Классификация компрессоров и характер их производства | «ПензаТоргМеханика» — производитель компрессоров и насосов
ПензаТоргМеханика — производитель компрессоров и насосов, на главную
Услуги Каталог продукции Цены Статьи Контакты

Скачать прайс-лист

Классификация компрессоров и характер их производства

Компрессоры — важнейшее энергетическое оборудование, применяемое в технологических процессах химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газовой, металлургической, пищевой промышленности и ряде других отраслей.

Компрессором называют энергетическую машину или устройство для повышения давления и перемещения газа. Обычно к компрессорам относят машины, обеспечивающие сжатие воздуха или газа до избыточного давления не ниже 0,015 МПа. Начальное давление газа может быть менее атмосферного, равным или более атмосферного.

Компрессорные машины разделяют на три класса:

  1. вентиляторы — компрессоры, повышение давления и отношение давлений в которых не превышают соответственно 0,01 МПа и 1,1;
  2. нагнетатели — машины с повышенным отношением давлений (до 1,3 и более) и без охлаждения среды в процессе работы;
  3. собственно компрессоры — машины, снабженные устройством для охлаждения среды при работе (отношение давлений более 3),

По достижимому конечному давлению различают:

  1. компрессоры низкого давления — с конечным давлением до 1 МПа;
  2. компрессоры среднего давления -— с конечным давлением от 1 до 10 МПа;
  3. компрессоры высокого давления — с конечным давлением от 10 до 100 МПа;
  4. компрессоры сверхвысокого давления — с конечным давлением свыше 100 МПа.

Компрессоры могут эксплуатироваться в составе стационарных или передвижных машин или установок. Соответственно этому различают стационарные, передвижные, переносные, прицепные, самоходные, транспортные (авиационные, автомобильные, судовые, железнодорожные) компрессоры.

По применимости в газовой (рабочей) среде компрессоры разделяют на: 1) газовые — для сжатия любого газа или смеси газов, кроме воздуха; в зависимости от вида газа они называются кислородными, водородными, аммиачными и т. д.; 2) воздушные — для сжатия воздуха; значительную группу таких компрессоров составляют компрессоры общего назначения, предназначенные для сжатия атмосферного воздуха до давления 0,8—1,5 МПа и выполненные без учета каких-либо специфических требований; 3) циркуляционные — для обеспечения циркуляции газа в замкнутом технологическом контуре; 4) многоцелевые (специальные) — для попеременного сжатия различных газов; 5) многослужебные (специальные) — для одновременного сжатия различных газов.

Значительная часть компрессоров эксплуатируется в составе устройств, предназначенных для изменения (понижения) температуры окружающей среды. Различают: 1) криогенные компрессоры — специальные компрессоры, в которых сжимаемый газ хотя бы на одной из стадий цикла имеет криогенную температуру (0—120 К); 2) холодильные компрессоры.

Специальные компрессоры, предназначенные для откачки газа с целью получения вакуума, называют вакуумными компрессорами. Вакуумные компрессоры, у которых конечное давление больше атмосферного, относят к компрессорам комбинированного применения

В компрессорах объемного действия рабочий процесс осуществляется путем циклического изменения объемов абочих камер. Поршневыми компрессорами (ПК) называют компрессоры объемного действия, в которых объем рабочих камер изменяется с помощью поршней, совершающих возвратно-поступательное движение. Основные типы производства ПК — серийное и крупносерийное. По конструктивному расположению цилиндров различают схемы ПК: горизонтальную, вертикальную, оппозитную, прямоугольную, V- и W-образные, звездообразную.

Наиболее широко ПК применяют в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности. Основные тенденции совершенствования конструкций ПК в этих отраслях следующие: повышение быстроходности; широкая унификация конструкций с использованием в качестве базовых в основном V- и W-образных и оппозитной схем; совершенствование термодинамического процесса; снижение потерь производительности и мощности; разработка систем прогнозирования работоспособности ПК и предотвращения отказов; обеспечение надежности и ремонтопригодности. Так, например, освоено серийное производство ПК 4ВМ10—120/9 и 2ВМ10—63/9 с повышенной на 20% частотой вращения. На унифицированной V-образной базе с усилием на поршень 10 кН освоен выпуск семи модификаций компрессора 2ВУ1—2,5/13 и шести модификаций компрессора 4ВУ1—5/13. Проведена модернизация ряда оппозитных компрессоров (4ГМ16— 14/15— 105М; 4М16—22,4/23—64СМЗ и др.).

Расширена область применения ПК без смазывания и с ограниченным смазыванием. Новые конструкции поршней и опорных устройств (в том числе и многоразового использования) для горизонтальных рядов компрессоров отличаются компактной опорно-уплотнительной системой с развитой опорной поверхностью. Это позволило значительно увеличить межремонтный цикл для этих компрессоров. Так, например, новые опорные устройства крупных поршней (массой более

1 т) проработали на компрессорах производства аммиака более 25 000 ч без замены. Подача масла была уменьшена на 70%. На компрессорах 4М40—680/22—320 и 6М40— 320/320 новые конструкции уплотнений штоков отработали при давлении 9 МПа без замены 27 000 ч без подачи смазывающего материала в сальник и практически не изнашивая шток.

Для повышения долговечности деталей ПК, работающих в условиях повышенного трения (поршневых колец, лабиринтно-контактных уплотнений и т. д.), разработаны новые высокопрочные антифрикционные материалы типа флубон и графелон. В результате замены кольцевых клапанов клапанами с газовым демпфером в ступенях среднего и высокого давления в 3—4 раза увеличилась средняя наработка на отказ ПК.

Значительное число ПК используется в составе:

  • холодильных машин общепромышленного назначения на базе компрессоров с ходом поршня 70, 130, 150, 220 мм; потребитель — пищевая промышленность, МинторгСССР, химическая, нефтехимическая, нефтеперерабатывающая промышленность (производство аммиака, химического волокна, шинное производство, производство пластмасс);
  • судовых холодильных машин в рыбопромысловом флоте, рефрижераторных судах;
  • холодильных установок для авторефрижераторов;
  • холодильных машин для предприятий торговли и общественного питания;
  • холодильных установок для рефрижераторных вагонов;
  • автономных кондиционеров (на базе малых поршневых компрессоров);
  • холодильных машин специального назначения.

Конструктивные недостатки ПК (неполная уравновешенность их движущихся частей, наличие большого числа пар трения

и т. д.), а также тяжелые условия эксплуатации ПК являются причинами того, что в стране примерно половина численности обслуживающего холодильный парк и ремонтного персонала работает на машинах и установках с ПК.

Большинство ПК ремонтируют на местах эксплуатации. Централизованному ремонту подлежат:

  1. холодильные машины для предприятий торговли и общественного питания — ремонт выполняется на ремонтно-монтажных комбинатах Минторга СССР;
  2. холодильные установки для железнодорожного транспорта — ремонт производится вагоноремонтными депо;
  3. судовые холодильные машины — ремонт на судоремонтных ваводах;
  4. передвижные компрессорные станции — ремонт на специализированных ремонтных предприятиях.

В холодильной технике потребность в запасных частях достигает по отдельным моделям ПК 70—80% номинального числа деталей. Из-за недостатка запасных частей сменные узлы и детали приходится изготовлять на месте эксплуатации» что увеличивает стоимость ремонта.

Мембранные компрессоры (МК)компрессоры объемного действия, в которых объем рабочих камер изменяется с помощью циклически деформируемых мембран. МК с давлением нагнетания до 40 МПа выпускаются серийно в одноступенчатом исполнении (с одним и двумя мембранными блоками при отношении давлений 20) и в двухступенчатом исполнении (при отношении давлений до 400). Выпускаются также компрессоры на основе комбинированных схем, предназначенные для создания высоких и сверхвысоких давлений при большой производительности блока. В таких компрессорах первые ступени — поршневые, а последние — мембранные (мембранно-поршневые компрессоры).

МК эксплуатируются там, где возникает необходимость сжатия газа при обеспечении его высокой чистоты (например, в электронной промышленности), а также при работе с агрессивными газами.

Роторными компрессорами (РК) называют компрессоры объемного действия, в которых рабочая камера образуется расточкой корпуса и размещенным в ней ротором (роторами), а объемы рабочих камер изменяются в результате вращения ротора (роторов). РК имеют большую быстроходность, лучшую уравновешенность и плавность подачи газа, чем ПК. Конечное давление в РК не вависит от частоты вращения ротора, что расширяет диапазон регулирования. Коэффициенты полезного действия РК несколько меньше, чем у ПК.

В роторных пластинчатых компрессорах (РПЛК) ротор расположен эксцентрично цилиндрической расточке корпуса и представляет собой вал с установленными

  • на нем продольными подвижными в радиальном направлении или гибкими в окружном направлении пластинами, контактирующими свободными концами с поверхностью расточки. РПЛК выпускаются серийно и используются:
  • при сжатии и транспортировании воздуха и различных газов, неагрессивных к материалам и смазочным материалам машин — в стационарных установках;
  • при снабжении воздухом пневмоинструмента и пневматических разгрузочных устройств сыпучих материалов — в передвижных установках;
  • при получении чистого «сухого» газа — в холодильных установках. Производительность этих машин, как правило, менее 100 м3/мин. Компрессорное оборудование постепенно совершенствуется на базе РПЛК. Так, например, налажено производство модернизированной передвижной компрессорной станции ПР — 10/8М2 на базе РПЛК. Ремонт РПЛК производят чаще всего на месте эксплуатации. Однако часть компрессоров, входящих в состав передвижных и холодильных установок, ремонтируют централизованно.

Жидкостно-кольцевой компрессор (ЖКК) представляет собой пластинчатый компрессор, в котором пластины выполнены жесткими, неподвижно закреплены на валу и не контактируют с поверхностью расточки корпуса, а зазор между концами пластин и поверхностью расточки уплотняется с помощью жидкостного кольца, формирующегося при вращении ротора. Одним из вариантов реализации ЖКК является водокольцевой компрессор, в котором для образования жидкостного кольца используется вода. ЖКК благодаря отсутствию механического трения в их рабочих плоскостях используют при работе с токсичными, взрывоопасными, легкоразлагающимися и воспламеняющимися газами, паро- и газожидкостными смесями, в том числе агрессивными и загрязненными механическими примесями. Эти машины применяют в химической, целлюлозно-бумажной, пищевой, фармацевтической, горнодобывающей, металлургической, текстильной, машиностроительной, энергетической промышленности, в коммунальном и сельском хозяйстве.

Значительное число В К применяется в холодильной технике. Винтовые холодильные компрессоры (ВХК) экономически выгодны в диапазоне холодопроизводительности от 150 до 1600 кВт (общепромышленное исполнение), 50—150 кВт (судовое исполнение) и в каскадных одно- и двухступенчатых холодильных машинах и установках. ВХК работают в том же диапазоне холодопроизводительности, что и поршневые холодильные блок-картерные компрессоры П110, П220; оппозитные одноступенчатые АО1200П, АО600П и двухступенчатые ДА0275, ДАО550, ДОН 175, ДАОН350.

ВХК в СССР выпускаются в основном в сальниковом исполнении, двухроторными, горизонтальными, маслозаполненными, с синхронной частотой вращения ведущего ротора 50 с-1. Каждый ВХК имеет три модификации по геометрической степени сжатия 2,6; 4,0; 5,0 и может работать при разности конечного и начального давлений до 1,8 МПа и конечном давлении не более 2,3 МПа. Показатели надежности ВХК: ресурс работы до капитального ремонта 50 000—60 000 ч; наработка на отказ более 5000 ч; ресурс работы до текущего ремонта более 5500 ч.

Внедрение ВХК дает экономический эффект как при их производстве, так и при эксплуатации. При изготовлении ВХК снижаются по сравнению с ПК:

  • расход металла, особенно при замене поршневых оппозитных машин, более чем в 2 раза;
  • масса литых деталей в 3—7,3 раза;
  • масса стального проката на 30%;
  • трудоемкость изготовления — за счет использования высокоавтоматизированного оборудования.

Внедрение ВХК производительностью 150—300 кВт, имеющих высокую надежность, может привести к сокращению численности обслуживающего персонала, а также снижению на 30% сопутствующих капитальных затрат.

Выпуск холодильных агрегатов и машин с ВХК постоянно увеличивается. Планируется снять с производства холодильное оборудование с ПК П220, а также поршневые оппозитные компрессоры АО1200П, ДАО550, ДАОН350.

Шестеренные компрессоры (ШК) представляют собой РК с двумя роторами, имеющими зубчатые сопряженные профили. ШК получили значительное распространение в народном хозяйстве. Их объемная производительность — до 30—35 м8/с. Использующийся в таких компрессорах процесс с внешним сжатием несовершенен, и данные машины можно использовать лишь в случае, когда потери от внешнего сжатия незначительны по отношению к другим потерям. Для них характерны небольшие отношения давлений (1,4—1,8), увеличение конечной температуры, высокий уровень шума. Долговечность таких машин снижается за счет возникновения ударных нагрузок от внутреннего давления, возрастающих с увеличением окружной скорости роторов, что приводит к разрушению синхронизирующих шестерен, а затем и роторов.

Роторно-поршневой компрессор (РПК) представляет собой РК, в котором расточка корпуса и ротор имеют специальные профили, и ось вращения ротора совершает переносное вращательное движение вокруг оси, совпадающей с центром симметрии расточки корпусов.

Трохоидные РПК имеют две основные детали — корпус и ротор. Теоретический профиль одной из этих деталей (исходный) выполняется по эпи- или гипотрохоиде, другой профиль (сопряженный) — по внутренней и наружной огибающей семейства соответствующих трохоид. Характеристики машины зависят от выбранной схемы и числа вершин у ротора. На практике применяют схемы с эпитрохоидной расточкой корпуса и ротором, грани которого спрофилированы по внутренней огибающей.

Компрессорами с катящимся ротором называют РК с двумя рабочими камерами, образуемыми цилиндрической расточкой корпуса, разделительной пластиной и ротором, который эксцентрично расположен по отношению к корпусу и ось вращения которого совершает переносное вращательное движение вокруг оси, совпадающей с центром симметрии расточки корпуса. Конструкции этих компрессоров с точки зрения технического обслуживания и ремонта содержат многие элементы, характерные для конструкций каждой из групп РК, рассмотренных ранее. В компрессорах динамического действия рабочий процесс осуществляется путем динамического воздействия на непрерывный поток сжимаемого газа.

Другие материалы

При проектировании холодильной установки в ее составе можно предусмотреть либо один одноступенчатый или многоступенчатый компрессор, либо несколько параллельно работающих компрессоров, каждый из...
В современной холодильной технике используются, как правило, поршневые, спиральные и винтовые компрессоры. Ротационные же, получившие широкое распространение в системах кондиционирования, в...
Принцип работы этого типа компрессора заключается в том, что внутри цилиндрического статора вращается эксцентрично установленный ротор, соприкасающийся с внутренней поверхностью цилиндра статора и...
Поршневые компрессоры одними из первых начали использоваться в холодильной технике. В течение длительного периода изготавливались горизонтальные компрессоры двойного действия с малым числом оборотов...
В компрессорах с масляной смазкой какое-то количество масла всегда уходит из картера в нагнетательный трубопровод и далее в холодильный контур. Уходящее масло подвержено влиянию температуры...

Отправьте нам сообщение, если Вас заинтересовала наша продукция

© 2005—2012 «ПензаТоргМеханика»
ПензаТоргМеханика, 440000, Россия, г. Пенза, ул.Калинина, 108Б, офис 211
(8412) 23-05-40 (отдел продаж)
(8412) 35-03-55 (бухгалетрия)
penzatm@yandex.ru
Карта сайта