§ 18. 2. ВЫБОР КОМПРЕССОРОВ

Исходные данные для выбора компрессоров:

1) объёмный расход газа на входе в компрессор или, в общем случае, расход сжатия газа и вероятный режим его потребления;

2) конечное давление, равное давлению в воздухосборнике, или задаваемое по назначенному режиму трубопровода, технологической установки и т.

3) условия всасывания (температура, давление, относительная влажность газа на приёме или диапазон изменения этих величин);

4) характеристика перекачиваемого газа (молярный состав, загрязнённость, токсичность, способность к полимеризции и др.);

5) вид привода или требования к нему;

6) особые требования (отсутствие смазки в газовом тракте; ограничение массы машин, её габаритов, вибрации, уровня шума; герметичность машины и др.).

Тип и марку компрессора определяют прежде всего по основным показателям выпускаемых компрессоров - конечному давлению р_к и объёмному расходу газа

на входе V н.

Рис. 18.1. Области применения компрессоров:

П - поршневых; Р - роторных; Ц - центробежных;

О - осевых; Н - коловратных нагнетателей (типа Рутс)

На рис. 18.1 показаны области применения основных типов компрессоров. В области сравнительно небольших расходов (менее 10 тыс. м³/ ч) и высоких конечных давлений (более 10 МПа) выпускаются только поршневые компрессоры. Верхняя граница области применения центробежных компрессоров - ~ 2 МПа (линия I), а при последовательном соединении машин - ~ 8 МПа (линия II).

В последние годы для нефтехимического производства выпускаются двухкорпусные центробежные компрессоры, расчсчитанные на конечное давленте 30 - 40 МПа и даже до 200 МПа (область их применения очерчена линиями IIIи IV). Компрессоростроители работают над созданием центробежных компрессоров на давление 275 МПа.

Верхняя граница Vобласти применения осевых компрессоров ~ 0,8 МПа, а в комбинации с центробежными машинами и промежуточным охлаждением газа - 6 МПа (линия VI).

Как видно на рис.18.1, области применения различных компрессоров в определённых пределах взаимно перекрываются. В связи с совершенствованием выпускаемых машин границы такого перекрытия расширяются. Поскольку для одних и тех же давлений можно использовать различные машины, выбор того или другого типа осуществляется с учётом других критериев.

В некоторых случаев на выбор типа компрессора может влиять или даже стать решающим условие, чтобы в сжимаемом газе отстствовали даже следы масла. В других случаях, наоборот, необходимы именно смазываемые машины. Дело в том, что воздух, всасываемый компрессором, часто загрязнён триокисью серы SO₃, являющейся продуктом сгорания топлив. Она соединяется с конденсирующейся влагой и образует слабый раствор серной кислоты H₂SO₄. Если в компрессоре смазываются цилиндры, то масло, попадая в сжатый воздух, служит некоторой защитой трубопроводов, рабочих органов пневматических инструментов и приборов, тогда как воздух, свободный от содержания масла, этим достоинством не обладает.

Важное качество компрессора - уровень его шума.

По нормам, действующим в нашей стране, комрессорные установки должны быть спроектированы так, чтобы уровень шума при длительной непрерывной работе компрессора не превышал 85 дБ. Чтобы удовлетворить этому требованию, некоторые типы компрессоров нуждаются в специальных средствах снижения уровня шума, тогда как для других машин такой проблемы не существует. Благодаря поглощению звука в массивном корпусе пластинчатый компрессор работает тише, нежели винтовой сухого сжатия. Для борьбы с шумом используются металлические или пластмассовые кожухи, покрытые антивибрационной мастикой, с шумопоглащающими панелями из стекловолокна. В некоторых типах машин устанавливают поглощающие и резонансные глушители, отрегулированные на наиболее интенсивную часть спектра шума.

ослаблению звука, имеющего высокую энергию в той части частотного спектра, которая наиболее чувствительна для наших органов.

В и б р а ц и я к о м п р е с с о р о в передаётся непосредственно через корпус и строительные конструкции. Она имеет более низкий порядок частот, нежели звуки, но способны распространяться дальше и сохраняться дольше. С целью снижения амплитуды вибрации до уровня, признанного допускаемым для данной установки, применяют гасительное устройство. Гашение вибраций может потребовать значительных затрат в средств и поэтому, если вибрация существенная, при выборе компрессоров следует оценивать их также и с этой точки зрения.

Во многих случаях при выборе типа и марки компрессора важным требованием является обеспечение герметичности машины. В роторных, центробежных и осевых компрессорах уплотняется выход вала из корпуса, а в поршневых - выход штока из цилиндра. При оценке герметичности следует обращать внимание на действие уплотнительных систем при остановке машины и запуске.

За границей областей применения указанных типов компрессоров часто используют комбинации машин разных типов. Так, при больших объёмах перекачиваемого газа и высоком давлении последовательно устанавливают осевой и центробежный или центробежный и поршневой компрессоры. Существуют каскады из трёх или даже четырёх машин, включённых последовательно, например, из осевого, центробежного, поршневого и мембранного компрессора.

Э к о н о м и ч е с к и е с о о б р а ж е н и я. При различных вариантах удовлетвогения перечисленных требований их сравнивают по экономичности. Эффект от применения той или иной машины выявляется по совокупному значению двух видов затрат средств - капитальных и эксплуатационных.

К капитальным затратам относятся единовременные расходы на приобретение оборудование (компрессора, привода, вспомогательного оборудования) и его установку (сооружение фундамента, укрытий, зданий). Эксплуатационные расходы включают в себя следующие элементы затрат: расход энергоресурсов (электроэнергия, топливо и проч.), амортизация (резервирование средств для капитального ремонта и замены использованной машины), обслуживание и текущий ремонт, заработная плата обслуживающего персонала.

Совокупный эффект перечисленных затрат учитывают следующим образом. Обозначим капитальные затраты в двух сравниваемых вариантах K₁и K₂,а годовые зксплуатационные расходы соответственно O₁и Э₂. В общем случае K₂>K₁, но Э₂