В.А. Старовойтов Компрессорная установка

1

1. ЦЕЛЬ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Изучение устройства и принципа действия передвижной компрессорной установки СО-7А.

2. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

2.1. Изучение настоящих указаний и оборудования установки.

2.2.Пуск установки.

2.3.Наблюдение за работой установки.

2.4.Остановка установки.

2.5.Подготовка к защите.

3.ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Вотчете, являющимся общим для исполнителей работы, отразить ее наименование, цель проведения и данные об уровне контролируемого давления. Кроме того в нем должны быть представлены схемы, соответствующие рис. 1 и рис. 3,б.

4.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Совокупность компрессора и всех комплектующих устройств, необходимых для нормальной работы компрессора, называют компрессорной установкой. В комплект установки входят собственно компрессор, теплообменная аппаратура, рессиверы, привод системы масло-, водо- и электроснабжения, система автоматического управле-

ния [1, c. 216-219].

К компрессорам относят машины для сжатия газов от нормального (и выше) до более высоких давлений со степенью сжатия (отношение абсолютного давления на нагнетании Р2 к абсолютному давлению на всасывании Р1) ε = Р2/Р1 > 3,5.

При этом газу, как и капельной жидкости в насосах, сообщается определенное количество потенциальной (давление) и кинетической энергии. В одних машинах газу сообщается преимущественно потенциальная энергия путем сжатия его поршнем с возвратнопоступательным движением (поршневые компрессоры) или вращательным (ротационные компрессоры), в других - преимущественно

2

кинетическая энергия, преобразующаяся затем в энергию давления (радиальные, называемые по старой терминологии центробежными, осевые и струйные компрессоры). Отличаясь принципом действия и конструкцией, каждый из указанных типов машин имеет свой диапазон рабочих условий и определенную область наивыгоднейшего применения.

Несмотря на развитие других видов компрессорных машин, поршневые компрессоры, относящиеся к классу объемных, находят широкое применение в различных областях техники. Самым простым из них является одноступенчатый поршневой компрессор одинарного действия, устройство которого по-

ясняет рис. 1.

На рис. 2,а изображена теоретическая рабочая диаграмма компрессора в системе координат Р-v (давление - удельный объем газа). На протяжении хода поршня АВ газ, имея удельный объем v1 и давление Р1, всасывается в цилиндр, на участке ВС обратного хода он сжимается до требуемого давления Р2 и удельного объема v2, а на пути СD до конца хода он выталкивается в нагнетательный газопровод, диаграмма (рис. 2,а) является теорети-

Рис. 1. Схема одноступенчаточеской, т.к. предполагает, что весь го поршневого компрессжатый газ полностью выталкиваетсора одинарного дейстся из цилиндра в конус обратного вия хода (точка D), отсутствуют потери энергии в клапанах и на трение, а

также абсолютную герметичность сопряжения поршень-цилиндр. В этом случае теоретический расход работы определяется площадью четырехугольника АВСD [2, c. 136].

В зависимости от количества отводимого от цилиндра тепла для идеальных газов в реальных процессах расход работы на сжатие может быть определен по формуле

4

процессов. Более точной является т.н. индикаторная диаграмма [2, c. 139], полученная с помощью специальных индикаторов и отличающаяся главным образом характером линий всасывания и выталкивания.

Мощность, потребляемая двигателем одноступенчатого поршневого компрессора, сжимающего G кг газа в 1 час, рассчитывается по формуле [2, c. 145]

где η - общий КПД компрессорной установки.

В настоящее время мощность электропривода поршневых компрессоров, и оппозитных в частности, достигает 6300 кВт, а производительность возросла до 24 м3/мин. Разработаны и используются автоматизированные газоперекачивающие агрегаты с приводом от газотурбинного двигателя мощностью 16 МВт на давление до 10 МПа. Для достижения столь высоких давлений применяются многоступенчатые компрессоры, состоящие из ряда последовательно расположенных ступеней (цилиндров).

К числу преимуществ поршневых компрессоров относят возможность создания высоких степеней сжатия (до 1500 и более) при неограниченном нижнем пределе производительности и высокий коэффициент полезного действия. Вместе с тем они имеют множество недостатков: а) тихоходность, обусловливающую громоздкость, большой вес машины, сравнительно небольшой верхний предел производительности (12000-15000 м3/ч), невозможность прямого соединения с электродвигателем и большую занимаемую производственную площадь; б) большие инерционные усилия из-за возвратнопоступательного движения, вызывающие необходимость в массивном фундаменте; в) загрязнения сжимаемых газов маслами; г) неравномерность всасывания и подачи газа; д) множество быстроизнашивающихся трущихся деталей; е) чувствительность к загрязнению газа; ж) высокую стоимость; з) сложность обслуживания. Перечисленные недостатки ограничивают область применения поршневых компрессоров высокими степенями сжатия при любой производительности и средними при малой производительности; при степенях сжатия ниже 2 они неэкономичны из-за возрастающей доли гидравлических (в клапанах) и механических потерь.

5

5. КОМПРЕССОРНАЯ УСТАНОВКА СО-7А

Передвижная компрессорная установка СО-7А предназначена для получения сжатого воздуха, необходимого при выполнении строительно-отделочных и других работ, когда давление воздуха не превышает 6 кгс/см2, а расход - 0,5 м3/мин. Основные технические данные представлены в таблице.

Установка состоит из следующих основных узлов: компрессора, ресивера, маслоотделителя, воздушного фильтра, регулятора давления, предохранительного клапана, электродвигателя, трубопровода, пускателя и ограждения. Установка используется для получения сжа-

6

того воздуха, необходимого для питания пневматических приборов. В связи с этим она несколько видоизменена: штатный ручной пускатель заменен на электромагнитный, который включен в систему автоматического управления (рис. 3).

Рис. 3. Общий вид компрессорной установки (а) и ее воздушная схема (б)

Большинство узлов установки смонтировано на ресивере 1, состоящем из двух труб, к которым прикреплены колеса 17 для передвижения и поручень (последний снят).

7

Привод компрессора осуществляется через клиноременную передачу (ремень Б-1400Т ГОСТ 1284-68) от трехфазного асинхронного электродвигателя с мощностью 4 кВт.

Клиноременная передача закрыта ограждением 14. На компрессоре для привода вентилятора используется ремень А-900Т ГОСТ 1284-68.

Управление осуществляется со специального вынесенного в другое помещение пульта 9. Компрессорная установка используется в данном случае для подачи сжатого воздуха пневмоприборам в соответствии с заданной величиной, устанавливаемой на электроконтактном манометре 10.

После установки задания верхнего и нижнего пределов давления запуск установки осуществляется нажатием кнопки «Пуск» 11, и электродвигатель 8 приводит в движение кривошипно-шатунный механизм с поршнями компрессора 6.

Воздух из атмосферы поступает в компрессор через воздушный фильтр 7. При давлении поршня вниз от головки и цилиндра создается разрежение, т.е. давление воздуха в нем становится меньше атмосферного, вследствие чего силой атмосферного давления всасывающий клапан открывается и воздух заполняет полость цилиндра.

При обратном ходе поршня воздух в цилиндре начинает сжиматься, его давление становится выше атмосферного, в результате чего всасывающий клапан прижимается к седлу, прекращая сообщение наружного воздуха с цилиндром. По мере дальнейшего движения поршня воздух в цилиндре сжимается до тех пор, пока его давление не преодолеет сопротивление нагнетательного клапана и давление сжатого воздуха в нагнетательном трубопроводе. В этот момент нагнетательный клапан, который во время всасывающего хода поршня находится в закрытом состоянии, открывается, и сжатый воздух из цилиндра выталкивается поршнем в нагнетательную камеру головки блока цилиндров и далее в нагнетательный трубопровод 16.

По нагнетательному трубопроводу воздух поступает в ресивер 1, а затем в масловлагоотделитель 3. Из масловлагоотделителя через запорный клапан воздух по шлангам 13 поступает в резервуар 9 и затем к потребителю. Для контроля давления в ресивере на масловлагоотделителе имеется манометр 5.

Для предохранения компрессора от чрезмерного давления на ресивере установлен предохранительный клапан 15.

8

Для регулировки давления сжатого воздуха на масловлагоотделителе установлен регулятор давления 4. При этом следует считать, что он работает в режиме сброса лишнего давления и аналогичен по принципу действия конструкции предохранительного клапана.

Конструкция собственно компрессора показана на рис. 4. Компрессор является одноступенчатым бескрейцкопфным и двухцилиндровым. Наличие двух цилиндров и соответственно двух поршней 7 позволяет уменьшить пульсацию подаваемого сжатого воздуха и значительно уравновесить инерционные нагрузки на коленчатый вал 9. Охлаждение оребренного блока цилиндров 3 - воздушное с принудительной циркуляцией за счет крыльчатки, насаженной на вал вентилятора 20 и приводимой в действие через клиноременную передачу 22 и шкив 21.

Смазка цилиндров компрессора, подшипников 13 и поршней 7 производится путем разбрызгивания масла черпачками шатунов. Масло заливается в картер 10 через отверстие, закрываемое масломером с пробкой 16.

Уровень масла в картере определяется по масломеру и должен быть между верхней и нижней рисками масломера.

При снижении уровня масла в картере необходимо вынуть масломер и долить масло до верхнего уровня. Применять компрессорное масло К-12 или К-19 по ГОСТ 1861-73. Смену масла в картере производить через каждый 100 часов работы.

Перед запуском компрессора (при минусовой температуре) масло подогревается.

Для распределения газов во время рабочего процесса в цилиндре служат клапаны. Последние относятся к наиболее ответственным устройствам, от качества которых зависят технико-экономические показатели работы компрессора. Наиболее полно предъявляемым требованиям удовлетворят клапаны с полосовыми пластинами и клапаны с кольцевыми пластинами [3, c. 183]. Самым простым из них является первый, у которого замыкающей деталью является пластина 2 прямоугольной формы (рис. 5). Эта пластина обладает пружинными свойствами и, находясь в ненапряженном состоянии (рис. 5,а), закрывает проход газа. При возникновении перепада давлений р2-р1 она прогибается вверх до ограничителя подъема 3 (рис. 5,б) и поток газа перпендикулярно пластине проходит в нагнетательный патрубок. Всасывающий клапан имеет пластину, отгибающуюся вниз.