed impellers, blade and spiral diffusers, elastic chambers of variable volume, and externally connected inlet devices and a heat exchanger, which is distinguished by the fact that in the flow channel of each impeller and blade of the diffuser, located at the outlet of the corresponding impeller, diaphragms are installed, which divide the channel of the impeller and blade diffuser into two channels - small and large flow, and at the entrance and exit of the channels - large flow, ring-shaped mesh surfaces connected to the diaphragm are installed blade diffusers and the compressor body, elastic chambers of variable volume are placed between the body and each high-flow channel of the blade diffusers and on the inner surface of each spiral diffuser, and in the center of each spiral diffuser mesh surfaces are installed that form a low-flow channel in it spiral diffuser, connected to the can alum of low flow blade diffuser. it) (o) IF) p

- and? ime) 1 se) 1 s» 60 b5