книги / Насосы, компрессоры, вентиляторы

ции применяются при любых давлениях, но характерны для высоких давлений при многоступенчатом сжатии. Это объясняется высокими зна­

цилиндрической части поверхности. Охладитель газа первой ступени

Ци л и н д р ы к о м п р е с с о ­

ро в с давлением до 80 ати обыч­ но отливают из чугуна; более вы­ сокие давления требуют примене­ ния стального литья и стальных поковок. Для улучшения условий

тых компрессорах с дифференциальными поршнями блок цилиндров состоит из отдельных частей, жестко и надежно скрепляемых болтами

Конструкция тарельчатого клапана с малой инерционной массой та­

релки показана на рис. 12-32.

В последнее время находят применение особые конструкции прямо­ точных клапанов, обладающих весьма малым газовым сопротивлением. Применение таких клапанов значительно повышает экономичность ком­ прессоров [Л. 22].

12-13. КОМПРЕССОРЫ СО СВОБОДНО ДВИЖУЩИМИСЯ ПОРШНЯМИ

В компрессорах с электрическим приводом преобразование враща­ тельного движения вала в поступательное движение поршней осуще­ ствляется кривошипно-шатунным механизмом. Последний существенно'

.усложняет конструкцию компрессора и вызывает значительные потери

указанных стрелками. При этом давление в цилиндрах компрессоров будет снижаться по линиям 3—4, а поршни будут приобретать кинети­ ческую энергию. В определенном положении поршней всасывающие кла­ паны компрессоров открываются и начинаются процессы всасывания по линиям 4—1. В процессе всасывания поршни движутся по инерции,, теряя скорость. Одновременно с процессом всасывания внутренние сто­ роны поршней перекроют выхлопные окна е цилиндра двигателя и в нем. произойдет сжатие по линии 5—6. В момент, отмеченный точкой 6 на диаграмме, происходит впрыскивание топлива; оно самовоспламеняется,, и давление в цилиндре 1 резко повышается по линии 6—7. Под влия­ нием высокого давления поршни будут двигаться в направлениях, ука­ занных другими стрелками; давление в цилиндре 1 будет снижаться по линиям 7—8. В момент открытия окон е произойдут выхлоп продуктов сгорания и далее продувка и наполнение цилиндра 1 воздухом. Одно­ временно с этим в цилиндрах 2 компрессора произойдет сжатие воздуха по линиям 1—2. а затем выталкивание его по линиям 2—3. При этом поршни потеряют живую силу и начнут вновь описанный выше цикл, движения из крайних наружных положений под влиянием давления воздуха в объемах мертвых цилиндров.

В действительных условиях схема такого компрессора несколько усложняется механизмом, синхронизирующем движение поршней.

Компрессоры устанавливаются единично или группами и снабжают­ ся вспомогательным оборудованием и приборами, необходимыми для их нормальной эксплуатации.

На рис. 12-34 дана схема блока компрессорной установки. Основ­ ным оборудованием установки являются компрессор с двигателем, мас­ лоотделитель, охладители и ресивер (воздушный баллон). Вспомогатель­ ное оборудование включает фильтр на всасывающей трубе компрессора, предохранительные кла­ паны и контрольно-изме­ рительную аппаратуру.

Каждый компрессор снабжается ресивером (воздушным или газовым баллоном), основное на­ значение которого состо­ ит в выравнивании крат­ ковременных колебаний давления в цилиндрах компрессора. Кроме того, ресивер служит для отде­ ления влаги и паров мас­ ла из газа; с этой целью устанавливают сепари­ рующие устройства.

Ресиверы помещают снаружи помещения, потому что они взрывоопасны.

Охладители газа, располагаемые между ступенями компрессоров, обычно представляют собой трубчатые вертикальные или горизонталь­ ные теплообменники. В компрессорных установках небольшой произво­ дительности они располагаются непосредственно *на цилиндровом блоке компрессора. В установках большой производительности охладители располагают вблизи компрессоров как отдельно стоящие аппараты.

С целью очистки газа, подаваемого компрессором, и для поддержа­ ния в чистоте рроточной полости на всасывающей трубе компрессора ставят газовый фильтр. Ранее применялись главным образом матерча­ тые фильтры. В настоящее время применяются масляные фильтры. Они представляют собой цилиндрические или прямоугольные замкнутые ре­ зервуары, наполненные рыхлым материалом (металлическая стружка, кольца Рашига), смоченным в вязком масле. Поток газа, проходящий через слой такого материала, хорошо очищается от пыли. Промывка и регенерация фильтра просты; он надежен в эксплуатации.

Маслоотделители располагают между ступенями компрессора за охладителями. Их назначение — удалять из газа, подаваемого компрес­ сором, взвешенные капельки масла, использованного в предыдущей ступени. Действие маслоотделителей основано на выбрасывании части­ чек масла из потока под действием сил инерции, возникающих при изме­ нениях направления движения газа. Маслоотделители бывают с рыхлой засыпкой подобно воздушным фильтрам или в виде цилиндрических центробежных аппаратов — циклонов.

Предохранительные клапаны устанавливаются между ступенями компрессора на промежуточных охладителях и ресивере. Их назначение состоит в предохранении установки от чрезмерного повышения давления. Предохранительные клапаны бывают грузовыми и пружинными.

Коммуникация компрессорной установки состоит из системы газо­ проводов и трубопроводов охлаждающей воды.

Большое значение для правильной эксплуатации компрессорной установки имеет контрольно-измерительная аппаратура, по показаниям которой судят о правильности работы установки.

Манометры устанавливают на промежуточных охладителях и реси­ вере для наблюдения за давлением газа, подаваемого компрессором. Для контроля за давлением масла в системе смазки ставится манометр на напорном патрубке масляного насоса.

Давление охлаждающей воды контролируется по манометру на коллекторе, от которого устраивают водопроводы к отдельным компрес­ сорам.

Наличие охлаждающей воды в системе охлаждения обязательно контролируется по сливу воды в воронки на сбросном коллекторе.

Обязательному контролю подлежат температуры воздуха перед каждым охладителем и за ним, а также конечная температура газа на выходе из компрессора; контролируются температуры охлаждающей воды в коллекторе и на выходе из рубашек цилиндров и всех охлади­ телей.

Вмелких установках контроль за температурой осуществляется ртутными термометрами, поставленными в гильзы с маслом.

Вкрупных компрессорных установках показания всех контрольно­ измерительных приборов компрессоров передаются дистанционно на цен­ тральный щит. Сюда же поступают показания электрических приборов, контролирующих мощность, потребляемую электродвигателями компрес­ соров, а также показания расходомеров компрессоров.

12-15. ИСПЫТАНИЕ КОМПРЕССОРА

Испытание компрессора производится с целью определения его дей­ ствительной производительности и составления баланса энергии на 1 м* газа при нормальных условиях.

Непосредственному измерению при испытаниях подлежат: число оборотов вала компрессора, начальные давление и температура газа, объем всасываемого газа, конечные давления и температура газа, температуры и количества охлаждающей воды на входе и выходе, элек­ трическая мощность на зажимах электродвигателя. Снимается также индикаторная диаграмма. В многоступенчатых компрессорах измерение давлений и температур и снятие индикаторных диаграмм производятся по всем ступеням раздельно.

Число оборотов вала измеряется для последующего расчета теоре­ тической производительности компрессора. Измерение производится с помощью тахометра или (более точно) счетчиком оборотов и хроно­ метром.

Начальное давление газа определяется при помощи жидкостных (ртутных и водяных) манометров или барометра, а конечное — мано­ метром.

Начальные температуры газа и воды измеряются при помощи обыч­ ных термометров.

Объем всасываемого газа может быть измерен несколькими спосо­ бами. Наиболее распространены следующие два способа:

а) По снятой индикаторной диаграмме можно определить относи­ тельный объемный коэффициент Ào = VBC/VP. Так как полезный объем Ур легко определяется по величине хода поршня и его диаметру, то всасы­ ваемый объем будет VBc = ^oVp.

Этот способ неточен, потому что трудно правильно наметить на диа­ грамме точку начала всасывания.

указывает на суммирование тепла, уносимого водой в отдельных поло­ стях охлаждения.

Обозначим через Qocт остаточный член баланса, учитывающий рас­ сеяние тепла в окружающей среде, не входящее в прочие члены балан­ са. Тогда уравнение энергетического баланса (ккал/кГ) будет:

Делением всех членов уравнения баланса на 102 N„/427 Qi и умно­ жением на 100 получаем уравнение в отвлеченной (процентной) форме. Такое уравнение позволяет судить об энергетической эффективности испытанного компрессора сравнением членов уравнения с соответствую­ щими членами уравнения баланса аналогичных нормально работающий

KOMnpeccojpoB.

12-16. ЭКОНОМИЧНОСТЬ РАБОТЫ КОМПРЕССОРА

Основным показателем экономичности работы компрессора является расход энергии на его эксплуатацию. Этот расход энергии удобно отно­ сить на 100 нм3 газа, подаваемого компрессором.

Пусть мощность на валу компрессора с электроприводом равна NB при непосредственном соединении валов с помощью муфты. Если ком­ прессор всасывает в минуту Qmm (м3) газа при нормальных условиях, то удельный расход энергии будет:

выяснения энергетической эффективности данного компрессора можно производить только для компрессоров, нагнетающих одинаковые газы и с одинаковыми степенями сжатия.

Для одноступенчатых компрессоров с е = 7 при водяном охлаждении ЭуД=10-ь12 квТ'ч! 100 м3.

12-17. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ СТУПЕНЕЙ КОМПРЕССОРА

Расчет основных размеров состоит в определении хода поршней, их площадей и диаметров. В основе расчета лежит формула производи­ тельности (12-12), из которой следует:

иметь числовые значения Qi, а, е, np, п, ÀT, Яг.

Производительность Qi при условиях всасывания должна быть за­ дана; относительный объем мертвого пространства Q, показатель поли­ тропы расширения пр и коэффициенты Хт и Хг задаются, как указано в § 12-2 и 12-4.