Компрессорами называются машины, предназначенные для сжатия (компримирования) и перемещения газов. [1].
Актуальность:
Потребление газов вообще, а сжатых в особенности, в настоящее время достаточно велико. Особое значение компримирование газов играет в технологических процессах нефтеперерабатывающих и химических заводов. В технологиях современных химических заводов и предприятий нефтехимии внедряется все больше и больше технологических процессов, в которых участвуют всевозможные газы, сжатые до значительных давлений.
Цель: Раскрыть сущность и особенности применения современных компрессоров в промышленности.
Задачи:
1. Рассмотреть виды компрессоров
2. Рассмотреть классификацию компрессоров.
3. Изучить где применяются виды современных компрессоров
Компрессоры довольно широко распространены в любых отраслях. Любой тип компрессора имеет свою область применения, свои уникальные характеристики. И важно изучить эти характеристики и область применения, что бы использовать компрессор.
Глава 1. Понятия и классификация компрессоров
Сжатие и транспортировка большого объема газа при давлении, которое отличается от показателя атмосферного, широко применяется в химической отрасли и смежных с нею областях. Машины, которые осуществляют сжатие газа, называются компрессорами.
Для создания вакуума могут применяться любые типы компрессоров, но чаще всего используются поршневые и ротационные вакуум-насосы, которые по принципу действия схожи с компрессорами.
Компрессоры это агрегаты, в которых в процессе сжатия газа рабочая среда охлаждается. Степень сжатия в компрессорах превышает 3,5. Компрессоры используются для интенсификации различных процессов, а также в качестве отдельного оборудования в ряде отраслей. [2].
В зависимости от нагнетаемого рабочего давления все компрессоры разделяются на следующие типы:
- Вакуумные машины, в которых уровень начального давления газа ниже атмосферного;
- Низкого давления, где конечный уровень давления газа находится в пределах от 0,115 до 1,0 МПа;
- Высокого давления, где конечное давление составляет от 10 до 100 МПа;
- Сверхвысокого давления, в которых уровень конечного давления превышает 100 МПа.
Уровень конечного давления может нагнетаться компрессором, оснащенным одной ступенью (одноступенчатый агрегат), либо компрессор может иметь несколько последовательно работающих ступеней (многоступенчатый компрессор).
Неисправности и ремонт поршневых компрессоров
... осевые; поршневые; Компрессоры поршневого типа позволяют осуществлять сжатие газов до больших давлений. Классификация поршневых компрессорных машин. Современные вспомогательные компрессоры ДВС имеют ... компрессоры делят на пусковые и универсальные (для развитых энергетических установок). Пусковые наполняют воздушные баллоны для запуска дизелей. Универсальные используют для обеспечения работы ...
По принципу сжатия газа компрессоры бывают объемного и динамического типа. Объемные компрессоры сжимают газ за счет периодического уменьшения его объема. Данный тип компрессоров подразделяется на следующие группы:
- Поршневые (свободно-поршневые, роторно-поршневые, с механизмом движения, с кривошипно-шатунным механизмом, с кулисным механизмом, с кулачковым механизмом);
- Мембранные;
- Роторные (пластинчатые, жидкостно-кольцевые, с катящимся ротором, винтовые, шестеренчатые, роторно-поршневые).
Динамические компрессоры сжимают газ посредством создания непрерывного ускорения в потоке газа. Согласно принципу действия такие компрессоры подразделяют на два типа:
- Турбокомпрессоры (радиальные: центростремительные и центробежные, осевые, диагональные, вихревые);
- Струйные.
Совершенствование компрессоров в области экономических показателей имеет большое значение в настоящее время. Основными параметры, характеризующими работу компрессоров являются производительность Q, начальное давление p1, конечное давление p2, степень сжатия c, а также мощность на валу компрессора Ne.
Глава 2. Виды современных компрессоров
2.1 Общее описание объемных компрессоров, процесс сжатия газа
Объемные компрессоры сжимают газ за счет того, что периодически уменьшают его объем. Данный тип компрессоров подразделяется на три основные группы: поршневые, мембранные и роторные машины. Наиболее распространенными в данной группе являются поршневые и роторные агрегаты. Функционирование таких машин заключается во всасывании и вытеснении газа твердыми подвижными элементами механизма: поршнями, зубцами или пластинами, которые двигаются внутри цилиндров и корпусах специальных форм. [3].
В объемных компрессорах давление увеличивается путем удержания определенного количества газа и преобразование его в меньший объем. Наиболее распространенными типами объемных компрессоров являются поршневые и винтовые компрессоры.
Магистральные газопроводы, нефтехимические установки, нефтеперерабатывающие заводы и другие промышленные предприятия и сферы применения зависят от этого типа оборудования. Благодаря многим факторам включая, но не ограничиваясь, качеством исходных конструкций, адекватностью процесса технического обслуживания и эксплуатационных характеристик промышленные предприятия могут получить значительно варьирующиеся затраты по продолжению срока службы и надежность от их собственных установок.
Поршневые компрессоры обычно используются там, где требуется высокая степень сжатия на ступень (степень нагнетания к давлению всасывания) без высокой производительности и технологическая среда относительно сухая.
Роторные компрессоры имеют несложное конструктивное устройство, небольшой вес, отличаются по форме ротора и применяются во многих областях промышленности.
Рис. 2.1 Принцип действия объемных компрессоров
Объемный компрессоры имеют схожий принцип работы и имеют схожий механизм потерь. Однако относительная величина различных потерь может различаться от типа к типу. Так, например, потеря в результате утечки будет небольшой в масляном промышленном компрессоре с надежными поршневыми кольцами, но может быть значительной в сухом винтовом компрессоре, если он работает на низкой скорости, а давление увеличивается.
Компрессоры холодильных машин
... цилиндра — простого и двойного действия. В компрессорах простого действия сжатие паров происходит только при движении ... двигателем, бессальниковые, сальниковые. Рабочий процесс одноступенчатого поршневого компрессора Поршневой компрессор засасывает пары хладагента со стороны низкого ... компрессоры В холодильной технике применяют компрессоры с катящимся ротором-поршнем и вращающимся ротором. Компрессор ...
Все типы компрессоров имеют камеру сжатия, в которой находится газ при давлении нагнетания в конце процесса нагнетания. Для некоторых конструктивных типов этот объем может быть небольшим и значительным для других конструкций. Некоторые типы компрессоров, как например поршневые компрессоры могут иметь большое пространство сжатия, но при этом газ возвращается к давлению всасывания в цилиндре. В винтовом компрессоре газ расширяется до давления всасывания в пространстве сжатия.
Некоторые типы компрессоров, которые используют зафиксированные отверстия для нагнетания, рассчитаны для работы с определенным значением объема.
2.2 Общее описание поршневых компрессоров. Одноступенчатые и двухступенчатые. Вредное пространство
В соответствии с характером действия, поршневые компрессоры могут быть одинарного (или простого) действия и двойного действия. В агрегатах простого действия, за один ход поршня осуществляется одно всасывание или нагнетание. В компрессорах двойного действия, за один ход поршня осуществляется два всасывания или нагнетания.
По количеству ступеней сжатия поршневые компрессоры делятся на три типа: одноступенчатые, двухступенчатые и многоступенчатые. Ступенью сжатия принято называть часть компрессора, в которой газ сжимается до промежуточного или конечного давления.
Конструктивно, одноступенчатые компрессоры могут быть вертикальными или горизонтальными. Как правило, компрессоры с горизонтальной конструкцией являются машинами двойного действия, а компрессоры с вертикальной конструкцией относятся к агрегатам простого действия.
В одноступенчатом компрессоре простого действия с горизонтальным типом конструкции, поршень перемещается внутри цилиндра. Цилиндр оснащен крышкой, которая имеет всасывающий и нагнетательный клапаны. Поршень компрессора соединяется с шатуном и кривошипом. На валу кривошипа располагается маховик. В процессе хода поршня слева направо, в зоне между поршнем и цилиндром возникает разрежение. Разность давления в линии всасывания и цилиндре заставляет открываться клапан, в результате чего газ поступает в цилиндр. Когда поршень совершает обратное движение справа налево, всасывающий клапан закрывается, и газ в цилиндре сжимается до уровня давления p2. Далее, через клапан газ вытесняется в линию нагнетания. Цикл завершается и повторяется снова.
Рис. 2.2 Виды поршневых компрессоров
2.3 Общее описание и применение поршневой компрессорной установки
Поршневой компрессор извергает пульсирующий поток конденсата, который представляет собой газ, загрязненный остатками смазочного масла. Компрессорная установка оснащается рядом дополнительных устройств, которые способны сделать данный поток газа пригодным для употребления.
Рис. 2.3 Технологическая схема двухступенчатой компрессорной установки.
Подсасываемый воздух проходит очистку в фильтре, после чего последовательно подается в ступени сжатия. Сжатый газ подвергается охлаждению, а конденсат, который выделяется из напорного трубопровода, осаждается. После этого, сжатый газ подается в котел с наддувом, который выступает как ресивер для пульсирующего потока газа. Обратный клапан не дает сжатому газу вернуться, в случае остановки компрессора. [4].
Конструкция компрессоров
... компрессоров. Винтовые компрессоры являются подтипом роторных компрессоров. Винтовые компрессоры отличаются высокой надёжностью и малыми габаритами. Мембранный компрессор по принципу действия скорее можно отнести к поршневым компрессорам. Сжатие ... Конструкция винтового компрессора ... компрессора представлен на рис. 1. При движении поршня 2 слева направо давление газа в цилиндре становится меньше давления ...
Поршневые компрессорные установки широко используются во многих отраслях промышленности. Их функция состоит в подаче сжатого воздуха как источника энергии в технологических процессах. Так, сжатый воздух применяется для транспортировки сыпучих веществ, активации пневматических систем, в области производства стекла и пластиковой тары и т.п.
2.4 Технологическая схема двухступенчатой компрессорной установки. Общее описание и применение роторных компрессоров
В процессе вращения массивного ротора, газ захватывается в пространства между лопастями и перемещается от всасывающего патрубка к нагнетательному патрубку. После чего газ вытесняется в трубопровод. Вал роторного компрессора может соединяться с валом приводного двигателя через редуктор или без него. Благодаря этому установка отличается компактностью и небольшой массой.
В корпусе такого агрегата располагается ротор, оснащенный двумя лопатками. Перед запуском агрегата, его наполовину заполняют водой. По мере того, как ротор совершает вращательные движения, вода отбрасывается к периферии и образуется ровное водяное кольцо. В пространстве между лопатками ротора и водяным кольцом возникают ячейки, объем которых увеличивается во время первого оборота ротора и уменьшается во время второй половины. Патрубок засасывает газ, который затем сжимается компрессором. Поршень играет роль водяного кольца, при помощи которого меняется объем рабочих камер компрессора. Данный компрессор не способен нагнетать высокий уровень давления, поэтому данный тип машин часто применяют как вакуумный насос или газодувку.
Роторные компрессоры получили широкое применение в химической промышленности, а также в процессах дутья в некоторых металлургических печах.
2.5 Общее описание динамических компрессоров и их применение. Турбогазодувки, турбокомпрессоры, осевые компрессоры
К динамическим компрессорам принято относить такие агрегаты как центробежные, струйные и осевые машины.
Принцип действия центробежных компрессоров аналогичен центробежным насосным установкам. К данному типу относятся турбогазодувки, турбокомпрессоры и осевые компрессоры.
Турбогазодувки одноступенчатого типа относятся к разновидностям вентиляторов высокого давления и способны сжимать газ до 3·104 Па. Колесо, оснащенное лопатками, совершает вращательные движения внутри направляющего аппарата. Направляющий аппарат размещен внутри корпуса, выполненного в виде спирали. Кинетическая энергия газа преобразуется в потенциальную энергию давления, газ сжимается и выходит через патрубок.
Газодувки многоступенчатого типа оснащаются 3 или 4 колесами с лопатками, газ между ступенями охлаждению не подвергается. Благодаря тому, что диаметры колес одинаковы, а ширина снижается к каждому последующему колесу, газ сжимается без изменения числа оборотов вала и формы лопаток. Показатель степени сжатия газа варьируется в рамках 3-3,5.
Турбокомпрессоры (или центробежные компрессоры) имеют устройство схожее с турбогазодувками, но они способны создавать более высокую степень сжатия. Данный тип машин работает по динамическому принципу, т.е. они создают статическое давление посредством преобразования кинетической энергии в статическую энергию. Турбокомпрессоры оснащены большим числом колес, диаметр и ширина колеса уменьшается к каждому последующему. Довольно часто колеса располагаются в разных корпусах. В пределах одного корпуса, диаметр колес одинаковый, но ширина колес отличается. Промежуточные холодильники между корпусами охлаждают газ. Центробежные турбокомпрессоры способны нагнетать давление от 2,5 до 3,0 МПа. В зависимости от формы рабочего колеса, выделяют радиальные или осевые компрессоры. [5].
Переработка нефти и газа
... ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ КЕРОСИНЫ И ПР. РАСТВОРИТЕЛИ НЕФТЯНЫЕ БИТУМЫ Рисунок 11. Продукты переработки нефти 14 2 Переработка газа В отличие от нефти, природный газ не требует большой предварительной переработки для ... и углекислый газ. Компрессорная станция 1-й ступени 3 предназначена для перекачки сырьевого («сырого») газа. Сжатие осуществляется в одну, две или три ступени газомоторными компрессорами ...
Корпус осевого компрессора выполнен в форме цилиндрического патрубка. Внутри корпуса вращается рабочее колесо, которое оснащено лопатками. Воздух перемещается вдоль оси вала, что обеспечивает высокий КПД. Осевые компрессоры являются компактными конструкциями. Давление, которое они создают, не превышает 0,5-0,6 МПа.
Динамические компрессоры работают в составе двигателей самолетов и вертолетов, в составе систем нагнетающих воздух, системах вентиляции и перекачивания газа.
2.6 Общее описание и применение винтовых компрессоров
Винтовые компрессоры широко применяются для сжатия воздуха и газов под давлением не более 2 МП. К преимуществам винтовых компрессоров принято относить надежность, небольшую массу и габариты. Данные машины часто применяют на передвижных компрессорных станциях взамен поршневых. Показатель производительности таких станций не превышает 0,1 м3/с, давление в пределах 0,8 МПа. Винтовые компрессоры целесообразно применять для сжатия легких газов (гелий, водород и т.п.) вместо центробежных машин.
Винтовые компрессоры обладают рядом преимуществ.
Прежде всего, в отличие от поршневых машин, движущиеся части все вращаются и как результат могут работать на гораздо больших скоростях. Во-вторых, в отличие от лопастных машин, усилие соприкосновения внутри них низкое, что делает их очень надежными. Также в отличие от других типов компрессоров, все уплотнительные линии соприкосновения уменьшаются в длине, как только размер рабочей камеры уменьшается, и давление в ней увеличивается, это минимизирует выход газа из камеры вследствие утечки во время процесса сжатия или расширения.
Винтовые компрессоры используются сегодня для большого количества применений.
Винтовой компрессор — это машина объемного типа, которая работает без необходимости во всасывающих и нагнетательных клапанах. У нее есть возможность автоматически менять объем всасывания одновременно с понижением потребляемой мощности при частичной нагрузке. Винтовые компрессоры предоставляют намного больший рабочий диапазон и более низкие затраты на техническое обслуживание чем типичные поршневые компрессоры. Эти машины также меньше по размерам и создают меньший уровень вибрации, чем поршневые машины.
Винтовые компрессоры широко используются сегодня в химической и нефтехимической промышленности, газопереработке, в нефтяном секторе. Типичное применение включает охлаждение с использованием углеводородов, фторуглеводородов, а также аммиачного хладагента, улавливание паров и газов, сжатие топливных газов, природного газа, газа из органических отходов, хвостовых газов, СО2 и гелия.
Последние 20 лет винтовые машины стали популярны в газовой промышленности, там, где требуется дожимная техника и актуален сбор газов. Также в последние годы наметился рост их использования в сфере газов, растворенных в нефти.
Расчет винтового комперессора
... эффективность и техническая целесообразность применения винтовых компрессоров определяется следующим: 1) винтовой компрессор можно эксплуатировать в широком ... площади торца винта на соответствующее давление газа у торцов всасывания и нагнетания. В ... влияние динамических условий работы на долговечность подшипника; коэффициент, учитывающий влияние температурного режима работы на долговечность ...
Понижение пластового давления потребовало от промышленности найти новые более гибкие альтернативы традиционным поршневым компрессорам. Также свой вклад вносят государства и организации, борющиеся с загрязнением окружающей среды, требуя от промышленности консервировать газы, которые обычно выбрасываются в атмосферу в различных областях, связанных с попутными нефтяными газами.
Маслозаполненные винтовые компрессоры широко используются в различных областях применения, связанных с воздухом и охлаждением более пятидесяти лет. До начала 1990х годов эти машины не были серьезно представлены в газовой промышленности. До этого времени для сжатия природного газа повсеместно использовались в основном поршневые компрессоры. В случае освоенных месторождений и при пониженном пластовом давлении стали применяться винтовые компрессоры и как альтернатива и в дополнение к поршневым компрессорам.
Т.к. производители стараются увеличить рабочие показатели своих агрегатов, многие винтовые компрессоры для тяжелых условий эксплуатации предназначены для работы с давлением на всасе примерно 150 psig и давлением на нагнетании до 450 psig. Есть некоторые винтовые компрессоры, которые могут работать и с большими значениями давления при использовании корпуса из стального литья, но это редкость в газовой промышленности из-за капитальных затрат.
Винтовые компрессоры обычно используются для многих технологических газов, охлаждения по ходу технологического процесса, областей применения в газовой промышленности, включая автономное дожимное оборудование скважин, систем сбора газа низкого давления, дожимное оборудование низкой ступени для поршневого компрессора, для сжатия топочных газов, попутного нефтяного газа и систем сжатия УЛФ. Они используются для областей применения связанных с очищенными и сырыми газами, кислым газом, где концентрация H2S и/или CO2 более 80%. Винтовые компрессоры могут быть использованы для летучих газов таких как водород и для газов с большим молекулярным весом и удельной вязкости до2.0.
Сегодня винтовые компрессоры благодаря их широкому рабочему диапазону, диапазону изменения нагрузок, низким затратам на техническое обслуживание можно встретить там, где встречается газ из нетрадиционных источников.
В газовом применении винтовые компрессоры могут иметь рабочий диапазон от примерно 50 до 1500 лошадиных сил и оснащаться как электроприводом, так и приводом от двигателя
Винтовые компрессоры имеются в безмасляном и маслозаполненном исполнении. В конце 1950х годов шведская компания создала технологию с использованием масла в винтовом компрессоре и улучшила профиль ротора для достижения большей объёмной производительности и степени сжатия. После этого они дали лицензию многим производителям компрессорного оборудования по всему миру. Безмасляные винтовы компрессоры используются для технологических газов с 1970х годов. Маслозаполненные винтовые компрессоры используются во многих областях применения связанных с производственным процессом с 1980х годов.
Область применения безмасляных машин включает все технологические процессы, которые чувствительны к примесям в рабочей среде или там где смазочное масло может быть загрязнено рабочей средой. Они используются во многих уникальных областях применения для бутадиена, рециркуляционного газа стиролового мономера, кальцинированной соды, линейного алкилбензола и др. Во многих случаях использовался впрыск воды для охлаждения процесса сжатия.
Получение и использование сжиженных газов
... линде Рис.2. Схема машины Клода Рассмотрим принцип действия этой машины. Газ подвергается изотермическому сжатию в компрессоре K, откуда он поступает в теплообменник E1. Здесь он ... частности охлаждения, обусловленного его неидеальностью, так как расширение идеального газа в пустоту не сопровождается изменением его температуры. Газ при достаточно большом, но постоянном давлении вынуждают протекать ...
Маслозаполненные винтовые компрессоры могут достигать немного большего коэффициента полезного действия чем «сухие» компрессоры и могут использовать масло для охлаждения.
С увеличением использования сепараторов для синтетических масел в последние 20 лет произошло значительное смещение использования в пользу маслозаполненных винтовых компрессоров во многих областях применения. Большинство применяемых сегодня винтовых машин для сжатия газов впрыскивают масло в рабочую область для смазки, уплотнения и охлаждения в количестве приблизительно равном от 10 до 20гал/мин на 100лс. Использование такого большого количества масла позволяет передать тепло выделяемое в процессе сжатия маслу и делает возможным низкие температуры на нагнетании даже при высокой степени сжатия.
Ограничением в использовании винтовых компрессоров могут послужить диапазон давлений и температур и максимально допустимая скорость компрессора. Безмасляные компрессоры могут быть загружены механическим путем с перепадом давления до 12 бар, а маслозаполненные компрессоры до 20 бар. Более высокий перепад давлений также возможен в некоторых случаях. Производительность в этих компрессорах может быть до 60,000 м3/ч.
Винтовые воздушные компрессоры относятся к наиболее часто используемым типам воздушных компрессоров. Винтовые компрессоры могут подавать сжатый воздух непрерывно и они относительно не очень шумные. Они отличаются экономичным энергопотреблением и могут работать 24часа в сутки 7 дней в неделю на протяжении многих лет.
Компрессоры винтового типа в основном используются там, где существует большая потребность в сжатом воздухе. Имеются два типа компрессоров безмасляные и с впрыском масла.
Типичные области применения:
1. компрессоры для заполнения и опорожнения вагонов для перевозки сыпучих грузов и силоса.
2. стационарные компрессорные установки в химической промышленности и технологических процессах.
3. холодильные компрессоры в системах кондиционирования воздуха
4. компрессоры для подачи сжатого воздуха для пневмоинструмента для резки, сверления, забивания и шлифовки, для пневмоприводов и клапанов, вентиляционных систем, упаковки и укладывания на паллеты, для краскораспылителей и конвейерных систем.
Ниже приведены более подробно некоторые примеры применения винтовых компрессоров в различных отраслях промышленности:
Цементная промышленность:
Сжатый воздух используется для различных областей применения в цементной промышленности (пылесборники, воздушные ножи, пневматические муфты, пневмоприводы и пылесборные системы фильтрации).
Электростанции:
Электростанции работают круглосуточно и непрерывная подача сжатого воздуха является здесь критичной для безаварийной работы.
Автомобильная:
Воздух без содержания масла используется в производственном процессе (пескоструйная обработка, пневматические инструменты, удаление покраски, пыли, надувка шин и т.д).
Нефть и газ. Природные источники и применение
... жизни природного газа, нефти и нефтепродуктов не только старшеклассникам, но и учащимся основной школы в ходе изучения ими курса химии. Глава 1. Роль нефти и газа в современной химии 1.1 ... источников углеводородов. Известно, что смесь газов, подобная по составу природному газу, образуется при разложении без доступа воздуха остатков растительных и останков животных организмов. Подходящие условия ...
Сталеобрабатывающая промышленность:
Воздух подается в печь для нагрева стали и охлаждения рулонной стали (подача воздуха на горелки, охлаждение литья для пескоструйной обработки и тд.)
Химическая промышленность:
Давление воздуха используется для транспортировки жидкостей под давлением, емкостей под давлением, в резервуарах для аэрации, точечного охлаждения, синтеза аммиака, автоматических системах контроля и др.
Пищевая промышленность:
Винтовые компрессоры используются в производственных процессах (смешивание смесей, транспортировка жидкостей под давлением, осушка продукции, охлаждение порошков, процессе упаковки и тд.)
Машиностроение:
Охлаждение станков, сжатый воздух для робототехники, удаление обрезков таких как куски, порошок металла, пневмоинструмента и тд.
Фармацевтика:
Производство лекарств, аэротенки, для упаковки лекарственных средств.
Сжатый воздух используется для буров и пневмоинструмента (пневмодрели, молотки, пневматических клепальных молотов, гайковерты и тд.) для покрасочных работ, транспортировки грунтовых и сточных вод под давлением, сооружении свай и тд.
Горная промышленность:
Экскаваторы, транспортировка угля и руды с использованием давления воздуха, закачка кислорода в шахты, пылесборные системы фильтрации.
Целлюлозно-бумажная промышленность:
Воздух без содержания примесей масла используется во многих технологических циклах производственного процесса, таких как смешивание, распыление порошка, осушка продукции.
Хотя винтовые компрессоры на сегодняшний день, хорошо разработанный продукт, большой вклад технических наук в виде компьютерного моделирования и математического анализа на стадии проектирования делают дальнейшие улучшения в кпд и сокращение размеров и расходов возможными. Очевидно, что изменения грядут и в нефтехимической, химической и газовой промышленности. Винтовые компрессоры на данный момент уже доказали свое место центральной части во многих системах и заслужили репутацию надежных, эффективных, эксплуатационно гибких и не требующих больших затрат на техническое обслуживание.
2.7 Применение объемных компрессоров
компрессор установка применение технологический
Объемные компрессоры широко используются для технологических процессов, где требуется сжатие воздуха, технологических газов и хладогентов. Компрессоры объемного типа можно встретить на химических производствах, в сельском хозяйстве, в электронике, металлургии, в пищевой промышленности, фармацевтической промышленности, в пневмотранспорте и прочих
Объемные компрессоры применяются как при добыче газа так и при улавливании паров, когда требуется транспортировка рабочих сред. Компрессоры объемного типа используется для областей применения, где условия для технологических газов и состав газа могут варьироваться, в этом случае чаще всего применение находят безмасляные винтовые компрессоры. Винтовые компрессоры также хороший выбор там, где требуется экономичная работа. Они могут легко обрабатывать газы с содержанием примесей, сжиженный газ, топливный газ. [7].
Для создания воздуха низкого давления, перемещения природного газа, подаче газа высокого давления во время бурения скважин и для различных областей применения при производстве или химических процессах, которые требуют воздух среднего или высокого давления применяют также представителя объемного типа компрессоров — большие многоцилиндровые многоступенчатые поршневые компрессоры. Эти компрессоры могут применяться на месторождениях и иметь дистанционное управление или на входе газовой установки, где происходит сжатие сырого, влажного (с содержанием воды или углеводородов) и возможно кислого (с содержанием сероводорода) природного газа. Эти компрессоры устанавливают также на разгрузочном конце газовой установки, где сжимается полностью чистый и сухой газ для потребителей и подается в магистраль.
Поршневые компрессоры
... типами объемных компрессоров являются поршневые. 2. Устройство и принцип действия поршневого компрессора Поршневые компрессоры являются машинами объемного действия, предназначенные для сжатия и перемещения газов по трубопроводам. В объемных поршневых компрессорах давление газа повышается за ...
2.7.1 Применение поршневых компрессоров на современных предприятиях
Использование поршневых компрессоров в промышленности стартовало еще в начале прошлого столетия. Это один из первых изобретенных типов компрессоров, который способствовал прогрессу и развитию производственных мощностей, с которыми мы имеем дело на сегодняшний день. Область применения компрессоров, которые используют силу движения поршня при сжатии рабочих сред, достаточно многообразна.
В поршневых компрессорах, сжатие среды происходит вследствие движения поршня. Когда компрессор работает, поршень движется вверх и вниз в цилиндре. Система клапанов используется, чтобы впустить сжимаемую среду в агрегат и выпустить затем сжатую среду.
Область применения определяется в первую очередь наличием неоспоримых преимуществ компрессоров данного типа.
Преимущества поршневых компрессоров:
1. создание высокой степени сжатия (нижняя граница производительности без ограничений)
2. высокий кпд
3. относительная умеренная стоимость
4. техническое обслуживание удобно (простое внутреннее устройство)
5. возможность использования в качестве дожимного оборудования
Благодаря этим преимуществам можно предположить, что поршневой компрессор для воздуха или газа ещё долго будут использовать во многих технологических процессах в различных предприятиях.
Поршневые промышленные компрессоры используют в таких технологических процессах, где актуальны высокая надежность и работоспособность при длительной непрерывной эксплуатации.
Создание безцилиндровой смазки открыло новые перспективы в применении поршневых компрессоров. В этом случае произошла смена уплотнителей поршня и сальников на самосмазываемый тип, с применением композиционных материалов, что в результате предотвращает износ цилиндров и штоков и как следствие обеспечивает правильно функционирующий технологический процесс на производстве.
Многие нефтеперерабатывающие заводы практикуют использование компрессоров без смазки цилиндров и сальников. Применение поршневых сухих компрессоров при производстве пропилена оправданно т.к не происходит адсорбирования масла на алюмогеле в процессе осушки пропилена.
Поршневые компрессоры хорошо зарекомендовали себя при работе со сжатым воздухом — важнейшим ресурсом большинства промышленных предприятий. Бесперебойное производство сжатого воздуха основное условие для нормального функционирования предприятия в целом.
Когда существует небольшая потребность в сжатом воздухе, актуальным становится использование полупрофессиональных поршневых установок и бытовых поршневых компрессоров. Бытовые поршневые компрессоры обычно используют в мастерских, занимающихся ремонтом, на станциях техобслуживания автомобильного транспорта, при строительных работах.
Их отличия компактный дизайн, приемлемая стоимость, работа в условиях малых и повышенных нагрузок. Одноступенчатые компрессоры для давлений преимущественно примерно до 8 бар, в то время как версии с несколькими ступенями могут производить до 16 бар. При этом режим работы с перерывами. Уровень нагрузки компрессора с воздушным охлаждением не должен превышать 60-70%. Некоторые производители рекомендуют максимальное время работы в день для таких установок до 4часов и после 2х минут работы желателен перерыв на 1,5 минуты.
2.8 Применение центробежных компрессоров
Центробежные компрессоры, также называемые радиальными компрессорами, являются критичным оборудованием для многих применений в различных областях промышленности.
Эти машины предоставляют надежное сжатие в очень компактных конфигурациях. Центробежные компрессоры различают между собой по типу конструкции (горизонтальные или вертикальные), по профилю лопаток на рабочем колесе, по толщине стенок частей под определенное рабочее давление.
Их прямое назначение заключается в сжатии жидкости, газа или смеси газа и жидкости в небольшой объем с одновременным увеличением давления и температуры сжимаемой среды.
Центробежные компрессоры относятся к классу динамических машин или турбокомпрессорам. Прогресс в производственных методах стал ключевым фактором в развитии современных высокотехнологичных турбомашин. Основные динамические компоненты в центробежном компрессоре — это направляющие лопасти, рабочее колесо, диффузор, спиральная камера и боковой выход. Импеллеры отвечают за всю работу, производимую с потоком среды и поэтому невозможно достичь эффективности во всем компрессоре или ступени компрессора без рабочего колеса, спроектированного надлежащим образом.
Центробежные компрессоры используются в большом количестве различных применений, где требуется процесс сжатия:
1. нефтегазовая промышленность
2. установка для разделения воздуха
3. металлургия
4. горнодобывающая промышленность
Центробежные компрессоры используются:
1. в химической и нефтехимической промышленности при производстве этилена и пропилена, ароматических углеводородов, при сжижении газа, для сжатия водорода, СО, метанола, аммиака и тд.
2. в переработке нефти на установках каталитического крекинга, печах риформинга, при сероочистке.
3. при переработке природного газа на установках для сжижения газа, газоперерабатывающих установках.
4. для механического сжатия паров (для уплотнения паров создаваемых маточной жидкостью, повышая и давление, и температуру) при опреснении морской воды и в целлюлозно-бумажной промышленности.
5. для улавливания и хранения углекислого газа. СО2 улавливают непосредственно у источника, не допуская выброса в атмосферу, а затем транспортируют в заданное место.
6. в энергетике для нагнетания топливных газов, удаление серы из топочных газов, подачи воздуха при продувке сажи, для подачи технологического воздуха, в качестве воздушных компрессоров пневмораспыла для газовых турбин.
Компрессоры центробежного типа используют для тех областей применения, где сжимается нефтяной попутный газ. На скважинах имеется смесь углеводородов, и задача состоит в разделении нефти от летучих компонентов. На нефтепромысловых объектах также есть ряд областей, где требуется применение компрессоров. Наиболее типичным является рекомпрессия выделяемого газа и подача в газопровод. Сжатие газа также может потребоваться для компримирования в пласт как временная мера перед продажей или для поддержания давления газа в пласте.
Центробежные компрессоры используют также на установках улавливания газов, где газ c газовых месторождений сжимается, либо подается на газовые установки или трубопроводы. Газ обычно идет из нескольких скважин с разным уровнем давлений. Газ сжимается примерно до 70-100 бар. Обычно небольшие компрессоры устанавливают в непосредственной близости от скважины, которые подают газ в газовую станцию. На некоторых газовых месторождениях понижают уровень давления входного газа, чтобы разделить газ и жидкость.
На газовых установках, которые производят сухой газ и продукты сжиженного нефтяного газа (пропан, этан, бутан) центробежные компрессоры участвуют в следующих процессах сжатия:
1. вспомогательное сжатие (на входе) подогнать давление подаваемого газа на вход под давление установки.
2. рекомпрессия, когда давление природного газа с установки подгоняют под давление трубопровода.
Газовые центробежные компрессоры используются для впрыска газа из трубопроводов в подземные газовые хранилища и наоборот. Природный газ с содержанием H2S и СО2 (кислый газ) в некоторых случаях сжимают необработанным.
Центробежные компрессоры приходят на смену поршневым компрессорам для подачи СО2 при производстве удобрений (в частности мочевины).
Компрессоры этого типа также используются в небольших двигателях газовых турбин вспомогательных источников энергии и небольших авиационных газовых турбинах.
Заключение
В заключении, необходимо отметить, что компрессоры довольно широко распространены в любых отраслях и в наше время. Любой тип компрессора имеет свою область применения, свои уникальные характеристики, что позволяет им оставаться востребованными и по сей день. Но прогресс не стоит на месте и необходимо разрабатывать все новые и более усовершенствованные установки.
Мы выяснили, что компрессоры применяются в различных отраслях, где необходим сжатый воздух
- Компрессоры применяются для транспортировки природного газа в трубопроводе. Так, газ перемещают от места производства к потребителю.
— Широко компрессоры применяются на нефтеперерабатывающих заводах, на заводах по переработке природного газа, нефтехимических и химических заводов, а также аналогичных крупных промышленных предприятий, где необходимо сжатие промежуточных и конечных продуктов газов.
- Компрессор применяются в системах охлаждения воздуха.
- Компрессор применяются для заправки газом баллонов высокого давления как для медицинских целей так и для сварки.
- Во многих производственных и строительных процессах компрессоры применяются как источник питания пневматических инструментов и т.д.
На сегодня компрессоры используют практически во всех сферах промышленной деятельности. Без компрессора на сегодня невозможна работа целых промышленных комплексов.
Список использованной литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/vintovyie-kompressoryi/
1. Абдурашитов С. А. Насосы и компрессоры. — М.: Недра, 1974.
2. Воронецкий А. В. Современные центробежные компрессоры. — М.: Премиум Инжиниринг, 2007.
3. Михайлов А. К., Ворошилов В. П., «Компрессорные машины» М.: Энергоатомиздат, 1989.
4. Френкель М. И. Поршневые компрессоры. — М.-Л.: Машгиз, 1960.
5. Воронецкий А.В. Современные компрессорные станции (Концепции, проекты, оборудование).
— М.: ООО «Премиум Инжиниринг», 2008.
6. Пластинин П.И. Поршневые компрессоры. Том.1. Теория и расчет / 2-е изд. переработано и доп. -М.: Колос, 2000.
7. Захаренко С.Е., Анисимов С.А., Дмитревский В.А. и др. Поршневые компрессоры. — М.;Л. Машгиз, 1961.
8. Сафин А.Х. Тенденции в технико-экономической структуре производства и развитии компрессорного оборудования. — Компрессорная техника и пневматика. 2002.
9. Гриб В.В., Сафонов Б.П., Жуков Р.В. Динамика механизма движения поршневого компрессора с учетом зазоров в подвижных соединениях. — Вестник машиностроения. 2002.
10. Береснев В.Н. Некоторые результаты исследований виброхарактеристик поршневого компрессора // Машины и аппараты холодильной техники и кондиционирования воздуха. — Л.,1978
