Способы регулирования подачи

Расход сжатого газа часто изменяется в широких пределах в зависимости от нужд потребителя, особенностей режима работы аппаратов и машин, к которым по­дается газ. Кроме того, номинальная подача выпускаемых компрессоров не всегда соответствует требованиям потребителя. Возникает необходимость регулировать подачу компрессора. Регулирование возможно следующими способами:

- изменением частоты ходов поршней;

- изменением мертвого пространства в цилиндре;

- перепуском газа с выкида во всасывающую линию;

- дросселированием потока на приеме у компрессора;

- воздействием на клапаны компрессора;

- остановками компрессора.

Для изменения частоты ходов поршней необходимо изменить частоту враще­ния коленчатого вала. При этом регулировании подачи не возникает перераспреде­ление отношения давления между ступенями, конструкция компрессора не услож­няется. Обычные приводы компрессора (электродвигатель переменного тока и дви­гатель внутреннего сгорания) не допускают изменения частоты вращения вала в не­обходимых пределах и с достаточной экономичностью. Это регулирование можно осуществлять заменой двигателей с разной частотой вращения вала. Введение ре­дуктора намного усложняет всю установку.

Перепуск газа с выкида на всасывание естественно ведет к значительному увеличению удельной работы (на сжатие 1 м³ газа). Выгодно осуществлять перепуск после I ступени компрессора, что существенно сокращает потери энергии. Устрой­ство для перепуска устанавливается после межступенчатого холодильника для уменьшения объема газа, проходящего через перепускной вентиль.

Дросселирование потока на приеме компрессора также приводит к увеличе­нию расхода удельной работы и росту степени сжатия и температуры у последней ступени.

На нагнетательный (или всасывающий) клапан компрессора можно воздейст­вовать, удерживая его в открытом состоянии после перехода цилиндра к периоду всасывания (или нагнетания при воздействии на всасывающий клапан). Этим дости­гается обратный переток газа из нагнетательного патрубка в цилиндр или из ци­линдра во всасывающий патрубок. От длительности удержания клапана в открытом состоянии зависят эффективность наполнения цилиндра новой порцией газа и по­дача компрессора.

В компрессорной станции с большим числом компрессоров рационально из­менять подачу газа, останавливая необходимое число машин. Такой способ эконо­мичен и удобен при необходимости перехода на новую подачу на длительный пе­риод.

В практике использования компрессоров чаще применяют регулировку пода­чи отключением компрессоров на компрессорной станции и изменением мертвого пространства подсоединением к цилиндру дополнительных полостей.

Пуск и обслуживание поршневых компрессоров

Пуск компрессора производят после его предварительного тщательного ос­мотра. Проверяют затяжку болтов и отсутствие посторонних предметов, для чего рекомендуется провернуть вал компрессора. Контролируют наличие масла в сма­зочной системе, открывают краны, подающие масло к местам смазки. Подают ох­лаждающую воду. Открывают все продувочные вентили у холодильников и масло-влагоотделителей. Компрессор переводят на режим холостого хода. Предупрежда­ется персонал, обслуживающий компрессоры, о пуске машины. Далее включают двигатель и по достижении рабочей скорости проверяют подачу смазки. Загрузку компрессора осуществляют последовательным закрытием продувочных вентилей первой ступени, второй и т. д. При этом следят по манометрам, чтобы давления по ступеням не превосходили предельных.

Остановка компрессора. Сначала машину переводят на холостой ход, затем останавливают двигатель, после чего выключают линии смазки, закрывают за­движку на нагнетательной линии и прекращают подачу охлаждающей воды. Ком­прессор приводят в такое состояние, чтобы был возможен пуск в любой момент.

Наиболее распространенные неисправности компрессоров:

- компрессор перегружен, температура газа выше нормальной вследствие чрезмерного повышения отношения давлений, недостаточного охлаждения газа и недостаточной смазки компрессора;

- снижается производительность при одновременном падении конечного II промежуточного давлений по причине неисправности всасывающего клапана пер­вой ступени;

- уменьшается производительность при нагревании камеры первой ступени в месте расположения нагнетательного клапана в результате неисправности нагнета­тельного клапана первой ступени;

- снижается производительность при падении только конечного давления вследствие неисправной работы регулятора производительности;

- чрезмерный шум или стук в цилиндре в результате заедания поршневых ко­лец, ослабления крепления поршня к штоку, попадания в цилиндр воды или посто­ронних предметов (например, частей поломанного клапана), ударов поршня о крышку цилиндра;

- ненормальный стук в картере по причине неполадок с подшипниками или крейцкопфом.

Практическая часть

Задача 1. Определить действительную производительность, эффективную мощность, работу на сжатие единицы массы газа при политропном и изотермическом процессах для поршневого одноступенчатого компрессора простого действия.

Данные для расчета приведены в таблице 1.

Показатель политропы, m = 1,2

Механический КПД, η_м = 0,8

Давление газа на входе Р_о = 0,95.10⁵ Па

Температура газа на входе Т_о = 293 К

Коэффициент подачи λ = 0,75

Универсальная газовая постоянная R = 287 Дж/кг.К

Основные формулы

Действительная производительность компрессора Q_д, м³/мин

,

где λ – коэффициент подачи;

F_n - площадь поршня, м²;

S – длина хода поршня, м;

n – число оборотов вала, мин^-1.

Работа на сжатие единицы массы газа, Дж/кг

- при политропном процессе

,

- при изотремическом процессе

,

где - степень сжатия

- удельный объем газа

z – число ступеней сжатия;

P_о – давление газа на входе, Па;

Т_о – температура газа на входе, К;

Р_z – давление газа на выходе, Па;

m – показатель политропы.

Эффективная мощность компрессора, Вт

,

где - весовая подача компрессора

Задача 2. Определить основные размеры и число оборотов вала двухступенчатого одноцилиндрового компрессора дифференциального типа производительностью Q, м³/мин, сжимающего воздух при наивыгоднейшем промежуточном давлении и полном промежуточном охлаждении от начальных параметров Р_о = 0,1 МПа, t_о = 20 ˚С до конечного давления Р_z, МПа. При проведении расчета принять среднюю скорость поршня V, м/с, отношение хода поршня к диаметру цилиндра S/D, объемный коэффициент полезного действия λ_о.

Данные для расчета приведены в таблице 2.

Таблица 1 – Данные к задаче

Таблица 2 – Данные к задаче

Основные формулы

Действительная производительность компрессора, м³/с

,

где – объемный коэффициент подачи;

n – число оборотов вала, мин^-1.

V_д – объем цилиндра компрессора, м³

,

где D – диаметр цилиндра, м;

S – ход поршня, м;

ω – угловая скорость вращения кривошипа, с^-1

Скорость движения поршня, м/с

,

где r – радиус кривошипа, м

Контрольные вопросы

4.1. Приведите классификацию компрессоров.

4.2. Назовите области применения поршневых компрессоров в нефтяной и газовой промышленности.

4.3. Приведите основные признаки классификации поршневых компрессоров.

4.4. Системы поршневых компрессоров.

4.5. В чем состоит принцип действия поршневого компрессора.

4.6. Перечислите основные детали и узлы компрессора, укажите их назначение и конструктивные особенности.

4.7. Назовите основные способы регулирования режима работы поршневых компрессоров.

4.8. Какие основные правила обслуживания поршневых компрессоров Вам известны?

4.9. Наиболее распространенные неисправности компрессоров и их причины.

Библиографический список

1. Касьянов В.М. Гидромашины и компрессоры. – М.: Недра, 1981. – 294 с.

2. Насосы и компрессоры/ Под ред. Абдурашитова С.А.. – М.: Недра, 1974. – 296 с.

3. Беззубов А.В., Бухаленко Е.И. Компрессоры для добычи нефти. – М.: Недра, 1987. – 208 с.

Оглавление

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: