Вспомогательное оборудование компрессорных установок

Установки с поршневыми машинами комплектуют фильтром на всасывании, межступенчатыми и концевыми охладителями, сборником воздуха или газа, буферными емкостями для гашения пульсаций, маслоотделителями, устройствами или системами для смазывания механизма движения и цилиндровой группы, системой охлаждения, а также соединяющими их с компрессорами трубопроводами с запорной арматурой, отсекающей и предохранительной арматурой. Турбокомпрессорные установки имеют такой же состав вспомогательного оборудования, кроме буферных емкостей, маслоотделителей и смазочной системы цилиндровой группы. Дополнительно в их состав входят система регулирования и предохранительные устройства.

Фильтры для очистки газа и воздуха от механических примесей и влаги размещают на линии всасывания, в крупно- и среднегабаритных установках применяют сетчатые самоочищающиеся фильтры. Их устанавливают в отдельной железобетонной или кирпичной отштукатуренной камере.

Камеру фильтра снабжают герметически закрывающейся дверью и запорным устройством. Для забора воздуха камера должна иметь всасывающий трубопровод или проем, перекрываемый металлическими жалюзи. В небольших установках используют сменные фильтрующие кассеты сотового типа, размещенные в металлической камере непосредственно на всасывающей линии. Сотовый или сетчатый фильтр установлен во внутренней перегородке, разделяющей камеры на две половины. Сетчатый фильтр представляет собой замкнутое сетчатое полотно, натянутое на два вала- нижний приводящий и верхний натяжной. Каркас- корпус фильтра вставлен в проем перегородки.

В металлических фильтрах (рис. 10) для среднегабаритных установок по ходу газа размещают одну или несколько кассет с металлическими фарфоровыми кольцами диаметром и толщиной 10 мм, смоченными висциновым маслом. Площадь фильтрующей поверхности определяют из расчета 0,25…1,0 м² на каждые 1000 м³ газа или воздуха, всасываемого за 1ч. От этого зависят размеры фильтра, площадь и число кассет по вертикали. Висциновые фильтры состоят из ящиков- ячеек с сетчатым дном, плотно наполненных стальными (латунными) кольцами или крупной металлической стружкой (слой толщиной до 60 мм).

Металлические фильтры

Рис. 10

однокассетный (а) и двухкасетный (б)

1 - корпус; 2 - кассета фильтра; 3 - патрубки входа и выхода воздуха (газа)

О

Классификация

хладители

Охладители служат для промежуточного (между ступенями сжатия) и концевого (на выходе из компрессора) охлаждения газа или воздуха до установленной температуры. Охлаждение преимущественно за счет циркуляции воды, реже воздушное. В поршневых установках на низких ступенях сжатия до 3,5 Мпа (35 кгс/см²) применяют кожухотрубчатые охладители (рис. 11а). По трубному пучку, закрепленному между крышками корпуса, циркулирует вода; в корпус подается охлаждаемый газ. Для увеличения площади поверхности охлаждения трубы, по которым циркулирует вода, имеют оребрение из алюминиевой ленты. Для давлений более 3,5 Мпа (35 кгс/см²) используют змеевиковые погружные охладители (рис. 11б) или типа «труба в трубе» (рис. 11в).

Межступенчатые охладители поршневых компрессоров

Рис. 11

а - кожухотрубчатый; б - змеевиковый погружной; в - типа труба в трубе

В турбокомпрессорных установках также используют промежуточные (рис. 12а) и концевые (рис. 12б) охладители трубчатого типа, конструктивно приспособленные к размещению под фундаментом машины на первом этаже машинного зала. В охладителях всех типов направление движения газа и охлаждающей воды встречное. Охладители масла также кожухотрубчатые, но с более развитыми поверхностями охлаждения благодаря наличию перегородок в корпусе, изменяющих направление потока масла.

Охладители турбокомпрессоров

Рис. 12

Промежуточный (а) и концевой (б)

1 - корпус; 2 - трубный пучок; 3 - водяная камера.

Масловлагоотделители служат для очистки газа от масла и влаги (в турбокомпрессорах - от влаги), Отделение происходит при резком изменении направления потока газа вследствие разной плотности газа и содержания в нем капель масла и влаги. Направление потока газа изменяют установкой в цилиндрическом корпусе дополнительных перегородок, размещением патрубков входа и выхода газа под углом или выполнением патрубка входа в виде отвода, изменяющего направление потока (рис. 13а).

Масловлагоотделители

Рис. 13

а - с перегородками; б - комбинированный с охладителем

Для ступеней I,II,III поршневых компрессоров маслоотделители совмещают в одном корпусе с охладителем (рис. 13б). Для ступени IV и более высоких ступеней их выполняют в виде кованых аппаратов баллонного типа. В турбокомпрессорах влага отделяется от газа в сепараторах, работающих по тому же принципу, что и аналогичные устройства поршневых машин. Масловлагоотделители в нижней части имеют дренажную систему для отвода конденсата и масла.

Газосборник помимо прямого назначения – сбора газа и воздуха- способствует, как и буферные емкости, уменьшению пульсации в сети при работе поршневых машин и удалению из газа остатков масла и влаги, пропущенных масловлагоотделителями. Такие газосборники (рис. 14) нормализованы, их вместимость- 2…20 м³ и более. Они должны соответствовать подаче компрессоров, с ними соединенных. Масловлагоотделители, газосборники и охладители при эксплуатации должны удовлетворять требованиям сосудов, работающих под давлением. Каждый газосборник должен комплектоваться манометром, запорным вентилем, предохранительным клапаном, спускным приспособлением, конденсатоотводчиком и иметь люки для очистки внутренней поверхности.

Газосборник

Рис. 14

Буферные емкости, предназначенные для уменьшения пульсации газа, выполняют в виде пустотелых сосудов, устанавливаемых на всасывающей (у быстроходных поршневых компрессоров) и на нагнетательной линиях. Буферные емкости иногда совмещают с охладителями, увеличивая размер их входных и выходных газовых полостей. В нижней части каждой емкости предусмотрен штуцер для продувки скопившегося конденсата и масла.

Бак масляных продувок – емкость, в которую при продувке охладителей, масловлагоотделителей и буферных емкостей сбрасываются накопившиеся конденсат и масло. Бак связан трубопроводами через коллектор масляных продувок с каждым из аппаратов. При сжатии газа соединен с всасывающей линией ступени 1, а при сжатии воздуха соединен с атмосферой. На случай повышения давления бак снабжен предохранительным клапаном и манометром.

В бескрейцкопфных компрессорах механизм движения и детали цилиндровой группы смазываются посредством разбрызгивания масла при погружении нижней головки шатуна в масляную ванну рамы. Благодаря штырю или черпачку, прикрепленным к крышке этой головки, в раме создаются масляный туман и брызги, смазывающие стенки цилиндров, поршневые пальцы и шатунные подшипники. Ввиду отсутствия фильтра необходимо поддерживать уровень масла в раме и следить за его чистотой. В крейцкопфных компрессорах смазывание кривошипно-шатунного механизма – циркуляционное, цилиндров и сальников – под давлением.

В циркуляционную систему входит шестеренный смазочный насос (рис. 15), который подает масло через фильтры грубой (рис. 16 а) и тонкой (рис. 16 б) очистки в охладитель и далее к точкам смазывания.

Шестеренный смазочный насос

Рис. 15

1 - крышка; 2 - прокладка; 3 - шестерни; 4 - корпус.

В прямоугольных компрессорах часть масла по отверстиям в коленчатом вала поступает к вкладышам верхней головки шатуна и далее по отверстиям в теле шатуна или наружным смазочным линиям подводится к втулкам верхней головки и пальцу крейцкопфа. Другая часть масла поступает к направляющим крейцкопфа.

Фильтры очистки масла

а)

Рис. 16

а – грубой и б - тонкой

1 - фильтрующий элемент; 2 - корпус; 3 - кран переключения;

4 - спускной клапан; 5 - клапан; 6 - сетка.

Смазывание подшипников качения коленчатого вала – разбрызгиванием масла из рамы или пластичными смазочными материалами. В оппозитных машинах смазочный материал циркулирует по той же схеме. Масло подается смазочным насосом с приводом от электродвигателя (в компрессоре М10 – от коленчатого вала) через фильтр и охладитель масла к механизму движения. Сначала его часть проходит через вкладыши подшипников коленчатого вала, далее к подшипникам шатунов и пальцам крейцкопфа.

Отработанное масло во всех компрессорах сливается в раму, нижняя часть которой служит смазочным баком. У машин на базах М16, М25 и М40 масло из рамы сливается в смазочный бак. Масло фильтруется дважды: в смазочном баке для отделения крупных твердых частиц и в фильтре после смазочного насоса. В некоторых схемах часть масла, пройдя фильтр, возвращается в смазочный бак3 через центробежный сепаратор, где дополнительно проходит более тонкую очистку.

Система охлаждения. При прямоточной системе вода подается центробежным насосом из водоема или водопровода и сбрасывается в канализацию. В циркуляционной (оборотной) системе вода после компрессора поступает на градирню, охлаждается с помощью центробежного насоса вновь поступает для охлаждения. Систему выполняют по двум схемам: с разрывом струи и сливом ее в воронку для контроля за циркуляцией воды; замкнутой с проверкой интенсивности циркуляции по давлению на манометре или по реле протока со стеклянными смотровыми фонарями, или контрольными кранами с воронками. Разводку водяных трубопроводов в машинном зале выполняют в траншее с дренажем на случай сброса воды.

Система охлаждения работает нормально при давлении 0,2…0,4 Мпа (2…4 кгс/см²).