Общие сведения о компрессорах
Компрессорами называются машины, предназначенные для сжатия (компримирования) и перемещения газов. 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.
О степепи использования сжатых газов на этих заводах свидетельствует тот факт, что на их компримирование расходуется около 40% мощностей в общем балансе заводских энергозатрат.
К наиболее емким по потреблению сжатых газов можно отнести предприятия органического синтеза — производства синтетических спирта, каучука и аммиака, а также производства полимеров.
Сырьем подобных производств служат газы, которые в процессе их технологических превращений необходимо сжимать до значительных давлений: 3—4 МН/м2 при получении синтетического спирта и до 300 МН/м2 при получении полиэтилена. До широкого внедрения в процессе добычи пефти метода погружных насосов основным методом извлечения ее из недр являлся компрессорный способ.
Открытие природных месторождений газа, необходимость доставки его в населенные пункты и промышленные предприятия способствовали созданию очень протяженной и разветвленной сети газопроводов, транспорт газа по которым немыслим без применения компрессоров высокого давления, развивающих большие подачи. Достаточно отметить, что через каждые 100—150 км газопроводов необходимо устанавливать компрессорные станции, перекачивающие до нескольких миллионов кубометров газа в сутки.
Классификация компрессорных машин по принципу действия
Поршневые компрессоры, принцип действия которых основан на сжатии газа в замкнутом пространстве при уменьшении его объема. Изменение объема происходит вследствие возвратно-поступательного движения поршня в полости цилиндра.
Центробежные компрессоры, в которых давление газа создается за счет центробежных сил, возникающих во вращающемся газовом потоке.
Разновидностью центробежных компрессоров являются осевые компрессорные машины, принцип действия которых основан на сообщении частицам газа осевой скорости, т. е. на повышении кинетической энергии потока.
Ротационные компрессоры, являющиеся разновидностью поршневых компрессоров.
Под общим названием ротационных компрессорных машин объединяется обширный класс компрессоров и газодувок, у которых процесс сжатия газа протекает в непрерывно уменьшающемся замкнутом объеме, заключением между вращающимся ротором и корпусом или между двумя роторами. В то же время они относятся к компрессорным машинам объемного типа и являются по существу разновидностью поршневых компрессорных машин. Различают ротационно-пластинчатые, водокольцевые, двухроторные и винтовые компрессоры.
Перед тем, как винтовой компрессор купить, следует узнать устройство его работы, чтобы выбрать компрессор с нужными характеристиками.
В корпусе винтового компрессора вращаются два ротора: ведущий и ведомый. Поверхности роторов выполнены в виде винтов и находятся в зацеплении таким образом, что выступы ведомого вала входят во впадины ведущего. При всасывании газа из рабочей зоны газ попадает во впадины ведущего ротора, которые выполняют роль цилиндров. Роль поршня выполняют выступы ведомого вала, которые, заполняя последовательно всю длину канала, образованного впадинами, постепенно осуществляют сжатие газа. В момент, когда сечение впадин оказывается перед нагнетательным отверстием, газ, сжатый до конечного давления, поступает в систему нагнетания. Процесс сжатия газа осуществляется и во впадинах ведущего ротора при заполнении их выступами ведомого ротора. Таким образом, винтовые компрессоры являются типичными представителями компрессоров объемного типа.
Применение компрессоров в промышленности
Применение компрессоров в промышленности идет в направлении достижения различных целей.
1. Сжатый газ является аккумулятором энергии, которая может расходоваться для привода в движение различных машин и механизмов. Таково применение сжатого газа (воздуха) в пневматических молотах, для привода пневматических инструментов в горном и строительном деле, для привода в движение механических пневматических тормозов.
Во взрывоопасных цехах химических и нефтехимических производств сжатый воздух используется для привода в движение грузоподъемных средств, кранов, тельферов, а также для работы приборов и автоматизации производственных процессов. В этих случаях работа компрессоров связана с получением энергоносителя. Примером использования сжатых газов как энергоносителя являемся применение его в эжекторах для перемещения различных жидкостей, а также для создания разрежения в технологических аппаратах. Компрессоры, предназначенные для этой цели, должны поддерживать давление в воздухораспределительной сети на определенном заданном уровне.
2. Компрессорные машины используются для перемещения газов по трубопроводам. Обычно применение компрессорных машин, создающих небольшие давления (вентиляторы и газодувки), связано с необходимостью только перемещения газа. Компрессоры, используемые для транспортировки газов, должны удовлетворять условиям, обеспечивающим необходимую подачу.
3. В технологических производствах, связанных с процессами, протекающими в газовых средах, компрессоры должны создавать необходимое давление в системах и развивать подачу определенного количества газа, являющегося сырьем.
Компрессоры, служащие для отсасывания и нагнетания паров хладагентов — так называемые холодильные компрессоры, — выделяются в отдельную группу. У них в связи с особенностью выполняемых ими функций изменена конструкция некоторых узлов и деталей: цилиндров, рабочих клапанов, поршня и др.
В настоящее время в промышленности используется большое число компрессорных машин для компримирования газов с самыми разнообразными физическими свойствами.
С. А. Абдурашитов, А. А. Тупиченков, И. М. Вершинин, С. М. Тененгольц. Насосы и компрессоры. М., Издательство «Недра», 1974 г.
