Выбор компрессоров

Исходные данные для выбора компрессоров:

1) объемный расход газа на входе в компрессор или, в общем случае, расход сжатого газа и вероятный режим его потребления;

2) конечное давление, равное давлению в воздухосборнике, или задаваемое по назначенному режиму трубопровода, технологической установки и т. п.;

3) условия всасывания (температура, давление, относительная влажность газа на приеме или диапазон изменения этих величин);

4) характеристика перекачиваемого газа (молярный состав, загрязненность, токсичность, способность к полимеризации и др.);

5) вид привода или требования к нему;

6) особые требования (отсутствие смазки в газовом тракте; ограничение массы машин, ее габаритов, вибрации, уровня шума;

герметичность машины и др.).

Тип и марку компрессора определяют прежде всего по основным показателям выпускаемых компрессоров — конечному давлению р_к и объемному расходу газа на входе . На рис. 21.1 показаны области применения основных типов компрессоров. В области сравнительно небольших расходов (менее 10 тыс. м³/ч) и высоких конечных давлений (более 10 МПа) выпускаются только, поршневые компрессоры. Верхняя граница области применения центробежных компрессоров— ~2 МПа (линия I), а при последовательном соединении машин — ~8МПа (линия II). В последние годы для нефтехимического производства выпускаются двухкорпусные центробежные компрессоры, рассчитанные на конечное давление 30—40 МПа и даже до 200 МПа (область их применения очерчена линиями III и IV).Компрессо-ростроители работают над созданием центробежных компрессоров на давление 275 МПа.

Верхняя граница Vобласти применения осевых компрессоров ~0,8 МПа, а в комбинации с центробежными машинами и промежуточным охлаждением газа — 6 МПа (линия VI).

Как видно на рис. 21.1, области применения различных компрессоров в определенных пределах взаимно перекрываются. В связи с совершенствованием выпускаемых машин границы такого перекрытия расширяются. Поскольку для одних и тех же давлений можно использовать различные машины, выбор того или другого типа осуществляется с учетом других критериев.

В некоторых случаях на выбор типа компрессора может влиять или даже стать решающим условие, чтобы в сжимаемом газе отсутствовали даже следы масла. В других случаях, наоборот, необходимы именно смазываемые машины. Дело в том, что воздух, всасываемый компрессором, часто загрязнен триокисью серы SO₃, являющейся продуктом сгорания топлив. Она соединяется с кон­денсирующейся влагой и образует слабый раствор серной кислоты H₂SO₄. Если в компрессоре смазываются цилиндры, то масло, попадая в сжатый воздух, служит некоторой защитой трубопроводов, рабочих органов пневматических инструментов и приборов, тогда как воздух, свободный от содержания масла, этим достоинством не обладает.

Важное качество компрессора — уровень его шума.

По нормам, действующим в нашей стране, компрессорные установки должны быть спроектированы так, чтобы уровень шума при длительной непрерывной работе компрессора не превышал 85 дБ. Чтобы удовлетворить этому требованию, некоторые типы компрессоров нуждаются в специальных средствах снижения уровня шума, тогда как для других машин такой проблемы не существует. Благодаря поглощению звука в массивном корпусе пластинчатый компрессор работает тише, нежели винтовой сухого сжатия. Для борьбы с шумом используют металлические или пластмассовые кожухи, покрытые антивибрационной мастикой, с шумозаглушающими панелями из стекловолокна. В некоторых типах машин устанавливают поглощающие и резонансные глушители, отрегулированные на наиболее интенсивную часть спектра шума. Другие машины не подвержены ослаблению звука, имеющего высокую энергию в той части частотного спектра, которая наиболее чувствительна для наших органов.

Вибрация компрессоров передается непосредственно через корпус и строительные конструкции. Она имеет более низкий порядок частот, нежели звуки, но способна распространяться дальше и сохраняться дольше. С целью снижения амплитуды вибрации до уровня, признанного допускаемым для данной установки, применяют гасительное устройство. Гашение вибраций может потребовать значительных затрат средств и поэтому, если вибрация существенная, при выборе компрессоров следует оценивать их также и с этой точки зрения.

Во многих случаях при выборе типа и марки компрессора важным требованием является обеспечение герметичности машины. В роторных, центробежных и осевых компрессорах уплотняется выход вала из корпуса, а в поршневых — выход штока из цилиндра. При оценке герметичности следует обращать внимание на действие уплотнительных систем при остановке машины и запуске.

За границей областей применения указанных типов компрессоров часто используют комбинации машин разных типов. Так, при больших объемах перекачиваемого газа и высоком давлении последовательно устанавливают осевой и центробежный или центробежный и поршневой компрессоры. Существуют каскады из трех или даже четырех машин, включенных последовательно, например, из осевого, центробежного, поршневого и мембранного компрессора.

Экономические соображения. При различных вариантах удовлетворения перечисленных требований их сравнивают по экономичности. Эффект от применения той или иной машины выявляется по совокупному значению двух видов затрат средств — капитальных и эксплуатационных.

К капитальным затратам относятся единовременные расходы на приобретение оборудования (компрессора, привода, вспомогательного оборудования) и его установку (сооружение фундамента, укрытий, зданий). Эксплуатационные расходы включают в себя следующие элементы затрат: расход энергоресурсов (электроэнергия, топливо и проч.), амортизация (резервирование средств для капитального ремонта и замены использованной машины), обслуживание и текущий ремонт, заработная плата обслуживающего персонала.

Совокупный эффект перечисленных затрат учитывают следующим образом. Обозначим капитальные затраты в двух сравниваемых вариантах К₁ и К₂, а годовые эксплуатационные расходы соответственно Э₁и Э₂. В общем случае К₂ > К₁ но Э₂<Э₁.Эти неравенства означают, что более дорогая, но эффективная установка обеспечивает экономию в эксплуатации. Критерий целесообразности реализации варианта 2 — условие, что дорогая установка должна окупаться за обусловленный срок t_н называемый нормативным сроком окупаемости:

(Э₁– Э₂) > К₂ – К₁.

Условие предпочтительности варианта 2 можно представить иначе:

Э₂ + Е_н К₂ < Э₁ + Е_н К₁ или C₂ < C₁,

где Е_н — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (обратная величина нормативного срока окупаемости: Е_н =1/t_н);

C₂, C₁ — приведенные затраты соответственно по вариантам 2 и 1 (С = Э + Е_нК).

Дата добавления: 2015-06-29