Введение к работе
Актуальность темы. Данная работа посвящена экспериментальному и теоретическому исследованию явления газоабразивного износа проточных частей центробежных компрессоров, нагнетателей и дымососов, а также разработке средств их защиты.
Как показывает опыт эксплуатации упомянутого оборудования в энергетике, черной и цветной металлургии, газоперекачке более 80% от их общего числа работают в условиях сильного газоабразивиого износа и из каждых трех случаев вынужденной остановки машин два вызваны износом пылью. В черной металлургии, например, около 60% дымососов имеют наработку на отказ менее 8000 часов. Таким образом, работы по повышению ресурса компрессоров, нагнетателей и дымососов, работающих в запыленных потоках, являются важными для целого ряда важнейших отраслей промышленности.
В связи с большим числом факторов, влияющих на характер и величину газоабразивного износа и сложностью получения сравнимых результатов в промышленных условиях, даже при эксплуатации идентичных образцов оборудования, особое значение приобретают стендовые испытания, результаты которых могут быть положены в основу инженерных методик расчетов и практических рекомендаций по повышению износостойкости оборудования.
Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка методики стендовых исследований газоабразивного износа, её апробация, экспериментальные исследования влияния ряда факторов на износ, отработка геометрии износостойких проточных частей центробежных компрессоров и конструкций защитных противоизносных устройств, а также разработка методики прогнозирования газоабразивного износа рабочих колес компрессоров, нагнетателей и дымососов.
Постановка задачи. 1. Отработать методику проведения экспериментов па газоабраэивиое изнашивание моделей центробежных компрессоров, нагнетателей и дымососов в условиях пылевого стенда.
2. Провести экспериментальные исследования по изучению влияния основных конструктивных и режимных параметров рабочих колес
на их износостойкость.
-
Провести экспериментальные исследования эффективности противоизносных защитных устройств (ПЗУ) различных типов и отработать наиболее перспективную конструкцию.
-
На основаниии проведенных экспериментов разработать методику прогнозирования газоабразивного износа рабочих колес центробежных компрессоров, нагнетателей и дымососов.
Научная новизна работы:
Разработана и отлажена методика проведения стендовых испытаний моделей центробежных компрессоров, нагнетателей и дымососов на газоабразивное изнашивание по экспресс-методу с использованием индикаторных покрытий и универсального разборного колеса (ах. N989158) и по ресурсному методу с использованием электрокорунда 20Н и контрольных элементов из сплава Діб.
Исследовано поэлементное и комплексное влияние таких геометрических параметров центробежных рабочих колес как число лопаток (і?), ширина лопаток ( Ьг ), угол выхода ( (Зг), форма лопаток и режимного параметра - окружной скорости (С/г.) на характер и величину газоабразивного износа. Например, для величины //z получена степенная зависимость _/~ Цг влияния на величину износа.
- Разработано и испытано новое аэродинамическое
противоизносное устройство (АПУ) (а.с. N1308780) для защиты рабочего
колеса, обладающее целым рядом преимуществ по сравнению с
используемыми в настолщее время, а именно: универсальностью,
отсутствием отрицательных воздействий на аэродинамику проточной части,
высокой ремонтопригодностью, нечувствительностью к заменам и
перемонтажам в процессе эксплуатации.
- Разработана методика и выведена формула для условной
величины износа Си в зависимости от наиболее существенных
геометрических параметров рабочего колеса Z^ fit и от окружной
скорости 1/г. Получена удовлетворительная корреляция значений
величины си с физическими величинами газоабразивного износа
исследованных центробежных рабочих колес
Практическое значение работы. Разработанная и апробованная методика стендовых испытаний центробежных рабочих колес позволяет получить достоверные сравнимые результаты при отработке
новых вариантов проточных частей маши», предназначенных для работы в запыленных потоках. Полученные закономерности влияния основных конструктивных и режимных параметров рабочего колеса на его износостойкость могут быть использованы при практическом проектировании. Разработанная конструкция нового АПУ "ребристый рассеиватель" может быть без ограничений применена на всех типах центробежных рабочих колес, нуждающихся в противоэрозионной защите. Полученная формула для условной величины износа Ви позволяет на стадии расчетов и проектирования получить сравнительную оценку рассматриваемых вариантов по износостойкости и сделать окончательный выбор с учетом и этого эксплуатационного параметра.
Реализация работы в промышленности. Результаты исследований, расчетов и практические рекомендации учитывались при проектировании и модернизации дымососов и нагнетателей, изготавливаемых на "Невском заводе*, а также на Барнаульском и Бийском котельных заводах. Было учтено оптимизированное местоположение АПУ "предвключенная противоизносная решетка" на нагнетателе 6500-11-4 "Невского завода".
Апробация работы. Результаты работы докладывались на Втором Всесоюзном научно-техническом семинаре по износу (декабрь, 1984), на трех Отраслевых научно-технических конференциях Ц1СТИ (1981, 1982, 1987г.), на областной конференции "Машины и установки для добычи и транпорта нефти, газа и газового коденсата" (Сумы, 1988).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ и получено 2 авторских свидетельства.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Она содержит 134 листа машинописного текста (без приложений), 37 илл., 18 табл. Список использованной литературы содержит 71 наименование.