Компрессоры и воздуходувки, технико-экономические показатели различных типов компрессоров, подбор.

В системах водоснабжения и водоотведения сжатый воздух низкого и высокого давления применяют в технологических целях, в водоочистных сооружениях и реагентных хозяйствах для приготовления растворов и суспензий реагентов на станциях аэрации.

Для подачи сжатого воздуха под малым давлением используют воздуходувки, под большим давлением - компрессоры и нагнетатели.

Воздуходувки - это центробежные машины, по устройству аналогичные центробежным насосам. Основным рабочим органом - воздуходувок является рабочее колесо. В зависимости от требуемого давления воздуходувки бывают одно - и многоступенчатые; обычно число ступеней не более четырех. Зависимости напора, расхода и мощности воздуходувок от частоты вращения рабочего колеса те же что и для центробежных насосов. Основные показатели работы воздуходувок зависят от давления и температуры засасываемого воздуха. Подача, напор и мощность воздуходувки пропорциональны давлению во всасывающем патрубке и обратно пропорциональны температуре засасываемого воздуха. Воздуходувки работают без охлаждения сжимаемого воздуха так как при развиваемых давлениях сжатия температура воздуха повышается только до 170 - 200 градусов С. Воздуходувные машины характеризуются подачей (нм³) развиваемым избыточным давлением (МПа) и мощностью (кВт).

Паспортные параметры воздуходувных машин (подача, конечное давление и мощность) приводятся при начальном атмосферном давлении Р₀ = 0,1 МПа и температуре Т = 20 - 25 град. С. При изменении абсолютного всасывания (при постоянной температуре) пропорционально изменяются подача V, конечное давление Р и мощность N:

P₀ / P^I₀ = P / P^I = V / V^I = N / N^I

При изменении температуры всасываемого воздуха параметры воздуходувных машин изменяются обратно пропорционально

T^I₀ / T₀ = V / V^I = N / N^I = P / P^I

Зная начальное и конечное давление воздуха и его начальную температуру, конечную температуру воздуха при адиабатическом сжатии можно найти из соотношения

T = T₀ (P/P₀)^0,286.

Помимо основного механического оборудования воздуходувные станции оснащаются системами воздухоподготовки, маслоснабжения и охлаждения.

Система воздухоподготовки предусматривает очистку воздуха на масляных самоочищающихся фильтрах типа КдМ от твердых частиц и примесей, вызывающих эрозионный и коррозионный износ и разбаланс ротора нагнетателя.

Система маслоснабжения предусматривает для нагнетателей индивидуальные установки маслоснабжения. Циркулирующее постоянное количество масла под давлением подается к подшипникам нагнетателя редуктора и к соединительной муфте. Охлаждение масла происходит в маслоохладителе водой, поступающей из системы охлаждения. Для защиты масла служит вспомогательная маслосистема.

Система охлаждения предназначена для охлаждения различных узлов агрегатов водой. При большом расходе охлаждающей воды и ее дефиците применяют циркуляцию воды с охлаждением в градирне.

На станциях аэрации на сооружениях, где требуются большие расходы сжатого воздуха с напором до 10 м, применяются турбовоздуходувки типа ТВ - однокорпусные центробежные с несколькими рабочими колесами одностороннего всасывания. Они характеризуются подачей от 2500 м³/ч и избыточным давлением от 0,04 МПа (ТВ – 42 – 1 – 1,4) до соответственно 18000 м³/ч и 0,6 МПа (78 – 300 – 1,6) и нагнетатели марок 360 – 22 - 2, 360 – 21 – 1 и 750 – 23 – 6 -центробежные с двумя ступенями сжатия. Корпуса чугунные с разъемами в горизонтальной и вертикальной плоскостях. В комплект агрегата входят: регулирующее устройство для поддержания постоянного давления на выходе; защитные устройство для сброса в атмосферу через выпускной клапан избытка воздуха; масляная система; контрольно-измерительные приборы; приспособления для сборки и разборки агрегата.

Подача и конечное давление нагнетателей колеблются от 270 м³/мин и 1,75 МПа (360 – 22 – 2) до 750 м³/мин и 1,65 МПа (750 – 23 – 6).

При напорах свыше 10 м применяют многоступенчатые турбовоздуходувки (до 30 м) или турбокомпрессоры (30 - 100 м).

Компрессоры - это установки, создающие давление > 0,3 МПа и имеющие искусственное (чаще водяное) охлаждение полостей, в которых происходит охлаждение газа.

Назначение компрессоров состоит в сжатии газов и перемещении их к потребителям по трубопроводным системам.

Компрессоры, применяемые для отсасывания газа из емкостей с вакуумом, сжимающие газ до атмосферного или несколько большего давления, называют вакуум-насосами.

Основными параметрами, характеризующими работу компрессора, являются объемная подача Q (исчисляется обычно при условиях всасывания начальное r₁, и конечное r₂ давления или степень повышения давления е = r₁/r₂ частота вращения и мощность N на валу компрессора.

Компрессоры, соответственно способу действия можно разделить на три основные группы:

-объемные,

- лопастные

- струйные.

По конструкции объемные компрессоры подразделяют на поршневые и роторные, а лопастные - на центробежные и осевые. Ориентировочные значения основных параметров компрессорных машин различных типов, применяемых в промышленности, приведены в таблице.

Тип	Назначение	Подача м3/мин	степень повышения давления	частота вращения h, об/мин.
Поршневые	Вакуум-насосы Компрессоры	0 - 100 0 - 500	1 - 50 2,5 - 1000	60 - 1500 100 - 3000
Роторные	Вакуум-насосы Газодувки Компрессоры	0 - 100 0 - 500 0 - 500	1 - 50 1,1 - 3 3 - 12	250 - 6000 300 - 16000 300 - 15000
Центробежные	Вентиляторы Газодувки Компрессоры	0 - 6000 0 - 5000 100 - 4000	1 - 1,15 1,1 - 4 3 - 20	300 - 3000 300 - 3000 500 - 45000
Осевые	Вентиляторы Компрессоры	50 - 10000 100 - 15000	1 - 1,04 2 - 20	750 - 10000 500 - 20000

Таблица 2.1. Основные характеристики компрессорных машин.

Поршневой компрессор (вертикальный) – используется в тех случаях когда необходимо при небольших подачах воздуха создать большое давление. Средняя теоретическая подача одной ступеникомпрессора и многоступенчатого компрессора определяется по формуле:

W_T = FSni,

где F - площадь поршня, м²; S - ход поршня; n - число двойных ходов поршня в 1 мин; i - число цилиндров.

Принцип действия такой же как и у поршневых насосов. При сжатии воздуха его температура повышается, а значит поршневые компрессорывыполняются с водяным охлаждением. Начальная температура воздуха 20^оС, конечная от 170-220 ^оС, т. к смазочные масла имеют температуру выгорания 220-260 ^оС, то конечные температуры сжатия являются опастными.

Значение объемного КПД находится в пределах 0,75 - 0,9. Поршневые компрессоры подают воздух неравномерно, поэтому их обязательно комплектуют воздушным резервуаром - ресивером. Для выравнивания давления воздуха который от компрессора подается толчками, а также для улавливания частиц масла и водяного конденсата, на напорной линии устанавливается воздухосборник (ресивер). Перед поршневым компрессором обязательно устанавливают фильтры тонкой очистки. Даже мелкие примеси могут нарушить работу поршневого компрессора.

В современных компрессорах процесс сжатия воздуха осуществляется в несколько последовательно включенных ступенях давления

Разновидностью компрессоров являются ротационные компрессоры(после поршневых)

Ротационные компрессоры относятся к классу машин вытеснения. Ротационные компрессоры выполняются главным образом пластинчатыми шиберными по конструктивной схеме, приведенной на рис. 2.20. Зубчатая конструкция здесь не применяется; поршневые конструкции радиального и осевого типов встречаются очень редко. Основным рабочим органом ротационного компрессора является ротор При вращении ротора пластинки, расположенные в пазах, под действием центробежных сил плотно прижимаются к стенкам цилиндра. Если ротор вращается по часовой стрелке, то воздух из всасывающего патрубка 4 заполняет отсеки, которые в дальнейшем разобщаются со всасывающим патрубком и постепенно уменьшаются в объеме. В результате происходит сжатие заключенного в них воздуха, который затем выбрасывается под повышенным давлением в нагнетательный патрубок 5. Для охлаждения цилиндр компрессора окружают водяной рубашкой 6, по которой непрерывно циркулирует вода.

При работе ротационного компрессора выделяется большое количество тепла вследствие значительного механического трения. Поэтому при степенях сжатия выше 1,5 корпус компрессора выполняют с водяным охлаждением.

Производительность пластинчатого компрессора зависит от геометрических размеров и числа оборотов.

Рис. 2.20. Схема ротационно-пластинчатого компрессора.

 

1 – ротор; 2 – свободно скользящие пластины; 3 – цилиндр; 4 – всасывающий патрубок; 5 – напорный патрубок; 6 – водяная рубашка.

Производительность до 500м³/мин и создают давление при одноступенчатой конструкции с промежуточным охлаждением до 0,5Мпа. Двухступенчатые конструкции с промежуточным охлаждением создает давление до 1,5Мпа.

Обычно пластинчатые компрессоры соединяются с электродвигателями непосредственно и поэтому число оборотов 1450, 960 и 735об в мин. Для получения более высоких давлений применяют последовательное соединение отдельных ступеней, рабочие колеса которых сажаются на общий вал. Такие компрессоры наз. многоступенчатые.

Многоступенчатые компрессоры выполняются в двух основных вариантах:

1) с дифференциальными поршнями и несколькими ступенями сжатия в одном цилиндре;

2) со ступенями сжатия в отдельных цилиндрах.

Для повышения экономичностиприменяют охлаждение. Бывает 3 варианта:

-охлаждение секций компрессора подачей воды в специально выполненные полости в отливке корпуса.

-охлаждение газа в охладителях устанавливаемые между отдельными группами ступеней

-комбинированное внутренее и выносное охлаждение газа.

Схема блока компрессорной установки

 

.

Основным оборудованием установки являются компрессор с двигателем, маслоотделитель, охладители и ресивер (воздушный баллон). Вспомогательное оборудование включает фильтр на всасывающей трубе компрессора, предохранительные клапаны и контрольно-измерительную аппаратуру.

Каждый компрессор снабжается ресивером (воздушным или газовым баллоном), основное назначение которого состоит в выравнивании кратковременных колебаний давления в цилиндрах компрессора. Кроме того, ресивер служит для отделения влаги и паров масла из газа; с этой целью устанавливают сепарирующие устройства. Ресиверы помещают снаружи помещения, потому что они взрывоопасны.

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: