Производство сжатого воздуха

Для производства воздуха используют компрессора. Для сжатия и перемещения газов или паров используют газодувные или компрессорные машины (компрессоры).

Компрессоры можно классифицировать по целому ряду признаков:

- по виду сжимаемой среды: воздушные компрессоры, азотные, этиленовые и т.д.

-по числу цилиндров (для поршневых): одноцилиндровые, многоцилиндровые;

- по давлению всасываемого газа:

· нормальные - давление у всасываемого патрубка равно атмосферному;

· дожимные - давление выше атмосферного;

- по роду привода: с механическим приводом, с электрическим, с паросиловым, с приводом от газовой турбины, от давления внутреннего сгорания, газомоторные;

- по числу ступеней сжатия;

- по местоположению компрессорного агрегата;

- по охлаждению;

- по развиваемому давлению.

В свою очередь компрессоры по развиваемому давлению подразделяются на:

- низкого давления, работающие в диапазоне 0,35-1 МПа

- среднего давления, 1-10 МПа

- высокого давления, 10-100 МПа

- сверхвысокого давления, свыше 100 МПа.

Выбор типа, марки, количества и производительности компрессоров, устанавливаемых в машинном зале компрессорной станции, производят на основе:

- средней расчетной и максимальной длительной нагрузок на компрессорную станцию;

- требуемого давления сжатого воздуха у потребителей;

- принятого способа подачи сжатого воздуха потребителям;

- сведений о типах и марках о компрессоров, выпускаемыми компрессорными заводами.

Выбирая тип компрессора, следует учитывать, что при больших потреблениях сжатого воздуха низкого давления (более 6,7 м/с (400 м³/мин)) рациональнее применять компрессоры центробежного типа. При высоких конечных давлениях сжатого воздуха следует применять только поршневые компрессоры. Выбирая тип компрессора, следует уделить большое внимание расположению цилиндров у поршневых компрессоров, габаритам компрессора, виду подачи, весу компрессора и наиболее тяжелой его части. Габариты и расположение цилиндров у поршневых компрессоров влияют на площадь и высоту машинного зала компрессорной станции, а также на строительный объем всего здания. Вес наиболее тяжелой части компрессора и его привода влияет на выбор грузоподъемных устройств, высоту машинного зала, строительный объем и стоимость эксплуатации здания. Большой вес компрессора требует создания больших фундаментов и проведения мероприятий для динамического уравновешивания компрессора.

На выбор компрессора влияют также тяжелые компрессора условия эксплуатации: запыленность территории, окружающей компрессорную станцию, высокая температура и низкое барометрическое давление всасываемого воздуха.

При выборе типа компрессора необходимо учитывать достоинства и недостатки того или иного типа, отдавая предпочтения тому типу компрессора, стоимость эксплуатационных воздуха будет минимальной.

Компрессоры бывают двух основных видов: динамические и объемные.

Динамические компрессоры

К динамическим компрессорам относятся, например, турбокомпрессоры, в которых вращающиеся диски с размещенными на них лопастями ускоряют поток воздуха. В турбокомпрессорах в частности, и в динамических компрессорах вообще, имеет место преобразование скорости движения потока газа в давление.

Динамические компрессоры предпочтительны при потребности в значительных количествах (ориентировочно, от 100 м³/мин и выше) воздуха, сжатого до низкого давления.

Объемные компрессоры

У объемных компрессоров, камера сжатия полностью закрывается после впуска подлежащего сжатию воздуха или иного газа. Затем, объем камеры принудительно уменьшается, и в результате увеличивается давление. К объемным компрессорам относятся, в том числе, поршневые и винтовые компрессоры (рис. 8.2).

Рисунок 8.2 – Винтовой компрессор

Объемные компрессоры предпочтительны, если требуются относительно небольшие (обычно до 100 м³/мин) количества воздуха. Диапазон давлений у объемных компрессоров значительно шире, чем у динамических.

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры (рис. 8.3), наряду с винтовыми, являются одним из наиболее распространенных типов объемных компрессоров. Через клапан всасывания, работающий, как обратный клапан, поршень втягивает воздух при движении вниз. В это время клапан нагнетания закрыт, т.к. он тоже работает как обратный клапан, но открывающийся в другую сторону. При движении поршня вверх клапан всасывания не может открыться, но клапан нагнетания открывается.

Рисунок 8.3 – Поршневой компрессор

Поршень приводится в движение коленвалом и шатуном, преобразующим вращение коленвала в возвратно-поступательные движения поршня.

Поршневые компрессоры бывают одно- и многоцилиндровые, а также одно- и многоступенчатые (когда воздух, сжатый до определенного давления в цилиндре 1ой ступени, поступает на дополнительное сжатие в цилиндр 2ой ступени, затем, возможно, Зей ступени и т.д.). Многоцилиндровые компрессоры используются для производства сравнительно больших количеств сжатого воздуха, многоступенчатые - для сжатия воздуха до более высокого давления.

Одноступенчатые компрессоры

Сжатие до конечного давления производится за один ход поршня.

Двух- и многоступенчатые компрессоры

На первой ступени сжатие производится до некоторого промежуточного давления, затем воздух охлаждается в промежуточном теплообменнике и подается на вторую ступень сжатия, где дожимается до конечного давления и охлаждается в финальном теплообменнике. В случае, если ступеней сжатия больше, чем 2, все происходит так же.

Скорость вращения и скорость поршня.

С точки зрения надежности и продолжительности службы компрессора, скорость вращения как двигателя, так и коленвала (а они разнятся в случае, если используется ременный привод) имеют второстепенное значение. Наиболее важным для оценки потенциальной скорости износа является скорость движения поршня. Эти понятия не прямо взаимозависимы: например, компрессор с низкой скоростью вращения и большим ходом поршня может иметь высокую скорость поршня. Наоборот, компрессор с высокой скоростью вращения и небольшим ходом может иметь низкую скорость движения поршня.

Станции компрессорные предназначены для выработки сжатого воздуха и снабжения им пневматических инструментов и механизмов в промышленности, а также при проведении строительно-монтажных и ремонтных дорожных работ.