Компрессоры

Ротационные Компрессор имеют  один или несколько роторов, которые  бывают различных конструкций. Значительное распространение получили ротационные  пластинчатые Компрессор, имеющие ротор 2 с пазами, в которые свободно входят пластины 3. Ротор расположен в цилиндре корпуса 4 эксцентрично. При его вращении по часовой стрелке  пространства, ограниченные пластинами, а также поверхностями ротора и цилиндра корпуса, в левой части  Компрессор будут возрастать, что  обеспечит всасывание газа через  отверстие 1. В правой части Компрессор объёмы этих пространств уменьшаются, находящийся в них газ сжимается  и затем подаётся из Компрессор в холодильник 5 или непосредственно в нагнетательный трубопровод. Корпус ротационного Компрессор охлаждается водой, для подвода и отвода которой предусмотрены трубы 6 и 7. Степень повышения давления в одной ступени пластинчатого ротационного Компрессор обычно бывает от 3 до 6. Двухступенчатые пластинчатые ротационного Компрессор с промежуточным охлаждением газа обеспечивают давление до 1,5Мн/м2.

 

Рис. 1. Поршневой компрессор: 1 – коленчатый вал; 2 – шатун; 3 – поршень; 4 – рабочий цилиндр; 5 – крышка цилиндра; 6 – нагнетательный трубопровод; 7 – нагнетательный клапан; 9 – воздухозаборник; 9 – всасывающий клапан; 10 – труба для подвода охлаждающей воды.

Принципы действия ротационного и поршневого Компрессор в основном аналогичны и отличаются лишь тем, что  в поршневом все процессы происходят в одном и том же месте (рабочем  цилиндре), но в разное время (из-за чего и потребовалось предусмотреть  клапаны), а в ротационном Компрессор всасывание и нагнетание осуществляются одновременно, но в различных местах, разделенных пластинами ротора. Известны другие конструкции ротационного Компрессор, в том числе винтовые, с двумя роторами в виде винтов. Для удаления воздуха с целью создания разрежения в каком-либо пространстве применяют роторные водокольцевые вакуум-насосы. Регулирование производительности ротационного Компрессор осуществляется обычно изменением частоты вращения их ротора.

 

Рис. 2. Ротационный пластинчатый компрессор: 1 – отверстие для всасывания воздуха; 2 – ротор; 3 – пластина; 4 – корпус; 5 – холодильник; 6 и 7 – трубы для отвода и подвода охлаждающей воды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Винтовой компрессор.

Рис. 1. Винтовой компрессор

 

Конструкция винтового компрессора  запатентована в 1934 году. Надежность в работе, малая металлоемкость и  габаритные размеры предопределили их широкое распространение. Винтовые компрессоры успешно конкурируют  с другими типами объемных компрессорных  машин, практически полностью вытеснив их в передвижных компрессорных  станциях, судовых холодильных установках. Типовая конструкция компрессора  сухого сжатия работает без подачи масла в рабочую полость. Компрессор имеет два винтовых ротора. Ведущий  ротор с выпуклой нарезкой соединен непосредственно или через зубчатую передачу с двигателем.

На ведомом роторе нарезка  с вогнутыми впадинами. Роторы расположены  в разъёмном корпусе, имеющем  один или несколько разъемов. В  корпусе выполнены расточки под  винты, подшипники и уплотнения, а  также камеры всасывания и нагнетания.

Высокие частоты вращения винтовых компрессоров определяют применение в них опорных и упорных  подшипников скольжения.

Между подшипниковыми камерами и винтовой частью роторов, в которых  сжимается газ, расположены узлы уплотнений, состоящие из набора графитовых и баббитовых колец. В камеры между  группами колец подается запирающий газ, препятствующий попаданию масла  из подшипниковых узлов в сжимаемый газ, а также газа в подшипниковые камеры.

Касание винтов роторов при  отсутствии смазки недопустимо, поэтому  между ними оставляют минимальный  зазор, обеспечивающий безопасную работу компрессора, а синхронная частота  вращения ведущего и ведомого роторов  обеспечивается наружными синхронизирующими  шестернями. Винтовые поверхности роторов  и стенок корпуса образуют рабочие  камеры. При вращении роторов объём  камер увеличивается, когда выступы  роторов удаляются от впадин и происходит процесс всасывания. Когда объём камер достигает максимума, процесс всасывания заканчивается и камеры оказываются изолированными стенками корпуса и крышками от всасывающего и нагнетательного патрубков.

При дальнейшем вращении во впадину ведомого ротора начинает внедряться сопряженный выступ ведущего ротора. Внедрение начинается у переднего  торца и постепенно распространяется к нагнетательному окну. С некоторого момента времени обе винтовые поверхности объединяются в общую  полость, объем которой непрерывно уменьшается благодаря поступательному  перемещению линии контакта сопряженных  элементов в направлении к нагнетательному окну. Дальнейшее вращение роторов приводит к вытеснению газа из полости в нагнетательный патрубок. Из-за того, что частота вращения роторов значительна и одновременно существует несколько камер, компрессор создает равномерный поток газа.

Отсутствие клапанов и  неуравновешенных механических сил  обеспечивают винтовым компрессорам высокие  рабочие частоты вращения, т.е. получать большую производительность при  сравнительно небольших внешних  габаритах.

Маслозаполненные компрессоры допускают меньшие скорости вращения, чем компрессоры «сухого сжатия». Масло в рабочую полость винтового компрессора подается с целью уменьшения перетечек через внутренние зазоры, смазки винтового зацепления роторов и охлаждения сжимаемого газа.

Преимущества  винтового компрессора:

• высокий коэффициент полезного действия (до 99%); работа в непрерывном интенсивном режиме; низкий уровень шума и вибрации; возможность установки непосредственно вблизи потребителя; снижение энергозатрат на производство сжатого воздуха; безопасность и высокая надежность; длительный период работы между техническими обслуживаниями.

 

Рис. 2. Общий вид винтовых компрессоров

Особенностью ротационных компрессоров по сравнению споршневыми является отсутствие кривошипно-шатунного механизма  и возвратно-поступательно движущегося  поршня. Поэтому ротационные компрессоры  имеют хорошую уравновешенность, сравнительно малую массу на единицу  холодопроизводительности, меньшее  количество движущихся частей, подвергающихся износу, отсутствие всасывающих, а в  некоторых конструкциях и нагнетательных клапанов. Они проще в обслуживании и более надежны в работе. К  недостаткам ротационных компрессоров можно отнести сложность их изготовления и ремонта, большой износ движущихся частей.

Все многообразие конструкций  ротационных компрессоров можно  свести к двум основным типам - компрессоры  с вращающимся ротором, ось которого фиксируется относительно оси цилиндра (пластинчатые ротационные компрессоры), и компрессоры с катящимся  ротором, ось которого вращается вокруг оси цилиндра, и ротор при этом обкатывает цилиндр. Ротационные (пластинчатые и винтовые) компрессоры сжимают воздух вследствие уменьшения рабочих полостей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Области применения компрессоров в нефтегазовой отрасли

Компрессоры в нефтегазовой отрасли могут применяться для:

• подъем пластовой жидкости на поверхность при компрессорном способе добычи нефти;
• закачка газа в нефтяные пласты с целью поддержания и восстановления пластового давления;
• закачка газа в подземные хранилища;
• освоение скважин после бурения и ремонта;
• подача воздуха в пневматические системы буровых установок;
• подача окислителя (воздуха) в нефтяные пласты при эксплуатации месторождений с применением внутрипластового движущегося очага горения;
• сбор газа при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений и подача его на головную компрессорную станцию;
• сжатие нефтяного газа в сепарационных установках;
• транспортирование газа по магистральным трубопроводам;
• подача воздуха в пневматические системы различных грузоподъемных, транспортных и других машин, приборов, инструментов и приспособлений, применяемых в нефте - и газодобыче;
• опрессовка трубопроводов, емкостей и т. п. в процессе испытания их на прочность и плотность;
• перемещение газа в установках заводов по переработке нефти и газа;
• удаление газа с целью создания в какой-либо полости вакуума;
• вентиляция с целью охлаждения оборудования и циркуляции воздуха в помещениях;
• теплопередача (в охлаждающих рубашках машин, подогревателях, холодильных установках).

 

 

Заключение

Компрессоры довольно широко распространены в любых отраслях и в наше время. Любой тип как компрессора, имеет свою область применения, свои уникальные характеристики, что позволяет им оставаться востребованными и по сей день. Но прогресс не стоит на месте и необходимо разрабатывать все новые и более усовершенствованные установки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

1. Абдурашитов С. А. Насосы и компрессоры. — М.: Недра, 1974.

 

2. Михайлов А. К., Ворошилов В. П. Компрессорные машины. — М.:

 

 

3. Энергоатомиздат, 1989. — 288 с. — ISBN 5-283-00090-7.

 

4. Воронецкий А. В. Современные центробежные компрессоры. — М.:Премиум Инжиниринг, 2007. — 140 с.

 

 

5. Шерстюк А. Н., Компрессоры, М.—Л., 1959