§ 71. Вспомогательное оборудование компрессорных установок.

Назначение и виды вспомогательного оборудования. Для обес­печения нормальных условий работы компрессорных установок служит вспомогательное оборудование:

холодильники газовые межступенчатые и концевые, масляные, водяные;

влагомаслоотделители низкого и высокого давления;

буферные емкости для уменьшения колебания давления газа в результате неравномерной подачи газа и его потребления. Емкости подключают непосредственно у всасывающего и нагнетательного патрубков компрессора;

газгольдеры для хранения больших количеств газа и усредне­ния его состава;

гидрозатворы, устанавливаемые на всасывающей линии порш­невых компрессоров для взрывоопасных газов. При длительных остановках или разборках компрессора гидрозатвор заливают во­дой.

Холодильники. Холодильники, применяемые на компрессорных установках, относят к теплообменным аппаратам, в которых две среды обмениваются теплотой. Охлаждаемой средой может быть сжатый газ, масло или вода, охлаждающей — вода, воздух или специальные жидкости.

На компрессорных установках применяют холодильники сле­дующих видов: кожухотрубчатые с жестким креплением труб или с плавающей головкой, холодильники с У-образным пучком труб, холодильники типа «труба в трубе», змеевиковые, спиральные, пластинчатые, элементные и др.

Кожухотрубчатый холодильник используют для всех давлений рабочей среды. Он состоит из стального кожуха, в котором размещен пучок труб из стали или латуни. Концы труб развальцованы в трубных решетках. Обе трубные решетки могут быть укреплены неподвижно между кожухом и крышкой или одна из них может перемещаться вдоль оси в сальниковом уплотнении (плавающая головка). Это перемещение предусматривается для устранения температурных напряжений. Для улучшения теплооб­мена между средами пучки труб пропускают через перегородки, с помощью которых удлиняют путь среды в межтрубном простран­стве.

Трубные пучки не только размещают в кожухе, но и погружают в резервуар с жидкостью (погружные холодильники) или орошают жидкостью снаружи (оросительные холодильники). По числу обо­ротов среды в трубах холодильники могут быть одноходовые, двух­ходовые и двухходовые элементные.

По расположению кожухов холодильники различают горизон­тальные и вертикальные.

Для уменьшения габаритных размеров холодильников гладкие трубы заменяют ребристыми с навитыми латунными лентами, при­паянными к трубе.

Среду, которая меньше загрязняет поверхность труб, пропуска­ют в межтрубном пространстве, а среду, которая загрязняет по­верхность больше,— в трубном пространстве, так как внутреннюю поверхность труб чистить легче, чем наружную поверхность в меж­трубном пространстве. Если же необходимо провести конденсацию среды или испарение, то среду пропускают по межтрубному про­странству. Таким образом, чаще всего сжатый газ в газовом холо­дильнике, масло в холодильнике, охлаждающая вода в водяных холодильниках, холодильные агенты в испарителях и конденсато­рах пропускают по межтрубному пространству.

В кожухотрубчатых холодильниках с У-образным пучком труб отсутствует плавающая головка, так как температурные дефор­мации труб не передаются на корпус, и в этом состоит их основное достоинство.

Холодильники типа «труба в трубе» применяют при больших давлениях. В этих холодильниках газ проходит по трубам меньшего диаметра, вставленным в трубы большего диа­метра, по которым пропускают воду. Во всех видах холодильников для усиления теплообмена обе стреды направлены навстречу друг другу, т. е. создается противоток.

Змеевиковые холодильники используют при боль­ших давлениях и сравнительно небольших потоках газа, чаще все­го на ступенях высокого давления. Они состоят из змеевика, по ко­торому идет газ, змеевик погружен в емкость, заполненную про­точной водой.

Пластинчатые холодильники представляют собой набор штампованных пластин, между которыми образуются изви­листые щелевидные каналы. В разборных конструкциях холодиль­ников пластины прижимаются друг к другу плитами на резиновых прокладках. В перазборных конструкциях пластины приваривают друг к другу. Такую конструкцию применяют при работе на аг­рессивных средах или температуре выше 200°С. Пластинчатые хо­лодильники характризуются высокой экономичностью, на них рас­ходуется меньше металла для получения заданного теплообмена, чем на кожухотрубчатые.

Элементные холодильники предназначены для давления до 4 МПа. Они представляют собой сварной корпус, внутри которого расположен охлаждающий элемент. Иногда в эле­ментный холодильник встраивают влагомаслоотделитель поверх­ностного типа.

Свободные объемы холодильника в верхней и нижней частях кожуха выполняют роль буферных емкостей. Совмещение в одной конструкции трех аппаратов: буферной емкости, холодильника и влагомаслоотделителя, удобство обслуживания обусловили широ­кое применение элементных холодильников.

Газовые полости всех типов холодильников имеют краники для удаления конденсата продувкой.

Весьма перспективно использование для изготовления холо­дильников титановых сплавов, обладающих чрезвычайно высокой коррозионной стойкостью, что значительно сокращает расход вы­соколегированных сталей, обеспечивает продолжительную и на­дежную работу холодильников.

Холодильники воздушного охлаждения начина­ют широко применять в нефтеперерабатывающей промышленности для охлаждения парообразных и жидких сред. Используемые в настоящее время холодильники отличаются друг от друга располо­жением трубных секций и конструкций воздухоподающих уст­ройств. Трубные секции могут быть расположены горизонтально, вертикально, наклонно, в форме шатра и зигзагообразно.

В секциях оребренные трубы закреплены путем развальцовки или сварки в трубных решетках. К решеткам крепят коллекторные крышки, к которым присоединяют подводящие и отводящие трубо­проводы.

Проходя внутри трубок, газ или жидкость охлаждаются возду­хом, который прогоняется вентилятором через межтрубное про­странство каждой секции. Вентилятор, состоящий из восьмило-пастного колеса, реверсивного двигателя и углового редуктора, ус­тановлен на самостоятельной раме. Режим работы вентилятора

можно регулировать изменением угла установки лопастей колеса, частоты вращения и направления вращения (изменяется направ­ление потока воздуха).

Влагомаслоотделители. Влагомаслоотделители предназначены для отделения жидкости от газа. В зависимости от принципа дей­ствия они делятся на инерционные и фильтрующие.

Инерционные влагомаслоотделители подразделяют на объем­ные, центробежные и поверхностные. Практически в них обычно

сочетаются различные способы отделе­ния жидкости от газа. В объемных влагомаслоотделителях жид­кость отделяется от газа резким снижени­ем скорости и изменением направления движения струи газа. Частицы жидкости, двигаясь по инерции, ударяются о стен­ку аппарата и стекают вниз. В центро­бежных влагомаслоотделите­лях в результате закручивания потока содержащиеся в газе частицы влаги и масла под действием возникающих цен­тробежных сил отбрасываются к стенке. Закручивание потока осуществляется тангенциальным подводом газа и направ­ляющими каналами для потока газа.

В поверхностных влагомас­лоотделителях газ проходит через насадку с развитой поверхностью, в ка­честве которой обычно применяют гофри­рованные листы. При прохождении газа частицы жидкости оседают на поверхно­сти насадки и выводятся наружу. В фильтрующих влагомаслоотделителях (фильтрах) отделение капельной жидкости происходит в порах или на поверхности по­ристой насадки. В качестве фильтрующих насадок используют тка­невые материалы, активированный уголь, алюмо- и силликагели, пористую керамику и металлокерамику. Отделившуюся от газа жидкость периодически выводят продувкой влагомаслоотделите-лей.

На рис. 93 приведена схема влагомаслоотделителя для ступе­ней высокого давления поршневых компрессоров. Корпус 3 влаго­маслоотделителя изготовлен из цельнотянутой стальной трубы, об­жатой по концам для получения горловины. Головка / и днище 4 присоединены к корпусу на резьбе, уплотненной на выходе медной прокладкой 5. Газ поступает сверху, проходит по трубе 2 и в ниж­ней части ее через щели выходит в корпус.

Возвращается газ из влагомаслоотделителя через кольцевое пространство между внутренним диаметром и центральной трубой в выходные отверстия, расположенные в боковой части головки.

Так как маслоотделители разделяют газ и жидкость, то на произ­водстве их часто называют сепараторами, т. е. разделителями.

Контрольные вопросы. 1. Какими свойствами должны обладать холодиль­ные агенты? 2. Перечислите особенности холодильных компрессоров. 3. Почему аммиак уносит масло из картера компрессора? 4. Расскажите о назначении и видах вспомогательного оборудования компрессорных установок.