2631

ФяП - с заполнением пенополиуретаном по МРТУ 6-05-1150- 68; ФяУ - с заполнением стекловолокнистым материалом ФСВУ по ТУ 21- 01-369-70.

Таблица 7 Основные характеристики воздушных фильтров

90

Стекловолокнистый материал ФСВУ выпускается шириной до 1150 мм и толщиной 50 мм, плотностью 8 кг/м3. Материал весьма упруг и может наматываться на катушку, утончаясь при этом до 2-3 мм, и так храниться. Смотанный с катушки материал приобретает первоначальную форму. Использованные маты выбрасываются.

Рис. 17. Кассета воздушного фильтра типа Фя

На компрессорных станциях до сих пор продолжают применяться фильтры ГСТМ-373 с заполнением из промасленных колец Рашига (отрезки алюминиевых или стальных трубок диаметром 10-15 мм, длиной 10-20 мм и толщиной не более 1 мм). Снаряженная кольцами коробка глубиной 80 мм имеет значительную массу от 27 до 35 кг и большое сопротивление. Необходимость обновления масляной пленки на кольцах обусловливает регулярное проведение грязных и трудоем-

91

ких операций по их промывке, и постепенно эти фильтры заменяются более прогрессивными, волокнистыми.

Фильтры устанавливают внутри помещения или вне его, в зависимости от наличия места в машинном зале и условий эксплуатации.

Для большой производительности устанавливается несколько кассет. Кассеты устанавливают по возможности перпендикулярно направлению воздушного потока. Для уменьшения размеров фильтра кассеты размещают под углом (рис. 18), однако при этом общее сопротивление возрастает (примерно вдвое) за счет сопротивления короба.

Рис. 18. Кассетный фильтр:

1 – корпус, 2 – кассета, 3 – поддон для сбора пыли

Компрессорные установки средней и большой производительности (более 150 м3/мин) оборудуются преимуществен-

но рулонными волокнистыми фильтрами ФРУ и ФРП. Та-

кой фильтр в зависимости от пропускной способности собирается из двух или трех унифицированных секций шириной 800 и 1050 мм. Каждая секция представляет собой камеру 1 (рис.

92

19), в верхней части которой расположена катушка 2 с чистым фильтрующим материалом, например из ФСВУ, в виде мата длиной 25 м, а в нижней части – катушка 3, на которую наматывается фильтрующий материал по мере забивания пылью. Каркасом для мата служит подвижная решетка, выполненная из бесконечных роликовых цепей, в ушках которых закреплены поперечные проволочные сетки. Подвижная решетка натянута между валами 5. На одном каркасе устанавливается несколько катушек, что обусловливает широкую гамму типоразмеров фильтра на разную пропускную способность. Режим смены фильтрующего материала определяется перепадом давления на фильтре: при достижении заданного перепада давления материал автоматически передвигается электроприводом на определенную зону. После запыления всего рулона он заменяется.

Рис. 19. Устройство рулонных фильтров: а – обычный, б - компактный

Рулонные фильтры ФРП идентичны фильтрам ФРУ, но их особенность состоит к системе пневматической регенерации фильтрующего материала (система бокового отсоса пыли).

93

В фильтрах ФРП используются маты из нетканого материала ФВН длиной 100 м, которые служат гораздо дольше благодаря частичной регенерации (отсоса ныли). Материал ФВН - это смесь натуральных и синтетических волокон толщиной 0,6 мм, связанных между собой специальным клеем. Рулонные фильтры ФРП могут быть снаряжены и другими фильтрующими материалами, например капроновыми сетками.

Рис. 20. Самоочищающийся масляный фильтр

Самоочищающиеся масляные фильтры (рис. 20), снабженные шторками из одинарной проволочной сетки, имеют пропускную способность каждой секции 20 тыс. м3/ч и гидравлическое сопротивление 52,2 Па. Шторки, подвешенные к

94

подвижным втулочным цепям, перекрывают другдруга, образуя жесткое фильтрующее полотно из трех-четырех слоев. При входе в масляную ванну полотно автоматически разделяется на отдельные звенья, очищающиеся самостоятельно.

Как показывает практика, масляные фильтры плохо регенерируются и имеют большое сопротивление при низких температурах (ниже -20 °С) атмосферного воздуха из-за загустевания применяемых масел. В связи с этим масляные самоочищающиеся фильтры постепенно заменяются на компрессорных станциях на более прогрессивные сухие фильтры.

Пылеуловители. Пылеосадительные камеры и жалюзийные сухие пылеуловители (жалюзийные решетки) применяются как составные элементы фильтра-камеры компрессорных установок средней и большой производительности.

В пылеосадительных камерах используется гравитационный принцип осаждения частиц из потока. Для эффективной очистки необходимо, чтобы частицы находились в камере как можно дольше. Скорость потока в пылеосадительной камере принимается до 2,0 м/с. Даже самые совершенные по конструкции камеры занимают много места и в качестве самостоятельных элементов системы пылеулавливания почти не применяются.

Для компрессорных станций средней и большой производительности воздухоприемник выполняется в виде железобетонной пылеулавливающей камеры с жалюзи. Если внутри камеры устанавливаются фильтры, то ее называют фильтркамерой (рис. 21). Проходя через фильтркамеру, крупные частицы пыли оседают на дно камеры, а мелкие — задерживаются фильтром. Чтобы всасываемый воздух не захватывал осевшую на стенах и дне камеры пыль, дно камер иногда заполняется проточной водой, уровень которой поддерживается переливной трубкой. Пылеосадочную камеру целесообразно устраивать перед фильтром компрессорной установки, располагаю-

95

щейся на территории пыльного промышленного предприятия и в местности с большой запыленностью наружного воздуха.

Рис. 21. Фильтркамера: 1 – жалюзийный пылеотделитель, 2 - пылеосадительная камера, 3 – фильтры, 4 – приемное отделение,

5 – всасывающий патрубок

Пылеосадительный отсек типичной фильтркамеры компрессора (см. рис. 21 ), имея длину около 2,5 м, практически не

96

осаждает даже крупные частицы, так как скорость воздуха после жалюзийной решетки велика - более 5,0 м/с.

Жалюзийный пылеуловитель - это решетка из металлических пластин, поворачивающихся вокруг своей оси и располагающихся под углом к потоку. Решетка разбивает поток па тонкие плоские струйки, каждая из которых совершает поворот вокруг пластины. Крупные частицы отражаются от пластинок под углом, близким к углу падения, и не проходят сквозь решетку. Мелкие частицы, движущиеся под большим углом к линии решетки, увлекаются потоком далее в камеру. Инерционный принцип осаждения частиц в жалюзийных решетках наиболее эффективен при отделении крупных частиц размером более 40 мкм (97 % улавливания такой пыли). Жалюзийная решетка обычно располагается на высоте более 4,0 м пылеосадительного отсека фильтркамеры.

Необходимую площадь фильтра определяют в зависимости от производительности компрессора или поверхности фильтра, т.е. от площади лобового сечения, которую определяют по формуле :

где QКУ - производительность компрессорной уста-

новки, т.е. количество всасываемого воздуха, протекающего через фильтр, м3/с;

vФ - удельная нагрузка фильтра на 1 м2 площади лобо-

вой поверхности в м3/м2/с, или скорость воздуха, протекающего через фильтр, м/с.

Обычно поверхность фильтра принимают равной 0,25-1 м2 на каждые 1000 м3 воздуха, всасываемого компрессором в час (для турбокомпрессоров применяют большие значения величины)

97

4.4.3. Показатели работы фильтров

Согласно ГОСТ Р 51251-99 работа воздушных фильтров может быть оценена по целому ряду показателей.

Эффективность фильтра (к. п. д. фильтра) представ-

ляет собой отношение разности количества пыли в воздухе до фильтра SВХ после фильтра SВЫХ к начальному количеству пыли:

Пылеёмкость - масса пыли, уловленной фильтром и накопившейся в нем при достижении значения конечного аэродинамического сопротивления.

4.5. Охлаждение воздуха в компрессорах

Охлаждение воздуха повышает экономичность и безопасность работы компрессора. По месту приложения различают межступенчатое охлаждение и охлаждение на выходе из компрессора. Первое происходит в межступенчатых (промежуточных) воздухоохладителях, для охлаждения воздуха после компрессора используются концевые (конечные) охладители. Кроме того, для многих конструкций компрессоров применяют так называемое «внутреннее» (рубашечное) охлаждение.

В качестве охлаждающей среды применяют воду или атмосферный воздух. Использование воздуха оправдано только на передвижных компрессорных станциях или в районах с высокой стоимостью воды. Иногда применяется комбиниро-

98

ванная схема охлаждения, в которой в качестве промежуточного теплоносителя используется вода. В этом случае вода, обладая высоким значением интенсивности теплообмена, отбирает избыток тепла в рубашке охлаждения компрессора или в воздухоохладителе, что, в свою очередь, снижает габаритные размеры этих устройств.

5.5.1. Промежуточное охлаждение воздуха

Рис. 22. Процесс сжатия воздуха в многоступенчатом компрессоре с промежуточным охлаждением

Эффект от охлаждения воздуха между ступенями при многоступенчатом сжатии наглядно показан на Т-s диаграмме (рис. 22). В отсутствии охлаждения процесс сжатия идет по политропе (линия 1-9). Процессы охлаждения в промежуточных воздухоохладителях можно считать изобарными (линии 2- 3, 4-5, 6-7). Для очень большого числа ступеней, с интенсивным охлаждением после каждой ступени, результирующая линия процессов в ступенях компрессора и в холодильниках представляет собой зигзагообразную линию, приближающую-

99