Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
6.7. Компрессорные станции. Вспомогательное оборудование компрессорных станций
Компрессорной станцией называется совокупность нескольких компрессорных установок, работающих на общую пневматическую сеть.
Компрессорная установка включает компрессор, его привод, вспомогательное оборудование, а также средства контроля и автоматизации.
Компрессорные станции, кроме компрессорных установок, снабжаются вспомогательным оборудованием: всасывающими фильтрами, концевыми охладителями, воздухосборниками (при использовании поршневых компрессоров), глушителями шума, насосами и др.
Здание компрессорной станции имеет машинный зал и другие помещения, например, для электрических распределительных устройств, насосов системы охлаждении, хранения смазочных материалов и т. д. Компрессоры располагаются в машинном зале в один ряд с проходами между ними не менее 1,5 м. Вспомогательное оборудование на крупных компрессорных станциях размещается в подвальных помещениях. Воздухосборники и фильтры для приема воздуха обычно выносятся за пределы здания [7].
Компрессорные установки соединяются воздухопроводами, снабженными контрольно-измерительными приборами, запорной и предохранительной арматурой. На рис. 6.1 приведена примерная схема компрессорной установки с поршневыми компрессорами.
Основными параметрами компрессорной станции являются производительность и рабочее давление сжатого воздуха. Эти параметры являются исходными при выборе типа и числа компрессоров.
Вспомогательное оборудование компрессорных станций и установок
|
|
|
Рис. 6.7. Схема фильтра для очистки всасываемого воздуха: |
Всасывающие фильтры служат для очистки всасываемого компрессором воздуха от пыли и других механических примесей. Фильтры устанавливаются индивидуально на каждую компрессорную установку или для группы установок. Для поршневых компрессоров предпочтительнее установка групповых фильтров, так как на работе фильтра меньше сказывается пульсация и возможно осуществить наддув воздуха в компрессоры вентилятором (рис. 6.7) [5].
Конструктивно фильтр состоит из нескольких кассет, имеющих форму прямоугольного параллелепипеда, передняя и задняя грани которого выполнены из металлической сетки.
Очистка воздуха в фильтрах происходит следующим образом: проходя через заполнитель, воздушный поток многократно изменяет направление; под действием центробежной силы движущиеся по криволинейной траектории частицы пыли прижимаются к смоченной поверхности и прилипают к ней.
Охладители воздуха и масла представляют собой модификации конструкции холодильников двух типов: кожухотрубных холодильников, в межтрубном пространстве которых движется охлаждаемый воздух или масло системы смазки, а по трубкам – охлаждающая вода из холодильников труба в трубе, в которых воздух проходит по внутренней трубе, а охлаждающая вода – по кольцевому пространству между внутренней и наружной трубами.
Рис. 6.8. Схема промежуточного холодильника:
1 – верхняя крышка;
2 – верхняя трубная плита;
3 – трубка; 4 – перегородка;
5 – кожух; 6 – нижняя трубная плита; 7 – нижняя крышка;
8 – сальниковая втулка;
9 – сальниковая крышка
Воздушные холодильники по месту их установки делятся на промежуточные (рис. 6.8), устанавливаемые между ступенями компрессора, и концевые, располагаемые после компрессора.
Концевые воздушные холодильники устанавливаются на стационарных компрессорных станциях при температуре сжатого воздуха на выходе из последней ступени свыше 170 ˚С. Концевые охладители устанавливаются для стационарных поршневых компрессоров при производительности Q > 10 м3/мин. На турбокомпрессорах они предусматриваются в отдельных случаях [1, 5, 15].
При охлаждении сжатого воздуха происходят конденсация и выделение в капельном состоянии воды и масла. Выпадение конденсата в коммуникациях компрессора и трубопровода увеличивает интенсивность окисления нагара, уменьшает проходные сечения трубопроводов, может создать пробки в холодное время года, возможно также частичное и полное обмерзание трубопроводов. Для предотвращения этого конденсат выделяется из сжатого воздуха в специальных аппаратах – масловлагоотделителях.
В масловлагоотделителях поток воздуха имеет ряд поворотов и резких изменений сечения, что способствует собиранию жидких частиц в крупные капли. Под действием центробежной силы на криволинейных участках траектории капли прижимаются к стенкам, по которым стекают в нижнюю часть аппарата и с помощью спускных кранов периодически удаляются из сети.
Масловлагоотделитель обычно устанавливается непосредственно после II ступени компрессора. При открытой разработке месторождений полезных ископаемых обязательна установка масловлагоотделителя на участке с температурой сжатого воздуха, приближающейся к 0°С.
На рис. 6.9. приведена схема масловлагоотделителя с отбойной доской, широко применяемого в компрессорных станциях горных предприятий [5].
|
|
|
Рис. 6.9. Схема масловлагоотделителя: |
Воздухосборник представляет собой клепаный или сварной сосуд заводского изготовления. Воздухосборник относится к сосудам, работающим под давлением, поэтому их освидетельствование и надзор за ними осуществляются инспекцией Ростехнадзора, а эксплуатация должна производиться строго в соответствии с правилами этой организации (рис. 6.10) [5].
Воздухосборник имеет несколько назначений:
1) аккумулировать запас сжатого воздуха при недогрузках компрессора и отдавать его в сеть по мере надобности, предотвращая колебания из-за неравномерности потребления воздуха;
2) сглаживать пульсации давления, вызванные характером работы поршневого компрессора; смягчение пульсации давления улучшает условия работы потребителей и снижает потери давления в сети;
3) служить емкостью для сбора конденсата и некоторого охлаждения воздуха.
Рис. 6.10. Схема воздухосборника:
1 и 4 – фланец воздухопровода;
3 – проушины для монтажа воздухосборника;
5 – фланец для манометра;
6 – лаз с крышкой;
7 – продувочный вентиль
Практически в силу незначительности объема воздухосборника, по сравнению с объемом воздухопроводной сети, его влияние как аккумулятора и демпфера мало ощутимо – воздухопроводная сеть без воздухосборника эффективно выполняет его первую и вторую функции.
Между тем воздухосборник является наиболее опасным элементом пневматической установки, так как в нем при высокой температуре сосредоточены большие количества нагара; взрыв воздухосборника обладает большой разрушительной силой ввиду сосредоточения большого объема сжатого воздуха.
В настоящее время имеются предложения устранить на пневматических установках воздухосборники, заменив их комбинированным масловлагоотделителем и холодильником.
На каждый воздухосборник заводится техническая документация – паспорт и шнуровая книга, в которых приведены данные завода-изготовителя и сведения эксплуатационного характера об осмотрах, ревизиях, испытаниях и ремонтах [7].
Перед пуском в эксплуатацию и в дальнейшем через каждые 8 лет воздухосборник подвергается гидравлическому испытанию при давлении, в 1,5 раза превышающем рабочее. Ежегодно воздухосборник испытывается на герметичность; потеря давления в отключенном воздухосборнике за 1 ч не должна превышать 0,5 % при Vв =1 – 3 м3 и 0,25% при Vв > 3 м3 от первоначальной величины [7].
Дважды в год внутренняя поверхность воздухосборника осматривается и очищается от нагара и прочих наслоений, одновременно очищается и промывается содовым раствором воздухопровод между компрессором и воздухосборником [7]. Устанавливаются воздухосборники с теневой стороны за капитальной стеной компрессорной станции, в местах наименьшего скопления людей; для меньшего поглощения солнечных лучей их окрашивают светлой краской [7].
Предохранительные клапаны
Предохранительные клапаны являются автоматическими устройствами, ограничивающими повышение давления воздуха в системе. При повышении давления сверх допустимой величины предохранительный клапан должен открываться, выпуская воздух в атмосферу; с восстановлением рабочего давления клапан должен закрыться.
Рис. 6.11. Конструкция пружинного предохранительного клапана:
1 – винт для сжатия пружины;
2 – верхняя крышка; 3 – пломба;
4 – запорный орган; 5 – кольцо;
6 – рабочая пружина; 7 – корпус клапана
По величине подъема закрывающего органа клапаны подразделяются на полноподъемные и неполноподъемные.
Отношение высоты подъема к диаметру отверстия в седле у полноподъемных клапанов 1/4, у неполноподъемных 1/10 – 1/40.
По конструкции механизма, прижимающего запорный орган к седлу, предохранительные клапаны делятся на грузовые и пружинные.
На рис. 6.11 показана конструкция пружинного предохранительного клапана, устанавливаемого на компрессоре 160В-20/8 [5].
По правилам технической эксплуатации предохранительный клапан должен устанавливаться после каждой ступени сжатия; обычно предохранительные клапаны установлены на промежуточных холодильниках и воздухосборниках.
Однако, если между воздухосборником и компрессором установлена задвижка, то со стороны компрессора до задвижки обязательно должен быть установлен предохранительный клапан; для многоступенчатых компрессоров предохранительные клапаны дублируются.
К устанавливаемому на компрессор клапану предъявляются следующие обязательные требования: проходное сечение клапана в открытом положении должно обеспечить пропуск полной производительности компрессора без дальнейшего повышения давления в системе.