Тепловые двигатели и нагнетатели. Многоступенчатый компрессор

Июль 24, 2022

Главная
Физика
Тепловые двигатели и нагнетатели. Многоступенчатый компрессор

Содержание

2. Для получения газа высокого давления применяют многоступенчатые компрессоры, в которых сжатие газа осуществляется политропно в нескольких
3. Применение сжатия газа в нескольких цилиндрах понижает отношение давления в них и повышает объемный КПД компрессора.
4. Разные типы компрессоров имеют разные технико-экономические характеристики, чем и определяется их использование. Области применения компрессоров
5. 1. Особенности конструкций поршневых компрессоров Многоступенчатые компрессоры выполняются в трёх основных конструктивных вариантах: 1) со ступенями
6. Компрессоры первого типа могут иметь несколько цилиндров, расположенных в один ряд (рядное расположение) или более сложную
7. Компоновочные схемы многоступенчатых поршневых компрессоров: а – V-образная компоновка; б – угловая схема; в – горизонтальная
8. Например, при жёстких ограничениях на производственные площади наилучшим вариантом будет рядная схема, а при установке компрессоров
9. Машины второго типа могут иметь поршни одностороннего или двустороннего действия. Возможна и комбинация этих принципов. Схемы
10. В первом случае компрессор имеет поршень одностороннего действия. Во втором – дифференциальный поршень двустороннего действия. При
11. В крейцкопфных компрессорах применяют поршни дискового типа, отличающиеся малой толщиной, достаточной только для размещения поршневых колец.
12. Для правильной организации цикла в компрессоре важное значение имеет работа клапанов. Клапаны должны обеспечивать плотное и
13. Для нормальной работы компрессора необходимо вспомогательное оборудование, обеспечивающее промежуточное и оконечное охлаждение, сглаживание толчков давления, особенно
14. Особое значение имеет применение выходного ресивера (ёмкость большого объёма), предназначенного для сглаживания пульсаций давления. Направлять сжатый
15. Бывают маслоуловители с рыхлой засыпкой или заполненные мятой проволокой, работающие как фильтры. Маслоуловители часто ставятся не
16. На всасывающем патрубке всегда устанавливается воздушный фильтр. Обычно это масляные фильтры, где воздух проходит сквозь рыхлый,
17. Для удовлетворения запросов потребителей заводы выпускают различные компрессоры стандартизованного номенклатурного ряда, построенного на основе унификации деталей,
18. 2. Устройство оппозитного компрессора Типичная конструкция оппозитного компрессора с подачей 100 м3/мин при рвых = 0,9
19. Типичная конструкция оппозитного компрессора с подачей 100 м3/мин при рвых = 0,9 МПа, n = 500
20. Цилиндры компрессора литые чугунные (легированные чугуны применяют при рвых Часто цилиндры делаются вставными в корпус, где
21. Поршни дискового типа с уплотняющими поршневыми кольцами и жёстким креплением штока. Обычно – поршни чугунные, реже
22. Для набивки сальников используют пропитанный графитовой мазью асбестовый шнур, а при высоких давлениях делают сальники из
24. Скачать презентацию

Слайд 2

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

Слайд 3

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.

Многоступенчатое сжатие в компрессоре:
1–2, 3–4, 5–6 – процессы политропного сжатия в отдельных ступенях; 2–3, 4–5 – процессы в промежуточных охладителях; 1–2’ – процесс сжатия до конечного давления без промежуточного охлаждения; 1–3–5–7 – условная изотерма

Слайд 4

Разные типы компрессоров имеют разные технико-экономические характеристики, чем и определяется их

использование.
Области применения компрессоров

Слайд 5

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.

Слайд 6

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.

Слайд 7

Компоновочные схемы многоступенчатых поршневых компрессоров: а – V-образная компоновка; б –

угловая схема; в – горизонтальная оппозитная схема

Слайд 8

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.

Слайд 9

Машины второго типа могут иметь поршни одностороннего или двустороннего действия. Возможна

и комбинация этих принципов.
Схемы компрессоров с дифференциальными поршнями

Двухступенчатый компрессор с дифференциальным поршнем одностороннего действия

Схема трёхступенчатого поршневого компрессора с дифференциальным поршнем: 1 – охладитель 1-й ступени; 2 – шток; 3 – охладитель 2-й ступени

Слайд 10

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.

Слайд 11

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

Слайд 12

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

Клапан тарельчатый: 1 – корпус компрессора; 2 – прижимная гайка; 3 – тарелка; 4 – пружина; 5 – седло

Клапан пластинчатый: 1 – седло; 2 – кольцевая пластина; 3 – упорный диск; 4 – пружина; 5 – стяжной болт

Слайд 13

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.

Слайд 14

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.

Слайд 15

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.

Слайд 16

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.

Слайд 17

Для удовлетворения запросов потребителей заводы выпускают различные компрессоры стандартизованного номенклатурного ряда,

построенного на основе унификации деталей, что удешевляет машины.

Слайд 18

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.

Слайд 19

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.

Слайд 20

Цилиндры компрессора литые чугунные (легированные чугуны применяют при рвых < 8

МПа).
Часто цилиндры делаются вставными в корпус, где организуется водяная охлаждаемая рубашка. Здесь же отлиты гнёзда для клапанных коробок, куда вставляются автоматические пружинные клапаны тарельчатого типа.
Цилиндры компрессора двойного действия (рабочие полости с обеих сторон поршня).
В них установлены по два всасывающих и два выпускных клапана.
Цилиндры имеют штуцеры для подвода смазки.

Слайд 21

Поршни дискового типа с уплотняющими поршневыми кольцами и жёстким креплением штока.
Обычно

– поршни чугунные, реже – стальные, бывают и из алюминиевого сплава.
В местах прохода штока сквозь крышку цилиндра установлены сальники, не позволяющие газу выходить из цилиндра.

Слайд 22

Для набивки сальников используют пропитанный графитовой мазью асбестовый шнур, а при

высоких давлениях делают сальники из конических разрезанных чугунных колец.
Устройство сальникового уплотнения штока