Поршневые компрессоры

Общие сведения о компрессорном оборудовании

Оборудование и схемы компрессорных станций систем воздухоснабжения

В зависимости от принципа действия все компрессорные машины можно разделить на два обширных класса:

1) объемные – где давление газа повышается за счет сокращения первоначального объема рабочего пространства. К ним относятся:

а) поршневые с кривошипно-шатунным механизмом и со свободно движущимися поршнями;

б) ротационные, в которых роль поршня выполняют либо непосредственно вращающийся винтовой ротор, либо пластины, расположенные в роторе. Это винтовые (Лисхольма), пластинчатые, жидкостно-кольцевые, с восьмеричным ротором (Рутса) компрессоры;

2) нагнетатели динамического действия (кинетического сжатия), в которых давление газа повышается за счет сообщения газу большой скорости с последующим преобразованием кинетической энергии потока в давление. К этому классу относят:

а) лопаточные нагнетатели (турбокомпрессоры);

б) струйные компрессоры (эжекторы).

В свою очередь турбокомпрессоры по конструктивным признакам подразделяют на центробежные, осевые, диагональные и вихревые.

По величине развиваемого давления P _нк, МПа, компрессорные установки (КУ) подразделяют на:

а) низкого давления – P _нк=0,3-2,5;

б) среднего давления – P _нк=2,5-6,0;

в) высокого давления – P _нк=6,0-35;

г) сверхвысокого давления – P _нк>35.

По производительности Q _к, м³/мин, КУ классифицируют так:

а) малые – с Q _к до 100;

б) средние – Q _к от 100 до 500;

в) большие - Q _к более 500.

На промышленных компрессорных станциях в зависимости от необходимого давления и расхода воздуха наиболее часто устанавливают поршневые и центробежные компрессоры. В последние годы все шире стали распространяться винтовые компрессоры.

Область преимущественного применения машин объемного действия характеризуется средними и высокими давлениями и сравнительно малыми расходами рабочего тела. Турбокомпрессоры применяют при больших расходах газа и меньших степенях повышения давления. Обычно при производительностях единичных машин Q _к до 100-120 м³/мин применяют поршневые компрессоры, в интервале от 100 до 5000 м³/мин – центробежные агрегаты, при расходах свыше 5000 м³/мин – осевые компрессоры. Винтовые компрессоры имеют производительность от 3 до 50 м³/мин и успешно вытесняют поршневые машины в этом диапазоне.

Тип поршневого компрессора определяется расположением осей цилиндров в пространстве. Оно бывает вертикальным, горизонтальным и угловым. Угловые делятся на прямоугольные, V -образные, W -образные и звездообразные.

По числу ступеней сжатия различают одно-, двух- и многоступенчатые компрессоры. В компрессоре одноступенчатого сжатия воздух сжимается один раз и затем по трубопроводу поступает в воздухосборник (ресивер). В двухступенчатом компрессоре воздух сжимается дважды: вначале до определенного (промежуточного) давления в цилиндре первой ступени, потом он охлаждается в промежуточном охладителе, затем сжимается до конечного давления в цилиндре второй ступени.

В соответствии с ГОСТ 23680-84 "Воздушные поршневые стационарные компрессоры общего назначения" специально для систем воздухоснабжения производятся ПК следующих 3-х типов (см. рис. 5.1):

а) ВУ – воздушные бескрейцкопфные с V -образным расположением цилиндров;

б) ВП – воздушные крейцкопфные с прямоугольным расположением цилиндров;

в) ВМ – воздушные крейцкопфные с горизонтальным оппозитным расположением цилиндров.

Все эти компрессоры выпускаются большой номенклатурой по подаче и давлению.

Рис. 2.2. Кинематические схемы поршневых компрессоров применяемых в системах воздухоснабжения: а – воздушный бескрейцкопфный компрессор с V -образным расположением цилиндров (ВУ); б – воздушный крейцкопфный с прямоугольным расположением цилиндров (ВП); в – воздушный крейцкопфный с горизонтальным оппозитным расположением цилиндров (ВМ).

В марке компрессора обозначается тип, подача и давление сжатия. Например типоразмер компрессора 2ВМ4-24/9 означает: воздушный 2-рядный крейцкопфный компрессор с оппозитным расположением цилиндров, поршневым усилием 4 тонно-силы, производительностью 24 м³/мин, полным конечным давлением сжатия 9 кГс/см². Некоторые предприятия указывают в обозначениях своих моделей вместо полного – избыточное давление сжатого воздуха (для Q _к>50 м³/мин).

Поршневые компрессоры имеют КПД выше, чем центробежные, и, следовательно, там, где расходы воздуха невелики, их применение оправдано. Они очень надежно работают в тяжелых условиях при непрерывной круглосуточной эксплуатации. При P _нк>5,0 МПа они вообще незаменимы. Часто их целесообразно применять уже при P _нк>3,0 МПа. Но из-за больших зон перекрытия по давлению и производительности окончательный выбор типа компрессора для установки на КС делается на основании технико-экономических расчетов.

Недостатки ПК:

1) большие удельные габариты и масса;

2) неуравновешенность движущихся масс (потребность в большом фундаменте;

3) малооборотность и связанная с ней трудность привода от быстроходного двигателя;

4) неравномерность подачи воздуха в сеть, т.е. требуется система воздухосбора (ресиверная);

5) воздух загрязняется смазкой.

Недостатки ведут к увеличению массы фундамента, увеличению здания КС и т.п., т.е. ведут к большим капитальным затратам, которые часто не окупаются высоким КПД. Именно поэтому во многих случаях ПК вытесняются ротационными и центробежными компрессорами.

Дата добавления: 2014-01-20