Поршневые компрессоры с лабиринтным уплотнением

Поршневой компрессор

Поршнево́й компре́ссор — тип компрессора. Компрессоры данного типа широко применяются в машиностроении, текстильном производстве, в химической, холодильной промышленности и криогенной технике. Многообразны по конструктивному выполнению, схемам и компоновкам.

 

Классификация

Поршневые компрессоры различают по устройству кривошипно-шатунного механизма, устройству и расположению цилиндров, числу ступеней сжатия.

Поршневые компрессоры могут быть: крейцкопфные — с двухсторонним всасыванием и бескрейцкопфные — одностороннего всасывания (мощностью до 100 кВт).

По расположению цилиндров компрессоры подразделяются на вертикальные, горизонтальные и угловые.

К вертикальным относятся машины с цилиндрами, расположенными вертикально. При горизонтальном расположении цилиндры могут быть размещены по одну сторону коленчатого вала, такие компрессоры называются горизонтальными с односторонним расположением цилиндров; либо по обе стороны вала — с горизонтальными или двухсторонним расположением цилиндров.

К угловым компрессорам относятся машины с цилиндрами, расположенными в одних рядах вертикально, в других — горизонтально. Такие компрессоры называются прямоугольными. К угловым компрессорам относятся машины с наклонными цилиндрами, установленными V-образно и W-образно (компрессоры называются соответственно V- и W-образными). Прогрессивным в развитии поршневых компрессоров явился переход на оппозитное исполнение компрессоров крупной и средней производительности. Оппозитные компрессоры, представляющие собой горизонтальные машины с встречным движением поршней и расположением цилиндров по обе стороны вала, отличаются высокой динамической уравновешенностью, меньшим габаритами и массой. Благодаря своим преимуществам оппозитные компрессоры практически полностью вытеснили традиционный тип крупного горизонтального компрессора.

Для машин малой и средней производительности основным является прямоугольный тип компрессора и компрессора с У-образным расположением цилиндров.

По числу ступеней сжатия компрессоры различаются одно-, двух- и многоступенчатые. Многоступенчатое сжатие вызывается необходимостью ограничить температуру сжимаемого газа. В воздушных компрессорах возникает опасность воспламенения и взрыва масляного нагара, накапливающегося в трубопроводах, на крышках компрессоров и поверхностях клапанов, поэтому температура нагнетаемого воздуха не должна превышать 453К

Поршневые компрессоры с лабиринтным уплотнением

Компрессоры данного типа выполняются без поршневых колец и без смазки, уплотнение достигается с помощью канавок, нарезанных на поверхностях поршня и цилиндра. Уплотнение цилиндра и поршня также лабиринтного типа.

Лабиринт, уменьшающий утечку газа, выполняется в виде круговых канавок. Зазоры в лабиринтах выбираются минимально возможными с учётом температурных деформаций цилиндра. Необходимо учитывать, что утечка пропорциональна диаметру поршня, скорости звука в газе при температуре в цилиндре и отношению давлений до и после лабиринта.

Плавный пуск компрессора

	При пуске компрессора электродвигатель преодолевает инерцию покоя движущихся деталей и разницу давлений в системе. Существует несколько способов облегчения запуска: плавный пуск компрессора (постепенное преодоление инерции покоя), выравнивание давления в системе с помощью капиллярной трубки при остановке, выравнивание давления до и после компрессора байпасированием, регулирование давления всасывания с помощью регулятора давления в картере KVL (Danfoss) и это не все. Как и самих разновидностей компрессоров: Автомобильный, Винтовой, Винтовой воздушный, Вихревой, Высокого давления,Мембранный, Низкого давления, Осевой, Поршневой, Роторно-пластинчатый, Стандартные, Центробежный, Шестеренчатый....
Существует несколько разновидностей облегченного пуска компрессоров. Все они предназначены для снижения пусковых токов, величина которых влияет как на сечение подводимых силовых кабелей и пускателей, так и на срок жизни самого компрессора. Вот основные виды: 1. Пуск «Звезда-Треугольник», при котором двигатель стартует сначала на подключении обмоток типа «Звезда» несколько секунд, а затем по таймеру переключается на «Треугольник», позволяет снизить пусковой ток примерно в три раза по отношению к прямому пуску. Этот способ часто применяется для облегчения пуска обычных трехфазных двигателей, мощность которых выше 5,5 кВт. 2. Пуск «Звезда-Треугольник» с плавным переключением. При переключении с «Звезды» на «Треугольник» происходит кратковременный скачок пускового тока. 3. Пуск с байпасом. Используется на поршневых компрессорах, где устанавливается байпассная линия между нагнетанием и всасыванием компрессора, которая открывается во время пуска с помощью соленоидного клапана. На винтовых компрессорах также реализован байпас, но он является частью системы управления производительностью. При пуске управляющий золотник находится в режиме минимальной загрузки и компрессор стартует на 10-20% максимальной мощности. 4. Пуск с частичным включением обмотки компрессора. Используется на поршневых компрессорах большой мощности. 5. Плавный пуск. На холодильных машинах со спиральными компрессорами, где на каждый холодильный контур приходится по нескольку компрессоров (обычно до 4), часто устанавливается устройство плавного пуска только одного компрессора в каждом контуре. При этом такой компрессор стартует последним в контуре. Пусковой ток такого компрессора на 30% ниже стандартного. В пределах мощности пускового устройства допускается параллельное подключение двигателей, при этом суммарный ток подключенных двигателей должен быть меньше номинального тока пускового устройства, выбранного в функции типа применения. В электрических компрессорных станциях применяются асинхронные трехфазные двигатели переменного тока. При прямом пуске этих двигателей, нагруженных на винтовой компрессор, возникают большие броски тока в питающей сети, которые превышают более чем в 12 раз номинальный ток двигателя. Этот ток вызывает перегрузку проводов системы питания предприятия, резкому провалу напряжения в ней. Возникает высокий вращательный момент (резкий рывок с места), перегружающий механические части компрессора и самого электродвигателя. Бросок тока приводит к преждевременному выходу из строя коммутационных устройств пульта управления (подгорание, приваривания контактов магнитных пускателей, автоматических выключателей), нагрев силовых кабелей. Чтобы избежать этих проблем при эксплуатации, необходимо использовать устройства плавного пуска электродвигателя компрессора.
	Применение устройства плавного пуска исключает, или по крайней мере, уменьшает связанные с этим проблемы. Кроме этого, плавный пуск компрессора обеспечивает: -пусковой ток меньше в 2.5–3 раза, -пусковой момент составляет одну треть от момента при прямом пуске, -снижение нагрузки на питающую сеть предприятия, -увеличиение срок службы электродвигателя и компрессора за счет резкого снижения ударных нагрузок, -увеличение срока службы устройств коммутации, -возможность применения силовых кабелей меньших диаметров, -экономию эксплуатационных затрат..
Плавный пуск компрессоров любых типов обеспечивает безаварийный режим их работы и возможность отключения в том случае, когда нет необходимости их работы. Мягкий пуск двигателя, не допускающий ударов и перегрузок, снижает износ деталей компрессора, обеспечивая его безотказную работу в течении долгого времени. Использование устройств плавного пуска компрессорных нагрузок позволяет осуществлять включение и отключение коммутационной аппаратуры и электродвигателя на нулевом напряжении, что многократно увеличивает их ресурс.

ПОРЯДОК РАБОТЫ

4.1. Пуск компрессора

4.1.1. Пустить компрессор в соответствии с инструкцией по автоматике, убедившись в том, что это не представляет опасности.

4.1.2. После пуска компрессора проверить по показанию манометра давление масла в системе смазки кривошипно-шатунного механизма. Если в течение 30 сек. давление масла не достигнет нижнего предела (1,1 кгс/см2) и не сработает система автоматической блокировки, остановить компрессор и устранить неисправность.

4.1.3. Проверить по контрольным окнам подачу масла лубрикатором.

4.1.4. Закрыть продувочные вентили холодильников, начиная с 1-й ступени.

4.1.5. Проверить по показаниям манометров распределение давлений по ступеням сжатия. Давления должны находиться в пределах, указанных в формуляре компрессора.

4.1.6. Прослушать работу компрессора. При обнаружении стука или звуков, не свойственных нормальной работе компрессора, остановить компрессор и устранить неполадки.

Подготовка компрессоров к пуску

Для того чтобы подготовить компрессорную установку к пуску, надо обеспечить ее дальнейшую безаварийную, безопасную эксплуатацию:

• Тщательно проверить техническое состояние всего оборудования компрессорной установки (компрессора, холодильников, влагомаслоотделителей, трубопроводов, арматуры, приборов автоматического контроля и управления и т. д.).
• Проверить количество масла в резервуаре смазочного насоса и при необходимости долить его (уровень масла должен находится в верхней части стекла маслоуказателя).
• Проверить количество масла в полости рамы (станины) компрессора и в случае необходимости долить его (уровень масла должен находится у верхней риски стержня маслоуказателя).
• Проверить работу смазочного насоса, поворачивая его рукоятку на 50-60 оборотов и одновременно, через контрольное окно, наблюдая за подачей масла в каждую точку; при прекращении подачи масла к какой-либо точке следует найти причину прекращения подачи масла и устранить ее до пуска компрессорной установки в работу.
• Открыть продувочные вентили холодильников.
• Убедиться, что на компрессоре и на фундаменте нет посторонних предметов.
• Пустить охлаждающую воду в рубашки компрессора и в холодильники и проверить выход ее из компрессорной установки из сливной трубы.
• Если компрессорная установка пускается в работу после длительной остановки (более 5 суток), то перед ее пуском, кроме перечисленного выше, необходимо сделать следующее: открыть боковой люк рамы (станины) и смазать направляющие и штоки, провернуть коленчатый вал компрессора не менее чем на один оборот. Проследить, чтобы во время проворачивания коленчатого вала не было никаких ударов, толчков и посторонних звуков;
• Проворачивая смазочный насос от руки, тщательно проверить, поступает ли смазочный материал в цилиндры и сальники, для чего отсоединить трубки у обратных клапанов; затем эти трубки присоединить на свои места и провернуть насос еще на 30-40 оборотов.

Поршневой компрессор

Поршнево́й компре́ссор — тип компрессора. Компрессоры данного типа широко применяются в машиностроении, текстильном производстве, в химической, холодильной промышленности и криогенной технике. Многообразны по конструктивному выполнению, схемам и компоновкам.

 

Классификация

Поршневые компрессоры различают по устройству кривошипно-шатунного механизма, устройству и расположению цилиндров, числу ступеней сжатия.

Поршневые компрессоры могут быть: крейцкопфные — с двухсторонним всасыванием и бескрейцкопфные — одностороннего всасывания (мощностью до 100 кВт).

По расположению цилиндров компрессоры подразделяются на вертикальные, горизонтальные и угловые.

К вертикальным относятся машины с цилиндрами, расположенными вертикально. При горизонтальном расположении цилиндры могут быть размещены по одну сторону коленчатого вала, такие компрессоры называются горизонтальными с односторонним расположением цилиндров; либо по обе стороны вала — с горизонтальными или двухсторонним расположением цилиндров.

К угловым компрессорам относятся машины с цилиндрами, расположенными в одних рядах вертикально, в других — горизонтально. Такие компрессоры называются прямоугольными. К угловым компрессорам относятся машины с наклонными цилиндрами, установленными V-образно и W-образно (компрессоры называются соответственно V- и W-образными). Прогрессивным в развитии поршневых компрессоров явился переход на оппозитное исполнение компрессоров крупной и средней производительности. Оппозитные компрессоры, представляющие собой горизонтальные машины с встречным движением поршней и расположением цилиндров по обе стороны вала, отличаются высокой динамической уравновешенностью, меньшим габаритами и массой. Благодаря своим преимуществам оппозитные компрессоры практически полностью вытеснили традиционный тип крупного горизонтального компрессора.

Для машин малой и средней производительности основным является прямоугольный тип компрессора и компрессора с У-образным расположением цилиндров.

По числу ступеней сжатия компрессоры различаются одно-, двух- и многоступенчатые. Многоступенчатое сжатие вызывается необходимостью ограничить температуру сжимаемого газа. В воздушных компрессорах возникает опасность воспламенения и взрыва масляного нагара, накапливающегося в трубопроводах, на крышках компрессоров и поверхностях клапанов, поэтому температура нагнетаемого воздуха не должна превышать 453К

Поршневые компрессоры с лабиринтным уплотнением

Компрессоры данного типа выполняются без поршневых колец и без смазки, уплотнение достигается с помощью канавок, нарезанных на поверхностях поршня и цилиндра. Уплотнение цилиндра и поршня также лабиринтного типа.

Лабиринт, уменьшающий утечку газа, выполняется в виде круговых канавок. Зазоры в лабиринтах выбираются минимально возможными с учётом температурных деформаций цилиндра. Необходимо учитывать, что утечка пропорциональна диаметру поршня, скорости звука в газе при температуре в цилиндре и отношению давлений до и после лабиринта.

Плавный пуск компрессора

	При пуске компрессора электродвигатель преодолевает инерцию покоя движущихся деталей и разницу давлений в системе. Существует несколько способов облегчения запуска: плавный пуск компрессора (постепенное преодоление инерции покоя), выравнивание давления в системе с помощью капиллярной трубки при остановке, выравнивание давления до и после компрессора байпасированием, регулирование давления всасывания с помощью регулятора давления в картере KVL (Danfoss) и это не все. Как и самих разновидностей компрессоров: Автомобильный, Винтовой, Винтовой воздушный, Вихревой, Высокого давления,Мембранный, Низкого давления, Осевой, Поршневой, Роторно-пластинчатый, Стандартные, Центробежный, Шестеренчатый....
Существует несколько разновидностей облегченного пуска компрессоров. Все они предназначены для снижения пусковых токов, величина которых влияет как на сечение подводимых силовых кабелей и пускателей, так и на срок жизни самого компрессора. Вот основные виды: 1. Пуск «Звезда-Треугольник», при котором двигатель стартует сначала на подключении обмоток типа «Звезда» несколько секунд, а затем по таймеру переключается на «Треугольник», позволяет снизить пусковой ток примерно в три раза по отношению к прямому пуску. Этот способ часто применяется для облегчения пуска обычных трехфазных двигателей, мощность которых выше 5,5 кВт. 2. Пуск «Звезда-Треугольник» с плавным переключением. При переключении с «Звезды» на «Треугольник» происходит кратковременный скачок пускового тока. 3. Пуск с байпасом. Используется на поршневых компрессорах, где устанавливается байпассная линия между нагнетанием и всасыванием компрессора, которая открывается во время пуска с помощью соленоидного клапана. На винтовых компрессорах также реализован байпас, но он является частью системы управления производительностью. При пуске управляющий золотник находится в режиме минимальной загрузки и компрессор стартует на 10-20% максимальной мощности. 4. Пуск с частичным включением обмотки компрессора. Используется на поршневых компрессорах большой мощности. 5. Плавный пуск. На холодильных машинах со спиральными компрессорами, где на каждый холодильный контур приходится по нескольку компрессоров (обычно до 4), часто устанавливается устройство плавного пуска только одного компрессора в каждом контуре. При этом такой компрессор стартует последним в контуре. Пусковой ток такого компрессора на 30% ниже стандартного. В пределах мощности пускового устройства допускается параллельное подключение двигателей, при этом суммарный ток подключенных двигателей должен быть меньше номинального тока пускового устройства, выбранного в функции типа применения. В электрических компрессорных станциях применяются асинхронные трехфазные двигатели переменного тока. При прямом пуске этих двигателей, нагруженных на винтовой компрессор, возникают большие броски тока в питающей сети, которые превышают более чем в 12 раз номинальный ток двигателя. Этот ток вызывает перегрузку проводов системы питания предприятия, резкому провалу напряжения в ней. Возникает высокий вращательный момент (резкий рывок с места), перегружающий механические части компрессора и самого электродвигателя. Бросок тока приводит к преждевременному выходу из строя коммутационных устройств пульта управления (подгорание, приваривания контактов магнитных пускателей, автоматических выключателей), нагрев силовых кабелей. Чтобы избежать этих проблем при эксплуатации, необходимо использовать устройства плавного пуска электродвигателя компрессора.
	Применение устройства плавного пуска исключает, или по крайней мере, уменьшает связанные с этим проблемы. Кроме этого, плавный пуск компрессора обеспечивает: -пусковой ток меньше в 2.5–3 раза, -пусковой момент составляет одну треть от момента при прямом пуске, -снижение нагрузки на питающую сеть предприятия, -увеличиение срок службы электродвигателя и компрессора за счет резкого снижения ударных нагрузок, -увеличение срока службы устройств коммутации, -возможность применения силовых кабелей меньших диаметров, -экономию эксплуатационных затрат..
Плавный пуск компрессоров любых типов обеспечивает безаварийный режим их работы и возможность отключения в том случае, когда нет необходимости их работы. Мягкий пуск двигателя, не допускающий ударов и перегрузок, снижает износ деталей компрессора, обеспечивая его безотказную работу в течении долгого времени. Использование устройств плавного пуска компрессорных нагрузок позволяет осуществлять включение и отключение коммутационной аппаратуры и электродвигателя на нулевом напряжении, что многократно увеличивает их ресурс.