🗊Презентация Тепловые двигатели и нагнетатели. Многоступенчатый компрессор

Тепловые двигатели и нагнетатели Многоступенчатый компрессор Лекция № 22

Для получения газа высокого давления применяют многоступенчатые компрессоры, в которых сжатие газа осуществляется политропно в нескольких последовательно соединенных цилиндрах с промежуточным его охлаждением после каждого сжатия. Для получения газа высокого давления применяют многоступенчатые компрессоры, в которых сжатие газа осуществляется политропно в нескольких последовательно соединенных цилиндрах с промежуточным его охлаждением после каждого сжатия. Схема трёхступенчатого поршневого компрессора с дифференциальным поршнем

Применение сжатия газа в нескольких цилиндрах понижает отношение давления в них и повышает объемный КПД компрессора. Применение сжатия газа в нескольких цилиндрах понижает отношение давления в них и повышает объемный КПД компрессора. Промежуточное охлаждение газа после каждой ступени улучшает условие смазки поршня в цилиндре и уменьшает расход энергии на привод компрессора.

Разные типы компрессоров имеют разные технико-экономические характеристики, чем и определяется их использование. Разные типы компрессоров имеют разные технико-экономические характеристики, чем и определяется их использование. Области применения компрессоров

1. Особенности конструкций поршневых компрессоров Многоступенчатые компрессоры выполняются в трёх основных конструктивных вариантах: 1) со ступенями сжатия в отдельных цилиндрах; 2) с дифференциальными поршнями и несколькими ступенями сжатия в одном цилиндровом блоке; 3) комбинированные.

Компрессоры первого типа могут иметь несколько цилиндров, расположенных в один ряд (рядное расположение) или более сложную общую компоновку (угловое, V-образное, оппозитное расположение цилиндров). Компрессоры первого типа могут иметь несколько цилиндров, расположенных в один ряд (рядное расположение) или более сложную общую компоновку (угловое, V-образное, оппозитное расположение цилиндров). Схемы таких компоновок приведены на следующем слайде. Каждая из приведённых компоновок имеет свои преимущества и недостатки, значение которых возрастает или уменьшается в зависимости от предназначения будущей машины.

Например, при жёстких ограничениях на производственные площади наилучшим вариантом будет рядная схема, а при установке компрессоров очень большой производительности и для высокого давления – оппозитная схема, поскольку она позволяет легко динамически уравновесить машину с помощью противовесов на коленчатом валу. Например, при жёстких ограничениях на производственные площади наилучшим вариантом будет рядная схема, а при установке компрессоров очень большой производительности и для высокого давления – оппозитная схема, поскольку она позволяет легко динамически уравновесить машину с помощью противовесов на коленчатом валу.

Машины второго типа могут иметь поршни одностороннего или двустороннего действия. Возможна и комбинация этих принципов. Машины второго типа могут иметь поршни одностороннего или двустороннего действия. Возможна и комбинация этих принципов. Схемы компрессоров с дифференциальными поршнями

В первом случае компрессор имеет поршень одностороннего действия. В первом случае компрессор имеет поршень одностороннего действия. Во втором – дифференциальный поршень двустороннего действия. При такой конструкции цилиндр первой ступени с помощью сальникового уплотнения между крышкой и штоком делается герметичным. Чтобы разгрузить поршень от боковых усилий, а значит уменьшить износ цилиндра, часто применяют специальный подшипник для прямолинейного движения, который называют ползуном или крейцкопфом. Крейцкопф жестко сочленяется с поршнем и через подвижное сочленение с помощью плавающего пальца – с шатуном. На крупных ДВС также применяют крейцкопфы.

В крейцкопфных компрессорах применяют поршни дискового типа, отличающиеся малой толщиной, достаточной только для размещения поршневых колец. В крейцкопфных компрессорах применяют поршни дискового типа, отличающиеся малой толщиной, достаточной только для размещения поршневых колец. На прижимной стороне диаметр поршня делается несколько большим. Поршень дисковый: 1 – прижимная гайка; 2 – поршень; 3 – шток; 4 – опорная поверхность

Для правильной организации цикла в компрессоре важное значение имеет работа клапанов. Клапаны должны обеспечивать плотное и плавное закрытие цилиндра, долговечную и малошумную работу и др. Для правильной организации цикла в компрессоре важное значение имеет работа клапанов. Клапаны должны обеспечивать плотное и плавное закрытие цилиндра, долговечную и малошумную работу и др. Схемы основных конструкций клапанов, применяемых в компрессорах

Для нормальной работы компрессора необходимо вспомогательное оборудование, обеспечивающее промежуточное и оконечное охлаждение, сглаживание толчков давления, особенно при небольшом числе цилиндров, сепарацию сжатого газа от паров и капель смазывающего масла и др. Для нормальной работы компрессора необходимо вспомогательное оборудование, обеспечивающее промежуточное и оконечное охлаждение, сглаживание толчков давления, особенно при небольшом числе цилиндров, сепарацию сжатого газа от паров и капель смазывающего масла и др. Общая схема компрессорной установки должна включать трубопроводы, подводящие и отводящие охлаждающую воду, которая должна отдавать свою теплоту в окружающую среду в брызгальном бассейне или градирне. Чтобы вода циркулировала в контуре охлаждения, нужны циркуляционные насосы (рабочий и резервный), вентили и др.

Особое значение имеет применение выходного ресивера (ёмкость большого объёма), предназначенного для сглаживания пульсаций давления. Особое значение имеет применение выходного ресивера (ёмкость большого объёма), предназначенного для сглаживания пульсаций давления. Направлять сжатый газ сразу в ресивер нельзя, поскольку он несёт с собой пары и мельчайшие капли масла и поэтому взрывоопасен. Для удаления этого масла служит маслоуловитель. В маслоуловителях обычно используют силу инерции, закручивая поток как и в циклоне.

Бывают маслоуловители с рыхлой засыпкой или заполненные мятой проволокой, работающие как фильтры. Бывают маслоуловители с рыхлой засыпкой или заполненные мятой проволокой, работающие как фильтры. Маслоуловители часто ставятся не только на выходе из компрессора, но и между ступенями, перед промежуточными охладителями газа. Обычно это трубчатые газо-водяные рекуперативные теплообменники. Несмотря на принимаемые меры по маслоудалению, полностью очистить газ не удаётся, и поэтому обычно ресиверы располагают вне цеха, так как они взрывоопасны.

На всасывающем патрубке всегда устанавливается воздушный фильтр. Обычно это масляные фильтры, где воздух проходит сквозь рыхлый, смоченный маслом материал или сетчатую решётку. На всасывающем патрубке всегда устанавливается воздушный фильтр. Обычно это масляные фильтры, где воздух проходит сквозь рыхлый, смоченный маслом материал или сетчатую решётку. Между ступенями и на ресивере устанавливают предохранительные клапаны (грузовые или пружинные), а также термометры и манометры для регистрации параметров газа, масла и воды в системе охлаждения. На крупных компрессорных станциях обычно устанавливают 2 – 4 (два рабочих, один резервный) компрессора, работающих параллельно. Это обеспечивает большую надёжность и манёвренность по подаче. При этом все измерительные приборы делаются дистанционными и их показания выводятся на общий щит управления и контроля.

Для удовлетворения запросов потребителей заводы выпускают различные компрессоры стандартизованного номенклатурного ряда, построенного на основе унификации деталей, что удешевляет машины. Для удовлетворения запросов потребителей заводы выпускают различные компрессоры стандартизованного номенклатурного ряда, построенного на основе унификации деталей, что удешевляет машины.

2. Устройство оппозитного компрессора Типичная конструкция оппозитного компрессора с подачей 100 м3/мин при рвых = 0,9 МПа, n = 500 об/мин, с приводом от электродвигателя с номинальной мощностью Nе = 630 кВт.

Типичная конструкция оппозитного компрессора с подачей 100 м3/мин при рвых = 0,9 МПа, n = 500 об/мин, с приводом от электродвигателя с номинальной мощностью Nе = 630 кВт. Типичная конструкция оппозитного компрессора с подачей 100 м3/мин при рвых = 0,9 МПа, n = 500 об/мин, с приводом от электродвигателя с номинальной мощностью Nе = 630 кВт. Оппозитный четырёхступенчатый поршневой компрессор: 1 – поршень ступени высокого давления; 2 – крышка цилиндра; 3 – корпус с рубашкой охлаждения; 4 – крейцкопф; 5 – коленчатый вал; 6 – шток; 7 – цилиндр низкого давления; 8 – "мёртвый" объём цилиндра.