Глава X центробежные компрессорные машины

§ 95. Классификация и применение центробежных компрессорных машин

Центробежные компрессорные машины классифицируют по дав­лению нагнетаемого или отсасываемого газа и числу ступеней сжа­тия. По давлению машины разделяют на следующие:

вентиляторы—низконапорные машины для отсасывания или нагнетания воздуха и газов под небольшим давлением, не превы­шающим 0,1—0,15 ат изб.;

нагнетатели (воздуходувки и газодувки) — средненапорные машины для нагнетания воздуха и газов без охлаждения под дав­лением от 0,1 до 2,5 ат изб.;

турбокомпрессоры—высоконапорные машины для сжатия воз­духа и газов до более высоких давлений—порядка 4—10 ат с при­менением охлаждения; выпускаются также турбокомпрессоры спе­циальных конструкций, рассчитанные на давление до 25—30 ат.;

вакуум-насосы—вакуумные машины для отсасывания газов из аппаратов, находящихся под вакуумом, и сжатия их до атмосфер­ного давления;

эксгаустеры — вакуумные машины большой производительно­сти для отсасывания газов, находящихся под давлением ниже ат­мосферного, и сжатия их до атмосферного давления или несколько выше его.

По числу ступеней сжатия различают одноступенчатые и много­ступенчатые центробежные компрессорные машины.

Одноступенчатыми машинами с одним рабочим колесом явля­ются главным образом вентиляторы и низконапорные газодувки. Двух- и трехступенчатые воздуходувки и газодувки создают давле­ние до 2,5 ат. Турбокомпрессоры выпускают трех- и четырехсту­пенчатые, причем в каждой ступени может быть два, три и более рабочих колеса. Центробежные вакуум-насосы и эксгаустеры быва­ют одноступенчатые и многоступенчатые.

До недавнего времени область применения центробежных комп­рессорных машин (ЦКМ) ограничивалась конечным давлением сжимаемого газа. Машины применялись главным образом для средних давлений—8—10 ат, максимум до 30 ат при большой про­изводительности. В связи с созданием турбокомпрессоров высоко­го давления область применения ЦКМ расширяется. ЦКМ посте­пенно заменяют поршневые машины во многих производствах хи­мической и нефтехимической промышленности., где их используют для сжатия воздуха, кислорода, азота, водорода и других газов. Турбомашины находят широкое применение также в металлургиче­ской, горной, холодильной и металлообрабатывающей промышлен­ности. В ряде химических и нефтехимических производств исполь­зуют нагнетатели и турбокомпрессоры с газовой турбиной (турбодетандером), работающие на энергии отбросных газов, что позволяет

разгрузить основной двигатель.

В ближайшие годы. получат более широкое применение для тех­нологических целей осевые компрессоры. Они обеспечивают боль­шую производительность и применяются при сравнительно невы­соких степенях сжатия.,

Для высоких степеней сжатия при большой производительности

практикуется совместное использование центробежных и поршне­вых компрессорных машин. Созданы наддувные турбокомпрессоры давлением до 30 ат и производительностью 40000 м^ч, которые подают сжатый газ или воздух непосредственно в третью ступень поршневого компрессора высокого давления. Создание наддувных компрессоров явилось крупным шагом в совершенствовании таких производств, как синтез аммиака, спиртов и разделение газовых

смесей.

Значительное увеличение мощности агрегатов синтеза аммиака потребовало разработки и выпуска центробежных компрессоров высокого давления (до 320 ат) для сжатия азотоводородной смеси.

В последнее время созданы циркуляционные турбокомпрессоры высокого давления, заменяющие поршневые циркуляционные насо­сы в системах синтеза. Применение этих машин упрощает техноло­гическую схему производства и повышает надежность работы аг­регата.

Турбокомпрессоры выпускают с внутренним или межступенча­тым охлаждением газа. В целях лучшего охлаждения газа к кор­пусам ряда турбокомпрессоров непосредственно подсоединяют межступенчатые холодильники. Разрабатываются турбокомпрессо­ры с воздушным и газовым охлаждением.

ЦКМ снабжены современными приборами контроля основных параметров работы, системами защиты, сигнализации и автомати­ческого регулирования.

Сравнивая центробежные компрессорные машины с поршневы­ми, можно отметить, что они имеют те же преимущества, что и центробежные насосы перед поршневыми.

Центробежные компрессорные машины проще по устройству, надежнее в работе, легче в обслуживании, обеспечивают равномер­ность и непрерывность всасывания и нагнетания газа, в них отсут­ствуют распределительные клапаны и части, совершающие возврат­но-поступательное движение. В них нет внутренней смазки цилинд­ров; смазывают маслом только подшипники и при наличии редуктора—его шестерни. Это дает возможность получать чистый, незагрязненный маслом газ.

Центробежные компрессорные машины соединяются с быстро­ходным двигателем—паровой турбиной или электродвигателем, непосредственно с помощью полумуфт. Если число оборотов дви­гателя недостаточно для непосредственного привода ЦКМ, то меж­ду двигателем и компрессором ставят редуктор, повышающий чис­ло оборотов. Поэтому вся компрессорная установка монтируется на более легком фундаменте, получается простой и компактной.

К недостаткам центробежных компрессорных' машин следует отнести ограниченность создаваемого конечного давления, а также изменение давления с изменением производительности.