Глава VIII

ДИНАМИЧЕСКИЕ КОМПРЕССОРЫ

§ 61. Принцип действия и классификация

Динамические компрессоры можно разделить на две группы: центробежные и осевые.

У центробежных компрессоров при вращении ра­бочего колеса газ под действием центробежной силы отбрасы­вается от центра к внешней окружности колеса, а на стороне вса­сывания образуется разрежение, и газ непрерывно поступает из всасывающего трубопровода в каналы между лопатками рабочего колеса. На выходе из колеса газ попадает в диффузор, где ско­рость его снижается, а давление возрастает.

У осевых компрессоров движение газа совершается вдоль оси ротора, сжатие газа происходит в результате изменения скорости движения газа между лопатками ротора и направляю­щего аппарата.

Динамические компрессоры классифицируются по следующим признакам:

по конечному давлению — вентиляторы, создающие поток га­за или воздуха с давлением 0,001—0,015 МПа, воздухо- и газо-дувки, нагнетающие газ или воздух без охлаждения под давле­нием 0,015—0,25 МПа, компрессоры, создающие давление от 0,25 до 35 МПа, вакуум-насосы для отсасывания газов из аппаратов, находящихся под вакуумом, и сжатия их до атмосферного дав­ления, эксгаустеры — вакуумные компрессоры большой произво­дительности, нагнетатели — одноколесные компрессоры, создаю­щие давление до 5,6 МПа и производительностью до 34*106м3/сут;

по числу ступеней сжатия — одноступенчатые и многосту­пенчатые;

по направлению движения газа относительно оси вращения ротора — центробежные с радиальным движением газа, осевые с осевым движением газа, диагональные с комбинированным на­правлением движения газа;

по виду привода — от электродвигателя, от паровых или газо­вых турбин (турбокомпрессорные агрегаты).

Динамические компрессоры имеют ряд преимуществ по срав­нению с поршневыми: простота конструкции, надежность в рабо­те, удобство в эксплуатации, небольшие габаритные размеры и масса, уравновешенность, а значит, легкий фундамент, непре­рывная и плавная подача газа, отсутствие загрязнения газа смаз­кой. Но у динамических компрессоров ниже КПД, чем у порш­невых компрессоров, что особенно сказывается при малой произ­водительности и высоких давлениях нагнетания.

Динамические компрессоры широко применяют во многих от­раслях народного хозяйства, в производствах химической, нефте­химической и нефтеперерабатывающей промышленности, в ме­таллургической, горной и металлообрабатывающей промышлен­ности. Большие турбокомпрессорные установки работают на пере­качке газа по магистральным газопроводам.

До недавнего времени область применения центробежных компрессоров ограничивалась конечным давлением газа. Комп­рессоры применялись главным образом для средних давлений 0,8—1,0 МПа, максимум до 3,0 МПа при большой производитель­ности. В связи с созданием компрессоров высокого давления центробежные компрессоры постепенно заменяют поршневые во многих производствах химической и нефтехимической промыш­ленности.

За последние годы создано много новых машин различного назначения. Окружная скорость на ободе колеса современных центробежных компрессоров находится в пределах 300—350 м/с, а частота вращения составляет 250 с-1 и выше. При указанных скоростях обеспечивается высокая производительность центро­бежных компрессоров, достигающая 200 м3/с при относительно небольшой массе и габаритных размерах.

Широко распространены центробежные компрессоры для сжа­тия воздуха до давлений 0,7—1,4 МПа. К этим компрессорам от­носят шесть типов машин номинальной производительностью от 6 до 50 м3/с.

Разработаны и выпускают компрессоры для технологических установок по производству этилена и пропилена, которые пред-

назначены для сжатия взрывоопасных газов до давлений 1,7— 4,2 МПа. Компрессоры специального назначения применяют, на­пример, для отсасывания азота из химической аппаратуры, сжа­тия газов пиролиза метана в производстве ацетилена из природ- 1 ного газа, сжатия и подачи нитрозного газа в технологическую Ш схему производства азотной кислоты и др. f

Для высоких степеней сжатия при большой производительно- ' сти используют одновременно центробежные и поршневые комп­рессоры. Наддувные компрессоры давлением до 3 МПа и произ- i водительностью 40 000 м3/ч подают сжатый газ или воздух непо- \ средственно в третью ступень поршневого компрессора высокого \ давления. Сейчас созданы циркуляционные компрессоры (ЦКМ) и | турбокомпрессоры высокого давления, заменяющие поршневые циркуляционные компрессоры в системах синтеза. Использование их упрощает технологическую схему синтеза аммиака, спиртов и повышает надежность работы агрегата.

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

Увеличение мощности технологических установок, рост потреб­ления газов, сжатых до 15 и 35 МПа, предопределили значитель­ные сдвиги в направлении создания ЦКМ высокого давления.

В результате больших теоретических и экспериментальных ис­следований создан довольно значительный типоразмерный ряд центробежных компрессоров, обеспечивающих давление нагнета­ния до 27—35 МПа.