24.11.2024

Поломки поршневых компрессоров: Неисправности поршневых компрессоров и способы их устранения

Содержание

Неисправности поршневых компрессоров и способы их устранения

Типы неисправностей поршневых компрессоров

С поршневыми компрессорами случаются различные поломки и неисправности. Некоторые неисправности поршневого компрессора можно устранить самостоятельно, с другими придется обратиться в мастерскую или сервисный центр по ремонту компрессоров.

Какие поломки угрожают поршневым компрессорам:

  • механические неисправности;
  • электрические;
  • связанные с неправильной эксплуатацией.

По каким признакам можно заметить, что поршневой компрессор неисправен:

  • снизилась производительность компрессора;
  • проскальзывает ремень;
  • слышно шипение при отключении компрессора;
  • поршневой компрессор останавливается во время работы;
  • компрессор вибрирует;
  • гудит двигатель компрессора;
  • образуется излишек масла в сжатом воздухе и ресивере;
  • поршневой компрессор не заводится.

Механические неисправности поршневых компрессоров

Наиболее частые механические поломки поршневых компрессоров:

  • загрязнение воздушного фильтра компрессора;
  • механические повреждения всасывающего воздушного фильтра;
  • износ или поломки цилиндро-поршневой группы.

Загрязнение воздушного фильтра возникает при использовании поршневого компрессора в условиях чрезмерно загрязненного воздуха, при наличии в воздухе строительной пыли, цементной взвеси и других примесей.

Вследствие загрязнения фильтра возникает перегрев компрессора, ухудшение качества его работы и преждевременный выход из строя.

Поломки воздушного фильтра поршневого компрессора вплоть до нарушения его целостности возникают при грубой транспортировке и несоблюдении правил эксплуатации оборудования.

При работе поршневого компрессора с неисправным воздушным фильтром возможны следующие проблемы:

  • попадание частиц пыли в клапанный узел и в цилиндры компрессора;
  • выход из строя клапанов и цилиндров компрессора;
  • залегание колец;
  • окислительные процессы в масле;
  • загрязнение сжатого воздуха.

Перегрев поршневого компрессора, снижение уровня компрессии могут быть связаны с нарушением режима смазывания. Впоследствии можно столкнуться с некоторыми нарушениями в работе поршневого компрессора:

  • выходом из строя подшипников скольжения;
  • поломкой колец;
  • заклиниванием или обрывом шатунов.

Чтобы избежать поломки компрессора, связанной с нарушением режима смазывания, рекомендуется строго соблюдать правила:

  • использовать в поршневом компрессоре только компрессорные масла, а не моторные;
  • использовать масло, рекомендуемое производителем для конкретного вида поршневого компрессора;
  • следить за уровнем масла в компрессоре;
  • менять масло в соответствии с инструкцией.

Электрические поломки поршневых компрессоров

Некоторые неисправности в электрической части поршневого компрессора приводят к механическим поломкам оборудования. К таким электрическим неисправностям относятся:

  • перекос фаз;
  • перегрузка на валу электродвигателя;
  • бракованные комплектующие элементы устройства.

Перечисленные неисправности электрической части приводят к следующим проблемам:

  • к поломке роторного вала;
  • к ослаблению крепления сердечника статора;
  • к ослаблению опрессовки сердечника ротора;
  • к выплавлению баббита в подшипниках скольжения;
  • к износу подшипников качения;
  • к поломке крыльчатки компрессора.

Существуют и собственно электрические неисправности поршневых компрессоров:

  • аварии, связанные с большими скачками напряжения в электрических сетях;
  • замыкание обмоток;
  • обрыв проводников;
  • пробой изоляции, вызванный коротким замыканием;
  • аварии, вызванные нарушением или промоканием изоляции.

Поломки поршневых компрессоров, вызванные неправильной эксплуатацией

Часто поршневые компрессоры ломаются, если не соблюдается режим работы, например:

  • компрессор работает более 15 минут без перерыва;
  • общее время работы компрессора в час превышает допустимое, для бытовых компрессоров это время – 30 минут.

Характерные поломки поршневого компрессора, вызванные неправильной эксплуатацией:

  • загрязнились наружные узлы компрессора;
  • сломался пластиковый корпус;
  • сломались защитные кожухи и крыльчатки вентилятора;
  • сломался регулятор давления;
  • сломалась трубопроводная арматура.

Ремонт поршневого компрессора своими руками и в сервисном центре

Некоторые неисправности поршневого компрессора можно устранить своими руками:

  • при проскальзывании ремня натянуть его и очистить от загрязнений;
  • при попадании воздуха из ресивера в воздухопровод надо выкрутить головку клапана, очистить седло, очистить или заменить прокладку;
  • при недостаточном уровне масла долить необходимое количество;
  • некачественное масло заменить на новое;
  • при остановке компрессора проверить цепь питания.

При более серьезных сбоях в работе поршневого компрессора рекомендуется ремонтировать его в сервисном центре по ремонту компрессоров или в специализированной мастерской.

Если не заводится поршневой компрессор, или имеются другие неисправности, обращайтесь с сервисный центр по ремонту садового и строительного оборудования Альфа-Рост.

Самостоятельный ремонт и перенастройка сложных узлов поршневого компрессора могут привести к более сложным поломкам оборудования.

Неисправности и ремонт поршневого компрессора

Простота конструкции поршневых компрессоров способствовала их популяризации и распространению. Сегодня компрессоры  поршневые нашли широчайшее применение в разных сферах человеческой деятельности, начиная от аэрации аквариумов и заканчивая промышленным машиностроением. Гениальное, по своей простоте, изобретение обладает массой достоинств и высокой функциональностью. Например, подача воздуха или газа под давлением более чем в 20 атмосфер – задача, с которой не могли справиться даже более сложные приспособления. Однако самые совершенные механизмы нуждаются в своевременной профилактике неисправностей и грамотном ремонте.

Оглавление:

  1. Разновидности компрессоров
  2. Разновидности поршневых компрессоров
  3. Технические параметры поршневых компрессоров
  4. Устранение неполадок поршневого компрессора
  5. Обслуживание поршневых компрессоров

Разновидности компрессоров

Компрессоры используют не только на нагнетании воздуха, к примеру, в химической промышленности и в геологии – они перекачивают под давлением различные газы: хлор, азот, кислород, водород, гелий, этилен и некоторые смеси. В промышленности и других сферах человеческой деятельности используются компрессорные станции и турбокомпрессоры, компрессоры низкого и высокого давления – поршневые, и эти механизмы сегодня наиболее распространены.   

Современные компрессоры отличаются от многих других механизмов своей лаконичной простотой, да и сама конструкция гарантирует почти бесперебойную их работу на долгий период, включая обеспечение недорогого обслуживания и ремонта.

Подача воздуха под давлением – принцип работы большинства компрессоров, многие из которых способны работать в сложных климатических условиях, а также с подачей загрязненных газовых смесей без риска повреждения механизма. Однако для продления срока эксплуатации  поршневых компрессоров все же стоит позаботиться о вполне приемлемых условиях для их работы.

Загрязненный воздух или смеси, перекачиваемые в цилиндры компрессоров, в том числе и поршневых, несут дополнительную нагрузку на все узлы комплектующие, и это ведет к их износу. Некоторые типы компрессоров способны подавать очищенный  воздух (газ) без масляных примесей, а их корпус дает минимальный уровень шума. Большинство современных компрессоров периодически нуждаются в замене запчастей для их бесперебойного функционирования, а при поломке лучше всего обратиться за техобслуживанием в ближайший сервисный центр.  

Разновидности поршневых компрессоров

Механизмы для перекачки воздуха под давлением отличаются по движку, например, есть электро- и парокомпрессоры, работающие на паровом приводе, и есть работающие на двигателе внутреннего сгорания.

Компрессорные механизмы имеют разную производительность, которая условно оценивается по объему прохождения газа под давлением за единицу времени:

  • Мини-компрессоры используют в медицине, приборостроении, аквариумистике – производительность до 3*10ˉ² м³/с.
  • Лабораторные мини-компрессоры и транспортные агрегаты с перекачиванием воздуха с 3*10ˉ² до 0,01 м³/с.
  • Аппараты средней производительности – в пределах 0,1 до 1 м³/с применяют компрессорные станции шахт, фабрик, заводов и рудников.
  • Высокопроизводительные компрессоры с давлением более 1 м³/с – это химкомбинаты и компрессорные станции.

Компрессоры, работающие на летучих соединениях и легких инертных газах, дополнительно уплотняются. В техническом обслуживании нуждаются  многие другие механизмы, в том числе и поршневые компрессоры. Простота конструкции поршневых компрессоров вовсе не означает отсутствия затрат на ремонт поршневого компрессора. А их относительная дешевизна не отменяет потребности в покупке запчастей для поршневого компрессора или его сервисного обслуживания.

Технические параметры поршневых компрессоров

Поршневые компрессоры, принцип работы которых основан на нагнетании и перекачивании газов или воздуха под высоким давлением, способны менять параметры объёма газа. Все разновидности компрессоров  функционируют на основе принципа движения поршня между клапанами по возвратно-поступательной схеме.

Устройство каждого типа данного приспособления продиктовано условиями применения, функциональностью и сферой их использования. Например, компрессоры угловые – наиболее распространённый тип компрессорных агрегатов, поскольку они имеют сравнительно малый вес и компактные габариты, их можно монтировать на небольших площадях. Цилиндры могут размещаться по обе стороны основания или же только с одной стороны. У вертикального типа поршневых компрессоров схема та же, что и у горизонтальных, которые рассчитаны на более высокую нагрузку, но они имеют меньшие размеры и иную производительность.  

Есть несколько типов конструктивных решений устройства компрессоров, которые условно объединяют в подгруппы.

1. Горизонтальные, вертикальные и угловые.

2. Многоступенчатые, 1-ступенчатые и 2-ступенчатые.

3. Компрессоры одинарного и двойного действия.

4. Многоцилиндровые, 1-цилиндровые и 2-цилиндровые компрессоры.

5. Крейцкопфные компрессоры (с головкой) или без крейцкопфа.

По типу размещению цилиндров относительно оси агрегата, устройство поршневого компрессора углового типа бывают V-образные, прямоугольные и W-образные. Каждая разновидность такого типа компрессора конструктивно имеют много общего – они состоят из основных узлов, как это показано на схеме поршневого компрессора, рисунок:

  • узлы цилиндров и поршней, уплотнительные элементы,   
  • механизмы движения – картер компрессора, коренной вал, шатуны и крейцкопфы,
  • вспомогательные комплектующее – фильтры, охладители, ресиверы, смазочные узлы, влаго- и маслоотделители, системы защиты и регулировки.

Схематически принцип работы вертикального поршневого компрессора выполняется в 2 этапа:

1. Воздух или газ, находящийся в увеличивающейся полости цилиндра, постепенно расширяется во время движения поршня вдоль оси от крышки цилиндра. При этом внутри цилиндра давление воздуха уменьшается относительно внешних параметров, и это ведет к его порционному всасыванию через клапан.

2. Далее происходит сжатие или нагнетание воздуха (газа) во время движения поршня, которое производится в обратном направлении – в цилиндре давлении растет, пропорционально его сжатию, после чего через нагнетательный клапан сжатый воздух с силой выпускается.

Схема поршневого компрессора у большинства конструкций принципиально одинакова – это цилиндр, поршень, клапана (всасывающий и нагнетательный), кривошипно-шатунный механизм (крейцкопф, кривошип и шатун) и шток. Компрессоры также оцениваются по таким параметрам как сила поршня, амплитуда и мощность, частота вращения вала, объем перекачки воздуха и другим.

Схема работы поршневого компрессора связана с изменениями температуры газа (воздуха), возникновением вибраций, поэтому нуждаются в охлаждении и надежной опоре, что уже заложено в их конструкции. Однако при длительной работе и обслуживании поршневых компрессоров возникают поломки, снижение продуктивности и засорение.

Устранение неполадок поршневого компрессора

Рассмотрим подробно причины неполадок и возможные способы их устранения. Например, если не проворачивается маховик, то между основанием поршня и клапанной доской производят больший зазор, в пределах 0,2-0,6 мм. Причина неполадки– упор поршня в плоскость клапана.

При пропускании воздуха через влагоудалитель – промыть или заменить клапан. Возможные причины – разрушение или засорение клапана. Если обнаружен пропуск воздуха в трубке сброса после остановки – надо прочистить клапан, скорее всего, там засорен обратный клапан.

При повышении нагрева компрессорной головки необходимо сделать затяжку по норме, заменить поршневые кольца с обнаруженным дефектом, зачистить загрязненные поверхности, сменить масло на то, которое обозначено в технической документации. Вероятные причины перегрева – применение масла, не соответствующего указанному в техпаспорте, недостаточные сроки для его охлаждения; возможна просроченная замена масла. Могут быть перетянуты шатунные болты, которые затрудняют доступ масла к вкладышам или тепловой зазор на стыке поршневых колец слишком мал, важно проверить и ослабление шпилек крепления.

При медленном наборе оборотов, или когда механизм не запускается под давлением – сменить клапан, произвести притирку корпуса и сделать ревизию ремней. Возможные причины – ослабление натяжения приводных ремней или засорение обратного клапана.

При обнаружении протечки масла по коленвалу из картера нужно заменить сальник и прочистить зазор сапуна. Возможная причина – засорение отверстия сапуна и общий износ сальника.

При снижении производительности поршневого компрессора нужно промыть или заменить фильтр, сменить изношенные поршневые кольца, выявить место утечки для его устранения, прочистить и сменить дефективные пластины клапана или выровнять плоскость прилегания прямоточного клапана. Наиболее вероятные причины снижения продуктивности работы поршня – зависание или поломка пластин клапана, утечка воздуха из-за неплотного соединения или его разгерметизации, а также засорение воздушного фильтра или общая изношенность поршневых колец.

При стуке цилиндра необходимо заменить масло, сменить дефектные поршневые кольца и изношенные детали, цилиндр расточить или заменить поршень. Наиболее вероятные причины появления стука – поломка поршневых колец или заедание из-за нагара и неподходящего масла, а также общая изношенность поршня или его цилиндра, втулки верхней головки шатуна или поршневого пальца.

При избыточном образовании нагара производится очистка всех комплектующих от нагара, смена масла, важно далее следить, чтобы не было избытка масла в картере. Вероятная причина – использование низкокачественного масла и появление его излишка в картере.

При возникновении стука в картере необходимо сделать ревизию и подтяжку шатунных болтов, сменить подшипники или под ремонтный размер обработать шатунные шейки вала, а вкладыши заменить. Вероятные причины – изношены подшипники коленвала, шатунные шейки и вкладыши, ослаблено крепление шатунных болтов.

При снижении давления в ресивере и раздаточном клапане необходимо прочистить обратный клапан, поскольку наиболее вероятная причина – поломка или засорение обратного клапана.

Лучшим решением приведения компрессора в рабочую норму будет обращение к специалистам местного сервисного центра. Однако до ремонта любого технического узла или агрегата важно сделать полную диагностику, чтобы выявить точную причину сбоя в работе, тогда ремонт и замена расходных материалов будет проведена наиболее эффективно. Компетентные специалисты при диагностике поршневых компрессоров не только найдут причину сбоя в работе или дефекты, но и устранят все его недочеты и причины поломки.

Обслуживание поршневых компрессоров

При любой амортизации, незначительной или усиленной, любое оборудование изнашивается, а сжатый воздух или газовая смесь, нагнетаемая поршневым компрессором, имеет примеси, масла и взвесь. Зачастую именно это ведет к снижению производительности основных его узлов или даже разгерметизации клапанов. Поршневые компрессоры, как любые другие технические приспособления, периодически нуждаются в профилактическом осмотре всех его узлов, а также смене расходных материалов и изношенных комплектующих.

Иногда возможен заводской брак, нарушение правил эксплуатации или его чрезмерная нагрузка, из-за чего случается снижение эффективности работы и возникает потребность в ремонте поршневых компрессоров. Очень важно не пропустить тот момент, когда было бы вполне достаточно вовремя заменить детали или произвести их подгонку, чтобы не доводить до полной поломки компрессора.   

Нередко персонал сервисных центров сталкивается не столько с явной поломкой приспособлений для нагнетания воздуха, сколько с их ненадежностью или нестабильной работой, небольших дефектов, а при устранении этих причин компрессоры снова работают бесперебойно.

Причины могут быть разные, например, частый перегрев, стук, избыточный нагар, снижение эффективности его работы и др. Некоторые симптомы говорят о необходимости замены комплектующих, другие ведут к его неизбежной поломке. Есть несколько симптомов, когда поршневой компрессор необходимо остановить ещё до его полной или частичной поломки и остановки.

1. Это показатель давления – его снижение в системе охлаждения или при обдуве двигателя, уменьшение давления газа при всасывании ниже нормы или при уменьшении давления в системе смазочной циркуляции компрессора.

2. Это температурные показатели – повышение температуры вкладышей коренного подшипника более 70°С или высокая температура выходящей воды.

3. Это самопроизвольное отключение двигателя смазки цилиндров и сальников, посторонний шум или другие сбои.

Среди дефектов при диагностике поршневого компрессора чаще всего обнаруживаются такие проблемы.

1. Изношенность: сальников или недостаточная их смазка, а также противовесов, втулок цилиндра высокого давления с возникновением  трещин.   

2. Коррозия любого элемента компрессора или его узлов в местах наибольшего напряжения, например, у цилиндров и крейцкопфов.

3. Неисправность предохранительного клапана и других узлов.

4. Загрязнение или утечка масла.  

5. Обрыв шатунных болтов.

6. Неточность центровки штока или его изгиб, например, из-за однобокого нагрева в сальнике.

7. Выпадение в цилиндр заглушек литых поршней.

8. Ослабление на штоке посадки поршня.

9. Поломка или дефект поршневых колец, соединительной муфты, деталей коленвала, пружин клапанов или ограничителя подъема.

10. Дефект поверхности штока или появление трещин на шатунах от износа.

11. Чрезмерное натяжение болтов.

12. Перегрев кривошипа.

13. Повреждение крейцкопфа или соединений со штоком.

14. Выпадение болта или отвинчивание гайки.

15. Посторонние нехарактерные шумы – работа со стуком долгий период по причине нарушения зазоров шатунных подшипников.

16. Неточности укладки вала и прилегания головки болта и гайки к поверхности шатуна.

 

Основные неисправности поршневых компрессоров

Как и любой механизм, поршневые компрессоры не застрахованы от появления неисправностей в процессе их использования. Причины неисправностей могут быть разные, но мы рассмотрим самые основные и часто встречающиеся.

Загрязнение воздушного фильтра

Данная неисправность возникает при нарушении требований к месту установки и помещению. Большое количество пыли и краски в воздухе может стать причиной засорения фильтрующего элемента компрессора. В итоге — мы получим, перегрев компрессора, снижение его производительности, преждевременный износ поршневой группы.

Механическое повреждение воздушного фильтра

Небрежная эксплуатация, хранение и транспортировка могут стать причиной повреждения воздушного всасывающего фильтра. Внешне это проявляется в виде нарушения сборки воздушного фильтра, появление трещин и пробоин. Такая неисправность приводит к попаданию частиц краски и пыли в цилиндры, а также в клапанный узел компрессора. Происходит износ цилиндров, поршней, загрязнение клапанов, масла и сжатого воздуха, теряется подвижность колец.

Механические аварии

В данном случае, к механическим авариям относятся:

  • поломка или деформация вала ротора;
  • разрушение сепаратора;
  • ослабление крепления сердечника статора к станине;
  • поломка крыльчатки;
  • разрушение кольца или шарика в подшипниках качения;
  • отложение грязи и пыли в подвижных элементах.

Электрические аварии

Причинами электрических аварий являются:

  • обрыв проводников в обмотках статора, ротора или кабеля;
  • замыкание обмоток между витками и фазами;
  • разрушение спаянных и сваренных соединений и контактов;
  • аварии, приводящие к пробою изоляции в результате нагрева, вызванного перегрузкой или коротким замыканием;
  • снижение сопротивления изоляции по причине ее старения, разрушения или увлажнения.

Если Вы приобрели поршневой компрессор, внимательно ознакомьтесь с правилами эксплуатации данного оборудования и старайтесь их неукоснительно соблюдать. Не нарушайте правильный режим работы и режим смазывания компрессора, тогда он прослужит Вам долгое время. Если возникают серьезные неисправности, обратитесь к специалистам.

Инженеры сервисной службы компании «Кронвус-Юг» проводят техническое обслуживание, ремонт и диагностику поршневых компрессоров и оборудования для подготовки воздуха на профессиональном уровне, используя современные технологии.

Кроме того, компания является ведущим поставщиком воздушных компрессоров промышленного и бытового назначения. Купить поршневые компрессоры в нашей компании Вы можете по выгодной цене.

Поломки поршневых компрессоров. Основные неисправности в работе горизонтальных поршневых компрессоров и способы их устранения

Неисправности поршневых компрессоров и способы их устранения

Типы неисправностей поршневых компрессоров

С поршневыми компрессорами случаются различные поломки и неисправности. Некоторые неисправности поршневого компрессора можно устранить самостоятельно, с другими придется обратиться в мастерскую или сервисный центр по ремонту компрессоров.

Какие поломки угрожают поршневым компрессорам:

  • механические неисправности;
  • электрические;
  • связанные с неправильной эксплуатацией.

По каким признакам можно заметить, что поршневой компрессор неисправен:

  • снизилась производительность компрессора;
  • проскальзывает ремень;
  • слышно шипение при отключении компрессора;
  • поршневой компрессор останавливается во время работы;
  • компрессор вибрирует;
  • гудит двигатель компрессора;
  • образуется излишек масла в сжатом воздухе и ресивере;
  • поршневой компрессор не заводится.
Механические неисправности поршневых компрессоров

Наиболее частые механические поломки поршневых компрессоров:

  • загрязнение воздушного фильтра компрессора;
  • механические повреждения всасывающего воздушного фильтра;
  • износ или поломки цилиндро-поршневой группы.

Загрязнение воздушного фильтра возникает при использовании поршневого компрессора в условиях чрезмерно загрязненного воздуха, при наличии в воздухе строительной пыли, цементной взвеси и других примесей.

Вследствие загрязнения фильтра возникает перегрев компрессора, ухудшение качества его работы и преждевременный выход из строя.

Поломки воздушного фильтра поршневого компрессора вплоть до нарушения его целостности возникают при грубой транспортировке и несоблюдении правил эксплуатации оборудования.

При работе поршневого компрессора с неисправным воздушным фильтром возможны следующие проблемы:

  • попадание частиц пыли в клапанный узел и в цилиндры компрессора;
  • выход из строя клапанов и цилиндров компрессора;
  • залегание колец;
  • окислительные процессы в масле;
  • загрязнение сжатого воздуха.

Перегрев поршневого компрессора, снижение уровня компрессии могут быть связаны с нарушением режима смазывания. Впоследствии можно столкнуться с некоторыми нарушениями в работе поршневого компрессора:

  • выходом из строя подшипников скольжения;
  • поломкой колец;
  • заклиниванием или обрывом шатунов.

Чтобы избежать поломки компрессора, связанной с нарушением режима смазывания, рекомендуется строго соблюдать правила:

  • использовать в поршневом компрессоре только компрессорные масла, а не моторные;
  • использовать масло, рекомендуемое производителем для конкретного вида поршневого компрессора;
  • следить за уровнем масла в компрессоре;
  • менять масло в соответствии с инструкцией.
Электрические поломки поршневых компрессоров

Некоторые неисправности в электрической части поршневого компрессора приводят к механическим поломкам оборудования. К таким электрическим неисправностям относятся:

  • перекос фаз;
  • перегрузка на валу электродвигателя;
  • бракованные комплектующие элементы устройства.

Перечисленные неисправности электрической части приводят к следующим проблемам:

  • к поломке роторного вала;
  • к ослаблению крепления сердечника статора;
  • к ослаблению опрессовки сердечника ротора;
  • к выплавлению баббита в подшипниках скольжения;
  • к износу подшипников качения;
  • к поломке крыльчатки компрессора.

Существуют и собственно электрические неисправности поршневых компрессоров:

  • аварии, связанные с большими скачками напряжения в электрических сетях;
  • замыкание обмоток;
  • обрыв проводников;
  • пробой изоляции, вызванный коротким замыканием;
  • аварии, вызванные нарушением или промоканием изоляции.
Поломки поршневых компрессоров, вызванные неправильной эксплуатацией

Часто поршневые компрессоры ломаются, если не соблюдается режим работы, например:

  • компрессор работает более 15 минут без перерыва;
  • общее время работы компрессора в час превышает допустимое, для бытовых компрессоров это время – 30 минут.

Характерные поломки поршневого компрессора, вызванные неправильной эксплуатацией:

  • загрязнились наружные узлы компрессора;
  • сломался пластиковый корпус;
  • сломались защитные кожухи и крыльчатки вентилятора;
  • сломался регулятор давления;
  • сломалась трубопроводная арматура.

Ремонт поршневого компрессора своими руками и в сервисном центре

Некоторые неисправности поршневого компрессора можно устранить своими руками:

  • при проскальзывании ремня натянуть его и очистить от загрязнений;
  • при попадании воздуха из ресивера в воздухопровод надо выкрутить головку клапана, очистить седло, очистить или заменить прокладку;
  • при недостаточном уровне масла долить необходимое количество;
  • некачественное масло заменить на новое;
  • при остановке компрессора проверить цепь питания.

При более серьезных сбоях в работе поршневого компрессора рекомендуется ремонтировать его в сервисном центре по ремонту компрессоров или в специализированной мастерской.

Если не заводится поршневой компрессор, или имеются другие неисправности, обращайтесь с сервисный центр по ремонту садового и строительного оборудования Альфа-Рост.

Самостоятельный ремонт и перенастройка сложных узлов поршневого компрессора могут привести к более сложным поломкам оборудования.

alfa-rost.ru

3.3. Возможные неполадки в работе поршневого компрессора и способы их устранения

Отклонения рабочих параметров компрессора от нормального режима происходят как вследствие нарушений в работе аппаратов, так и по причине неполадок самого компрессора. В первом случае достаточно наблюдений за термометрами и манометрами на всасывании и нагнетании компрессора; во втором — производится периодическая проверка нагрева отдельных частей компрессора, наблюдение за его работой по внешним признакам (обмерзание всасывающего трубопровода, прослушиваются нехарактерные стуки).

    Основные неполадки в работе компрессора — отклонение от температурного режима, стуки, нарушение герметичности, поломка деталей, нарушения в работе системы смазки — и способы их устранения приведены в табл. 20.

При исправном состоянии компрессора работа кривошипно-шатунного механизма, поршневой и клапанной групп не должна сопровождаться сильными и резкими стуками. При их появлении компрессор нужно немедленно остановить, поскольку они свидетельствуют о явных неисправностях. Во всех случаях, когда контролируемые величины, характеризующие работу компрессора, достигают предельных значений (например, температура нагнетания аммиачного компрессора превысила 160 °С), технологический компрессор также останавливают, а выяснение причин неполадок и их устранение производят уже после остановки компрессора.

    В некоторых случаях остановка компрессора производится приборами защиты: при повышении уровня хладагента в испарительной системе, при низком давлении всасывания, высоком давлении нагнетания, малой разности давления масла в компрессоре, высокой температуре нагнетания и т. д.

    Сигнал об остановке компрессора поступает на щит автоматики с указанием, каким прибором остановлен компрессор. Последующий пуск компрессора обслуживающим персоналом возможен только вручную и только после устранения причины его остановки.

    В ряде случаев контроль работы отдельных узлов приборами автоматики практически невозможен. Например, при засорении масляного канала в коленчатом вале разностьдавлений в сальнике и картере не меняется, контроль смазки отдельных шатунов производится только проверкой на ощупь боковых крышек картера.

    При эксплуатации двухступенчатой холодильной установки наблюдают не только за параметрами компрессоров низкого и высокого давления, но и сравнивают эти параметры с значением давления в промсосуде. При уменьшении производительности ступени низкого давления имеет место падение давления в промсосуде, а повышение промежуточного давления свидетельствует о неисправности компрессора высокого давления.

    Устранение неисправностей, выполняемых в ходе технологической эксплуатации поршневого компрессора, и методы ремонта отдельных его узлов рассмотрены в разделе 10.

x-world5.com

Поломки и последующий ремонт поршневых компрессоров

Написано 3 января 2018от generator-prosto.

Ремонт поршневых компрессоров не потребуется еще долгое время после покупки, если будет своевременно производиться обслуживание такой техники. Особенность именно данного вида устройств заключается в необходимости более частой диагностики работы основных узлов. Дополнительно к этому на скорость износа подвижных элементов влияет и замена расходных материалов, выполненная вовремя.

Содержание:

Основная область применения и назначение

Техника такого рода получила столь широкое распространение благодаря главной своей функции – продуцированию сжатого под довольно большим давлением воздуха. И сегодня компрессорное оборудование применяется практически в любой области. Но, конечно, основную потребность в такого рода технике испытывает промышленная область, медицина, автомобильное производство.

В зависимости от модели для разных потребностей поршневое исполнение такого оборудования нередко используется и для решения более простых задач – в быту. При этом задействуются аппараты средней и малой производительности. Но, какой бы ни была область применения, ремонт компрессоров все равно рано или поздно придется выполнять, так как даже высокая степень надежности устройства не убережет его от поломки.

Особенности устройства

В зависимости от того, какой вид аппарата приобретен, будет зависеть его принцип действия. В данном случае можно встретить одно-, двух- и многоцилиндровые устройства. Также оборудование разнится в зависимости от количества ступеней сжатия рабочей среды: одно-, двух- и многоступенчатые. А дополнительно к этому поршневые компрессорные аппараты встречаются в разных исполнениях по типу расположения цилиндров: горизонтальные, вертикальные и угловые.

Смотрим видео, немного о устройстве и принципе работы:

Но общий принцип функционирования будет объединять все эти исполнения: посредством соединенного с валом шатуна движение передается поршню. Наряду с этим в процессе участвуют два клапана: нагнетательный и всасывающий. По мере движения поршня происходит либо разрежение воздушной среды (давление снижается), либо ее сжатие (повышение давления). Каждый из этих процессов происходит при определенном положении поршня. Соответственно, работа такого механизма без смазки очень скоро повлечет за собой ремонт масляного компрессора воздушного поршневого, так как при этом значительно ускоряется износ подвижных элементов.

Наиболее распространенные поломки

Практика и статистика случаев ремонта подобной техники подсказывает, что самыми распространенными причинами подавляющего большинства поломок являются:

  • Некачественная дефектоскопия основных узлов;
  • Ремонтные работы (если таковые уже имели место) были произведены неквалифицированными работниками и в низком качестве, причем главная опасность для такого рода механизма – сальниковые уплотнения;
  • Несвоевременный ремонт агрегата, постоянное откладывание обслуживания и починки;
  • Нарушение инструкции по выполнению подготовительных работ перед выполнением обслуживания или ремонта.

Первая по степени распространенности поломка – выход из строя поршневых колец, что приводит к протечкам воздушной среды, перегрузкам и, как естественное следствие, остановке устройства. В результате требуется ремонт воздушных поршневых компрессоров. Нередко помимо естественно старения деталей к такого рода поломкам приводят естественные процессы во время функционирования жидкотопливных компрессоров, когда некоторые компоненты топлива конденсируются. Как результат – смазка постепенно растворяется и ускоряется износ подвижных элементов.

Еще одно следствие подобных процессов в механизме – возникновение гидравлических ударов по мере функционирования аппарата. А это в первую очередь повлияет на качество работы кривошипно-шатунного узла.

Если имеют место протечки воздуха, то следует в первую очередь проверить уплотнительное кольцо обратного клапана на предмет образования загрязнений. Перед этим следует полностью стравить воздух из резервуара.

Ремонт поршневых воздушных компрессоров нередко связан с необходимостью починки пускового клапана. В данном случае рекомендуется заменить прокладку. Такого рода неисправности часто приводят к дополнительному стравливанию воздуха через реле давления. Если оборудование не включается либо же прекратило функционирование непосредственно на середине рабочего процесса, то обычно это означает, что уровень масла слишком низкий (здесь уже виноват человеческий фактор).

Смотрим видео, рекомендации по обслуживанию:

Ремонт поршневых воздушных компрессоров также часто необходим по причине выхода из строя реле давления. В данном случае компрессор будет отключаться на этапе достижения максимального уровня давления. Починка такой неисправности производится мастером.

Если по время работы аппарат издает звуки металлического характера, то это может означать, что образовалась проблема с подшипниками. Такая поломка также требует вмешательства специалиста.

Общие рекомендации по эксплуатации и уходу

Ремонтные работы не всегда обходятся простой настройкой механизма или его отдельных узлов. И замена расходных материалов тоже не спасает в любой ситуации, так как повышенные нагрузки приводят к усиленному износу подвижных деталей, в результате потребуются новые запчасти для компрессоров воздушных поршневых. Чтобы оттянуть этот момент, нужно придерживаться нехитрых правил по уходу и эксплуатации техники такого вида:

  1. Следует периодически отключать аппарат во время работы и дать ему возможность остыть. Большинство таких устройств имеет термореле, способствующее сохранению техники от перегрузок и перегрева. Однако при постоянной эксплуатации на пределе своих возможностей такое оборудование будет работать на износ. В первую очередь под ударом окажется цилиндропоршневая группа деталей.
  2. При низких температурах следует использовать специальные смазочные материалы с соответствующим уровнем вязкости, так как подавляющее большинство подобной техники при температуре окружающей среды, опустившейся ближе к 0 градусов, имеет проблемы с запуском.
  3. Необходимо контролировать наличие воды в ресивере. Перед покраской в особенности необходимо сливать жидкость.
  4. Потребуются новые запчасти на компрессор масляный воздушный поршневой, если хотя бы раз в месяц не производить замену фильтрующего элемента, расположенного на входе механизма.
  5. Один из основных советов – важность постоянного контроля уровня масла.
  6. Как можно чаще по мере роста отложений загрязнений на механизме следует производить полную чистку такого оборудования. Рекомендуемые сроки для этой задачи – раз в полгода.
  7. После того, как все манипуляции с поршневым компрессорным оборудованием были выполнены, очень важно выкручивать регулятор уровня давления на минимальное значение (до нуля). Если этого не делать, то очень скоро манометр перестанет правильно показывать действующее давление в механизме или вовсе выйдет из строя.

Таким образом, для того, чтобы обеспечить поршневому компрессорному устройству длительный срок эксплуатации и высокий уровень надежности, еще недостаточно правильно подобрать модель аппарата. Дополнительные меры для успешной работы данной техники заключаются в своевременном обслуживании, настройке работы основных узлов и замене расходных материалов. Не стоит оттягивать наладку оборудования или его ремонт, потому что все основные узлы, в особенности детали цилиндропоршневой группы, имеют свой срок службы. И при возникновении проблем в работе увеличится интенсивность их износа.

Популярные статьи:

Опубликовано в Виды бензогенераторов

generator-prosto.ru

Основные неисправности в работе горизонтальных поршневых компрессоров и способы их устранения

Признаки неисправности Возможные причины Способы устранения

Компрессор стучитОслабление в головке шатуна, в подшипнике крейцкопфного пальца ослабление вкладышей коренного подшипника, ослабление поршневой гайкиКомпрессор остановить и проверить мотылевый подшипник, палец и подшипник крейцкопфа, слабину штока и затяжку коренных подшипников
Стук в цилиндреОслабление нажимного стакана в клапанахУстановить, какой клапан стучит, остановить компрессор и устранить стук
Ослабление пальца или шайбы в отжимном приспособленииОсмотреть прокладку под клапаном, в случае необходимости заменить ее, затянуть нажимной винт. Вынуть отжимное приспособление, затянуть гайки и установить на место
Слишком велика подача маслаОтрегулировать подачу масла
Мало вредное пространствоПроверить линейное вредное пространство
Нагревание подшипников и параллелейНизкое давление смазкиУвеличить давление смазки до 1,5 ат Остановить машину, если давление смазки не повышается
Неисправность масляных насосовПроверить чистоту маслопроводов и смазки, подает ли насос вручную Проверить: плотно ли привернуты крышки насоса, исправен ли провод масляного насоса и его уплотнение
Плохая пригонка подшипниковЕсли масляная система исправна, осмотреть подшипники
Увеличение давления всасывания при нормальном давлении нагнетания. Увеличение температуры конденсацииПропускает нагнетательный клапанОстановить компрессор и осмотреть клапаны. В случае необходимости заменить клапан
Нагревание всасывающего клапанаПропускает всасывающий клапанОстановить машину и осмотреть клапаны. Заменить детали с дефектами новыми
Увеличение давления нагнетания при нормальном давлении всасыванияНе полностью открыт нагнетательный вентильОткрыть полностью нагнетательный вентиль
Наличие воздуха в системеСпустить воздух из системы
Повышение температуры или сокращение расхода водыУвеличить количество охлаждающей воды
Загрязнение конденсаторовОчистить трубки конденсаторов от накипи и грязи
Резкое понижение температуры нагнетанияПопадание жидкого аммиака   из испарителяПрикрыть арматуру на всасывании
Уменьшить подачу аммиака в испаритель
Влажный ход компрессораИзбыток хладагента в системеСлить часть хладагента в дренажные ресиверы
Велика подача хладагента в испарителиОтрегулировать подачу хладагента в испарители
Неправильное показание манометраМанометр поврежденПроверить манометр и отверстие манометровой трубки. Неисправный манометр заменить
Давление нагнетания понижается, температура повышаетсяПонижается производительностьЕсли стенки всасывающей полости теплые, то нагнетательные клапаны неисправны.Остановить компрессор. Освободить от аммиака и проверить клапаны, вынуть поршень, сменить поршневые кольца
Если стенки нагнетательной полости холодные, то всасывающий клапан неисправен. Возможен износ поршневых колец
Понижение температуры испаренияВелика производительность включенных в работу компрессоровОстановить часть компрессоров
В системе мало хладагентаПополнить систему хладагентом

www.stroitelstvo-new.ru

Причины поломки поршневых компрессоров

Благодаря простоте конструкции и минимуму движущихся частей поршневые компрессоры считаются надежными  отказоустойчивыми. Однако процесс эксплуатации оборудования практически никогда не протекает в идеальных условиях, и все механизмы в той или иной степени подвержены поломкам.

 С какими неисправностями в работе поршневых компрессоров приходится сталкиваться чаще всего, и каковы причины поломок?

  Самые частые проблемы

   Одна из самых частых проблем, встречающихся в эксплуатации компрессоров этого типа — перегрев поршневого блока или электродвигателя. Причиной неисправности и в том, и в другом случае чаще всего является несоблюдение правил эксплуатации компрессора или несвоевременное сервисное обслуживание. Недостаток масла, использование неподходящей марки смазочного материала (например, моторное масло вместо специального компрессорного) или смешивание масел от различных производителей приводит к недостаточному отводу тепла — и следствием становится перегрев. Кроме того, перегрев может возникать при чрезмерной длительности сеанса непрерывной работы. Поршневые компрессоры как правило рассчитаны на повторно-кратковременную работу с продолжительностью сеанса не более 15 минут и суммарно не более 30-36 минут в час. При превышении этих показателей температура внутри компрессора поднимается до критических значений. Следствием перегрева может быть раскол пластин клапана, заклинивание шатунов коленвала, в результате компрессор заклинивает, либо в процессе работы устройство начинает издавать стук или лязг.

   Выход из строя электродвигателя в большинстве случаев связан с разрывом или оплавлением обмотки статора. Причиной этой неисправности в большинстве случаев является нестабильная работа электросети (перепады напряжения) или же ошибка в подключении фаз, следствием которой становится выход из строя термозащиты. Избежать этого поможет жесткое соблюдение правил подключения оборудования к сети.

Что еще указывает на неисправности?   

   Снижение производительности компрессора — еще один показатель неисправности устройства. Причиной падения производительности может стать засорение воздушного фильтра (в таком случае его требуется очистить или же полностью заменить фильтрующий элемент), а также утечки воздуха, вызванные нарушением плотности соединений или механическим повреждением воздуховодов. Избавиться от проблемы в таком случае позволит диагностика, определение места утечки и уплотнение соединений или же замена поврежденных деталей. Еще одной причиной падения производительности или слишком медленного набора оборотов может стать загрязнение либо провисание приводного ремня — в таком случае его очищают и регулируют натяжение. 

Ресивер и его не исправности

   Ресиверы компрессоров выходят из строя достаточно редко — они представляют собой обычный резервуар, сделанный из металла. При длительной эксплуатации и нерегулярном сливе конденсата металл может подвергнуться коррозии — в таком случае ресивер будет нуждаться в замене. Однако такие случаи крайне редки. И утечка воздуха из ресивера, сопровождающаяся «шипением» при отключении, как правило связана с износом или же засорением уплотнительных клапанов. В таком случае неисправность устраняется путем очистки или замены уплотнительных прокладок. 

Что еще может выйти из строя?  

   Достаточно часто проблемы возникают и с навесным оборудованием компрессора. Так, пневмореле может выйти из строя в результате скачка напряжения или отказа термозащиты. Возможен и разрыв мембраны, в результате которого перестает работать кнопка включения устройства (как правило это происходит в результате слишком частого включения и выключения компрессора).

  Список возможных неисправностей достаточно широк. Как правило, возникновение поломок сопровождается частыми перегревами устройства или самопроизвольными отключениями, стуком или лязгом в процессе работы, изменением тона работы, падением производительности, возникновением избыточного нагара и т.д. В некоторых случаях проблему удается решить простой заменой комплектующих, в других речь идет о необходимости серьезного ремонта. 

  При первых сигналах возможной неисправности следует проверить, соответствуют ли условия эксплуатации компрессора рекомендациям производителя, проверить уровень масла и чистоту фильтров. Если отклонений не обнаружено — лучше всего прервать работу оборудования и обратиться к специалистам, которые проведут профессиональную диагностику компрессора, выявят и устранят причину поломки. Для того, чтобы в дальнейшем избежать неприятностей, стоит регулярно проводить сервисное обслуживание поршневого компрессора. Оно включает не только замену масла и фильтрующих элементов, но и проверку состояния креплений, натяжения ремней, состояния уплотнительных прокладок, воздуховодов и т.д. — и позволит своевременно проводить замену изношенных комплектующих и продлить срок эксплуатации компрессора.

  Компания «Компрессорофф» специализируется на поставках, монтаже, ремонте и техническом обслуживании компрессорного оборудования и наши специалисты всегда готовы выехать на объект для проведения ремонта или сервисного обслуживания техники для производства сжатого воздуха.

 

compressorgroup.ru

Основные неисправности поршневых компрессоров

Как и любой механизм, поршневые компрессоры не застрахованы от появления неисправностей в процессе их использования. Причины неисправностей могут быть разные, но мы рассмотрим самые основные и часто встречающиеся.

Загрязнение воздушного фильтра

Данная неисправность возникает при нарушении требований к месту установки и помещению. Большое количество пыли и краски в воздухе может стать причиной засорения фильтрующего элемента компрессора. В итоге — мы получим, перегрев компрессора, снижение его производительности, преждевременный износ поршневой группы.

Механическое повреждение воздушного фильтра

Небрежная эксплуатация, хранение и транспортировка могут стать причиной повреждения воздушного всасывающего фильтра. Внешне это проявляется в виде нарушения сборки воздушного фильтра, появление трещин и пробоин. Такая неисправность приводит к попаданию частиц краски и пыли в цилиндры, а также в клапанный узел компрессора. Происходит износ цилиндров, поршней, загрязнение клапанов, масла и сжатого воздуха, теряется подвижность колец.

Механические аварии

В данном случае, к механическим авариям относятся:

  • поломка или деформация вала ротора;
  • разрушение сепаратора;
  • ослабление крепления сердечника статора к станине;
  • поломка крыльчатки;
  • разрушение кольца или шарика в подшипниках качения;
  • отложение грязи и пыли в подвижных элементах.
Электрические аварии

Причинами электрических аварий являются:

  • обрыв проводников в обмотках статора, ротора или кабеля;
  • замыкание обмоток между витками и фазами;
  • разрушение спаянных и сваренных соединений и контактов;
  • аварии, приводящие к пробою изоляции в результате нагрева, вызванного перегрузкой или коротким замыканием;
  • снижение сопротивления изоляции по причине ее старения, разрушения или увлажнения.

Если Вы приобрели поршневой компрессор, внимательно ознакомьтесь с правилами эксплуатации данного оборудования и старайтесь их неукоснительно соблюдать. Не нарушайте правильный режим работы и режим смазывания компрессора, тогда он прослужит Вам долгое время. Если возникают серьезные неисправности, обратитесь к специалистам.

Инженеры сервисной службы компании «КРОН» проводят техническое обслуживание, ремонт и диагностику поршневых компрессоров и оборудования для подготовки воздуха на профессиональном уровне, используя современные технологии.

Кроме того, компания является ведущим поставщиком воздушных компрессоров промышленного и бытового назначения. Купить поршневые компрессоры в нашей компании Вы можете по выгодной цене.

www.compressor-rnd.ru

Неисправности в работе поршневого компрессора и их устранение

    Возможные неисправности и способы их устранения. Наиболее часто встречающейся неполадкой в работе поршневого компрессора является изменение степени сжатия ступени. Снижение степени сжатия по ступеням компрессора, сопровождаемое уменьшением его производительности, возникает вследствие неисправности всасывающего или нагнетательного клапана первой ступени. Если неисправен всасывающий клапан первой ступени, то в процессе сжатия и выталкивания газа часть сжатого в цилиндре газа [c.148]     Неисправности в работе поршневого компрессора и их устранение [c.298]

    Содержание ремонтных работ определяется видом очередного ремонта (текущий, средний или капитальный), а также зарегистрированными в вахтенном журнале эксплуатационными неисправностями. По характеру неисправности можно установить дефект и устранить его. Ниже приводятся некоторые основные неисправности в работе поршневых компрессоров, причины, вызывающие их, и способы устранения (на примере вертикального двухцилиндрового компрессора). [c.260]

    Если испытанию подвергается компрессор, находящийся длительное время в эксплуатации, то перед испытанием целесообразно провести тщательную ревизию всех узлов компрессора с выявлением и устранением неисправностей и составлением формуляра. В формуляр заносятся все замеченные неисправности, а также конструктивные изменения, являющиеся отклонением от нормального исиол-нения компрессора и межступенчатой аппаратуры. Особое внимание следует обращать на состояние клапанов, сальников, поршневых колец, системы охлаждения — узлов, от которых во мнотом зависит экономичность работы компрессора. [c.68]

    После первого пробного пуска дизелю дают проработать 5—7 мин на минимальной частоте вращения коленчатого вала. Это время необходимо для определения тех или иных неисправностей в работе оборудования. Остановив дизель, определяют на ощупь температуру деталей трущихся пар, особенно цилиндро-поршневой группы и подшипников дизеля, компрессора, редукторов и электрических машин. При необходимости принимают меры к устранению обнаруженных неисправностей. Если в работе оборудования после первого пуска не было замечено неисправностей, то обкатка дизеля после второго пуска может быть более продолжительной. Дизель должен пускаться автоматически не ранее чем через 90 с после включения маслоподкачивающего насоса и не позднее чем через 30 с после включения пусковых контакторов. Давление включения реле РДМ1 должно быть не менее (0,5-=-0,6)10 Па. [c.318]

chem21.info

ОСНОВНЫЕ ПОЛОМКИ ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ

   Компрессорное оборудование в большой степени подвержено износу и разрыву ключевых частей в силу того, что работает оно под большим давлением и в достаточно жестких производственных условиях, где в клапан может попасть и строительная пыль, и металлическая стружка, которые в конечном итоге губят всю систему. Есть еще множество причин, по которым даже относительно новая установка может выйти из строя или начать сбоить, и определить их зачастую бывает сложно, не говоря уже о том, чтобы объяснить специалисту по ремонту суть проблемы. Для того, чтобы облегчить Вам эту нелегкую задачу на случай, если возникнут какие-либо неполадки, мы предлагаем вам информацию о самых распространенных поломках, их возможных причинах и методах устранения.

 

 

Основные причины поломки компрессора

 

 

  • При остановке компрессора происходит утечка воздуха. Скорее всего, засорены кольцо или седло клапана. Вам нужно просто спустить воздух из резервуара, снять эти элементы и аккуратно прочистить.

 

  • При продолжительном включении воздух утекает через прессостат (реле давления). Возможно, поврежден не нагруженный пусковой клапан. В основном достаточно открутить инспекционную гайку и прочистить, продуть клапан.

 

  • Компрессор «глохнет» и повторно не включается. Часто связано со срабатыванием датчика контроля уровня масла или выгоранием обмотки электродвигателя.

 

  • Компрессор выключается, как только давление в резервуаре достигает максимального давления. Может быть неисправно реле давления, но диагностировать это смогут только специалисты.

 

  • Компрессор перегревается и не нагнетает воздух. Такое бывает при повреждении прокладки цилиндра или выпускного клапана.

 

  • Компрессор издает странные «металлические» звуки. Причина может быть в заклинивающих подшипниках или в износе частей поршневой группы.

​​​​​​​

  • Постоянно срабатывает прерыватель в цепи предохранения от перегрузки.  Возможно, напряжение в сети слишком низкое и двигатель компрессора перегревается.  

​​​​​​​

  • Термостат выключает компрессор, хотя нет видимых причин для перегрева. Такое случается, если температура в помещении выше нормы, а также при низком уровне масла или неисправности терморасширительного клапана.

​​​​​​​

  • Компрессор потребляет слишком много масла. Может быть, неисправна система слива или уровень масла в резервуаре слишком высок. Также возможна неисправность масляного фильтра или отсутствие герметичности уплотнения и ниппелей в масляном сепараторе.

​​​​​​​

  • Масло вытекает из всасывающего фильтра.  Возможно, Вы забыли закрыть регулятор всасывания.

​​​​​​​

  • Периодически открывается предохранительный клапан. Причины может быть три: превышение допустимого давления в резервуаре, засорение масляного фильтра или проблемы с закрытием регулятора всасывания в конце рабочего цикла.

​​​​​​​

  • Падает производительность компрессора. Чаще всего это случается из-за засорения воздушного фильтра или прорыва головки цилиндра. Также возможно, что износилось поршневое кольцо.

​​​​​​​

  • Компрессор не выдает сжатый воздух. Скорее всего, причина в том, что регулятор закрыт и не открывается из-за загрязнения или отсутствия команды на открытие с реле давления.

​​​​​​​

  • Выходное давление воздуха превышает максимальное допустимое. Наверняка регулятор открыт и не закрывается из-за загрязнения или отсутствия команды на закрытие с реле давления. Также может быть неисправен манометр.

​​​​​​​

  • Компрессор не запускается. Скорее всего, неплотно закрыт контрольный клапан.

​​​​​​​

  • Компрессор запускается, но с трудом. Возможно, напряжение в сети слишком слабое, или слишком низкая температура воздуха.

​​​​​​​

  • Масло попадает в пульт управленияМожет быть, пробит один из трубопроводов или последний фланец компрессора.

​​​​​​​

  • На узлах компрессионного блока появляется сильный нагар. Это чаще всего связано с низким уровнем масла или несоответствием его марки той, которая требуется для компрессора.

 

Важно помнить, что даже если вы смогли самостоятельно диагностировать поломку, не стоит самостоятельно браться за ее устранение, если вы раньше не сталкивались с оборудованием такого типа. Лучше доверить эту работу профессионалам и сэкономить свое время – так вы получите не только качественный ремонт, но и официальную гарантию на услугу.

 

Надеемся, наши советы были для Вас полезны!​​​​​​​

Ремонт компрессора своими руками

Компрессор достаточно сложное техническое оборудование, по мере эксплуатации он имеет право изнашиваться и ломаться. В данной статье рассмотрим все методы обслуживания и эксплуатации для его максимального продления жизни. Выполнить ремонт компрессора своими руками, если он всё таки сломался, возможно.

Надёжность компрессорного оборудования во многом зависит от своевременного и качественного технического обслуживания. Большое число поломок поршневых компрессоров является следствием некачественной очистки сжимаемого воздуха (абразивной пыли, воды, и других включений). Применение и своевременная замена и очистка фильтрующих элементов, отсрочит ремонт компрессора на долгое время.

Основные причины по которым воздушный поршневой компрессор выходит из строя:

  • Неблагоприятные условия эксплуатации
  • Не производится плановое обслуживание
  • Не грамотный обслуживающий персонал

Для обеспечения качественного технического обслуживания, эксплуатации и ремонта компрессора своими руками, необходимо решить все выше приведённые пункты.

Основное отличие технического обслуживания от ремонта компрессора заключается в том, что при ремонте производится принудительная замена определённых деталей, а при техническом обслуживании замена деталей производится по мере необходимости в зависимости от их фактического состояния.

Принцип работы и составные части

Компрессор это устройство для повышения давления и перемещения газа к требуемому источнику (краскопульт, шлифовальные машинки, гайковёрты, аэрографы и любому другому пневматическому оборудованию). Основным востребованным оборудованием в кузовном ремонте стал компрессор поршневого, масляного типа. В поршневых, объём рабочих камер изменяется с помощью поршней, совершающих возвратно-поступательное движение.

Имеют разное количество рабочих цилиндров и различают их по следующему конструктивному расположению:

  • Горизонтальное
  • Вертикальное
  • Оппозитную
  • Прямоугольную
  • V и W образные
  • Звездообразные

Основные конструктивные недостатки: неполная уравновешенность их движущих частей, наличие большого числа пар трения и т.д. Всё это является причиной выхода из строя и последующего ремонта.

Перед тем как выполнять ремонт компрессора своими руками, необходимо изучить его техническое строение. На фото ниже схема одноступенчатого компрессора, поршневая группа.

  1. Коленчатый вал
  2. Корпус
  3. Шатун
  4. Палец поршня
  5. Поршень
  6. Цилиндр
  7. Клапана
  8. Головка цилиндра
  9. Клапанная плита
  10. Маховик
  11. Сальники
  12. Подшипники коленвала

На корпусе возле электро двигателя имеется блок автоматики называемый пресостат. При помощи него можно производить регулировку компрессора. Возможно понижать накачиваемое давление или повышать.

Неисправности поршневого компрессора

При обнаружении каких-либо дефектов (появления стуков, заеданий трущихся частей, сильного нагрева, повышенного расхода смазочного материала и д.р.), необходимо производить ремонт.

Определение вида и объёма ремонта важно установить на шаге диагностирования состояния объекта перед ремонтом. Неисправности компрессора можно разделить на две группы: технические неисправности (рабочая часть поршневая группа и неисправности электрооборудования). Ниже представлены наиболее распространенные поломки:

  • Компрессор (электродвигатель) не запускается
  • Электродвигатель гудит и не вращается
  • Компрессор не набирает обороты
  • Стук в цилиндро-поршневой группе
  • Слишком сильно нагревается цилиндр
  • Упала производительность
  • Сильная вибрация

Компрессор (электродвигатель) не запускается

Компрессор не включается, самая распространённая неполадка. Основное и банальное, что может быть в этой поломке, это нет напряжения в сети. Первое что следует проверить, вилку и провод на обрыв, питающие электродвигатель. При помощи специальной «отвёртки тестера» проверьте подаётся ли напряжение на всех фазах. Проверьте предохранитель, если он имеется. Убедитесь в работоспособности пусковых конденсаторов (у однофазных компрессоров напряжение 220В).

Обратите внимание на уровень давления в баке (ресивере). Возможно давление достаточное и автоматика не запускает компрессор, как только давление упадёт до определённого уровня, электродвигатель запустится автоматически. Это не является поломкой, многие забывают про этот нюанс и переживают раньше времени.

Обратный клапан, также может стать проблемой если компрессор не включается. Также неисправный блок автоматики (пресостат), влияет на поломку(включения, выключения), возможно пришла в негодность кнопка на самом блоке.

Если электродвигатель не запускается гудит, жужжит не набирает нужные обороты или останавливается во время работы, это не всегда означает его поломку.

Основные неисправности электродвигателя которые могут мешать ему правильной бесперебойной работе:

  • Низкое питание двигателя (недостаточное напряжение сети)
  • Неплотные соединения, плохой контакт
  • Вышел из строя обратный клапан (протекает), тем самым создающий обратное давление
  • Неправильный запуск компрессора (смотрите инструкцию по эксплуатации)
  • Заклинила поршневая группа (из-за недостатка уровня масла, перегрузка)

Если электро двигатель компрессора совсем не включается и не издаёт звуков, то это свидетельствует о следующем:

  • Сработал предохранитель питания электрической сети
  • Сработала защита от перегрузки
  • Плохой контакт в электрической цепи (неполадки с электропроводкой)
  • Самое плохое, сгорел электродвигатель (зачастую бывает характерный запах)

Стук и грохот в цилиндре и поршневой группе

Одной из причин поломки компрессора является неисправная поршневая группа. Распознать дефект данной системы достаточно просто. Обычно они сопровождаются стуком, грохотом, скрежетом и другими звуками металлического характера. Если компрессор стучит, значит неисправна его нагнетательная часть, где много металлических деталей, которые взаимодействуют друг с другом. Из-за их трения и износа появляются посторонние шумы и неприятные звуки.

Не стоит запускать с такой поломкой, по возможности необходимо устранить, как только вы услышали первые признаки их проявления. Основные неисправности если компрессор начал стучать и громко работать, чем прежде:

  • Разбились износились подшипники, втулки шатуна
  • Вышли из строя подшипники на коленчатом вале.
  • Износился поршень, кольца, палец на поршне
  • Изношен цилиндр
  • Ослабли болты крепления цилиндра и головки
  • Попала твёрдая частица в цилиндр
  • Охлаждающая крыльчатка разболталась на шкиву

Чтобы отремонтировать данные поломки, в простых случаях достаточно протянуть все болты и гайки. Если износились поршень, цилиндр коленвал или шатун, то здесь необходим комплексный капитальный ремонта. При ремонте поршневой группы возможно придётся растачивать цилиндр, если он сильно изношен и имеет внешние дефекты, подбирать по новым размерам ремонтный поршень. Ниже приведены возможные дефекты поршневой системы:

  • Изменение диаметра поршня, цилиндра
  • Искажение формы формы зеркала цилиндра
  • Риски, царапины, задиры на стенках цилиндра
  • Трещины основной рабочей части
  • Трещины и поломки фланцев

При длительной эксплуатации вследствие износа появляются риски на зеркале цилиндра, увеличивается внутренний диаметр втулки под эксцентриковый вал. При ремонте цилиндры восстанавливают путём запрессовки в них гильз. Изношенные втулки под эксцентриковый вал заменяют. Данный ремонт достаточно сложно выполнить своими руками без необходимого инструмента и оборудования. Так как наиболее трудоёмким и ответственным этапом является восстановление цилиндра. Растачивание выполняется на вертикально-расточном станке с использованием специального приспособления.

Это, что касалось цилиндра, ниже рассмотрим основные неисправности картера компрессора.

  • Трещины в стенках полостей блока картера
  • Отклонения размеров и формы посадочных площадок
  • Коробление посадочных мест
  • Разбились посадочные места под подшипники коленчатого вала

При износе данных узлов, они подлежат замене на новые. Отверстие под подшипники растачивают на горизонтально-расточном станке под больший диаметр подшипников или под запрессовку втулки с последующей расточкой запрессованной втулки под необходимый диаметр. Ремонт компрессора такой сложности стоит выполнять квалифицированными специалистами.

Ниже, запчасти «ремкомплект» для проведения капитального ремонта компрессора, поршневой группы.

Компрессор сильно греется

Если компрессор сильно греется, то это сигнализирует о его какой-то неисправности. Причин перегрева может быть несколько. Начиная с простой, это заблокирован обдув воздуха цилиндра и картера. Проверьте не закрыта ли крыльчатка посторонними предметами.

Одной из основных причин греющегося компрессора является недостаток уровня масла. Рабочие узлы работают на износ, создаётся высокое трение в следствие сильно греется. При дальнейшей такой работе оборудование быстро выйдет из строя. Проверьте уровень масла, если его недостаточно, необходимо долить до нужного уровня.

Неисправности клапанов, в результате карбонизированного загрязнения или их ослабления. Также могут быть забитые воздушные каналы.

Посмотрите уровень давления , возможно сломалась автоматика и компрессор «молотит» до большого давления, это и вызывает перегрев. Возможно требуется ремонт или замена предохранительного клапана.

Старайтесь располагать компрессор в прохладном, просторном месте, особенно в жаркое время года. Какое бы охлаждение у него не было, нагреваться будет гораздо меньше, что скажется на его положительной и долговечной работе. » Также не стоит забывать, что чем воздух холодней тем в нём меньше влаги и масляных примесей.

Упала производительность

Падение производительности может быть связанно с несколькими причинами. Забит, засорён всасывающий воздушный фильтр. Снимите и прочистите фильтр сжатым воздухом или замените его. В основном в поршневых компрессорах он выполнен из обычного поролона.

Возможно, что где-то утечка воздуха. Обследуйте все подходящие и выходящие трубки и шланги. Также как и в предыдущем случае возможен износ и неправильная работа клапанов, это сильно влияет на производительность. При достаточно длительном использовании изнашиваются поршневые кольца, пропадает герметизация. В более серьезных случаях изношены цилиндр и поршни, поцарапаны или имеют другие внешние дефекты, что влечёт потерю компрессии и компрессор перестаёт накачивать воздух.

Стоит проверить силу натяжки ремня, соединяющий электро двигатель и коленвал поршневой системы. При ослаблении возможны проскальзывание и компрессор перестаёт качать воздух должным образом.

Масло попадает в рабочую камеру

Если масло попадает в рабочую камеру, достаточно плохие признаки, конечно полному выходу из строя компрессора это не приведёт, но принести вред покрасочным работам и возникновению дефектам при покраске, очень даже может. Основные причины попадания масла, туда куда ему не нужно: Залито масло низкой вязкости, то есть масло слишком жидкое, оно просачивается сквозь уплотнения и кольца. Уровень масла слишком высок. Из-за избытка масла оно с силой выдавливается и попадает в камеру. Используется несоответствующее масло. Заливайте только специальное компрессорное масло.

Износились поршня и кольца в блоке цилиндра. Также износ самого цилиндра влияет на попадания масла в рабочую камеру. Для устранения неисправности, требуется ремонт компрессора поршневой группы, которые описан выше.

Эксплуатация и обслуживание компрессора

Поршневой компрессор как и любое техническое оборудование требует определённого обслуживания. Правильная эксплуатация поможет продлить жизнь вашего компрессорного оборудования. Рассмотрим основные мероприятия по обслуживанию, ремонту и эксплуатации компрессора.

1. Замена и очистка воздушного фильтра. Фильтрующий элемент в основном сделан из нетканого материала, поролон или синтонин. Если компрессор стоит там же где осуществляется покраска автомобиля, то от сильно забивается (налипает) опылом от краски, лака и другого лакокрасочного материала. Фильтр предотвращает попадание абразивной пыли в цилиндр, поршень и цилиндр изнашиваются меньше. Как можно чаще меняёте и очищайте фильтр, так как это значительно увеличит ресурс и отсрочит ремонт компрессора.

2. Замена масла, очень важный пункт. Следите за уровнем масла, на специальном индикаторе (окошке) в картере компрессора. Работа на малом уровне или без масла влечёт к серьезному капитальному ремонту. Доливайте до необходимого уровня, если его не хватает. Периодически необходимо полностью сливать и заливать новое. Используйте только специальное компрессорное масло. Масло для поршневого компрессора Mobil, Fubug, Shell VDL 100, КС 19, 46 или любое другое фирменное.

3. Слив конденсата. Важный пункт в обслуживании компрессора. Воздух насыщен влагой, она неизбежно попадает с всасываемым воздухом в ресивер. Со временем накапливается в большом количестве. При большом содержании конденсата возможен его выброс в воздушные шланги, что влечёт к дефектам при покраске. Так же из-за конденсата начинается коррозия внутри ресивера. Сливайте конденсат как можно чаще, минимум раз в неделю, особенно в жаркое и влажное время года.

4. Следите за общим состоянием, периодически продувайте от пыли и других загрязнений. Уделите особое внимание крыльчатке на электродвигателе, рёбрам цилиндра, воздушного радиатора, по мере эксплуатации на них налипает пыль и опыл от краски, что уменьшает охлаждающие способности.

5. Осматривайте на износ и натяжение ременной привод. При нажатие на ремень в средней точки он не должен прогинаться более чем на 12 -15 мм. Делайте протяжку всех болтов и гаек. Периодически проверяйте работоспособность предохранительного клапана, который служит для защиты от избыточного давления, из-за поломки строя реле давления.

Соблюдайте все выше перечисленные методы и ремонт компрессора Вы отсрочите на долгое время.

Ремонт поршневых компрессоров своими руками

Для обеспечения долговечной и надежной работы поршневого компрессора необходимо следовать правилам эксплуатации агрегата и проводить своевременное техническое обслуживание. Однако со временем любое устройство придется ремонтировать. Некоторые неисправности можно устранить самостоятельно и быстро привести компрессор в рабочее состояние.


На сегодняшний день широкое распространение как в промышленности, так и в быту получили устройства, позволяющие сжимать и перемещать под давлением газообразные среды.


Такие агрегаты называются компрессорами. Простота, компактность и относительно невысокая стоимость сделали устройство поршневого типа одним из самых приобретаемых.


Если компрессор эксплуатируется бережно – согласно инструкции, необходимость в проведении ремонтных работ возникает редко. Однако полностью избежать процедуры ремонта не получится, поскольку любому устройству свойственно ломаться со временем.



Ремонт и обслуживание поршневого компрессора


Производитель обычно указывает в инструкции, какие неисправности в работе поршневого компрессора могут возникнуть и как их устранить.


Рис. 1. Ремонт поршневого компрессора 




Если повредилась или износилась цилиндропоршневая группа, придется обратиться за помощью к специалисту. Самостоятельно решить можно следующие проблемы:



  • Давление в ресивере упало – проверьте все соединения с помощью мыльного раствора, создав в ресивере максимальное давление. В месте утечки будут образовываться пузыри. При их обнаружении уплотните соединение. Очистите воздушный фильтр (замените при необходимости).

  • Устройство не запускается – подождите 5 минут, возможно, перегрелся двигатель, и сработала его защита. Проверьте кабель питания и предохранители.

  • Перегревается электродвигатель – проверьте уровень и качество масла. Дайте агрегату остыть и обеспечьте необходимую вентиляцию в помещении. Снизьте нагрузку на компрессор.


Для надежной работы поршневого устройства следуйте рекомендациям:



  • Проверьте болты крепления после первых 48 часов работы агрегата (при необходимости замените)

  • Ежедневно следите за уровнем масла, очищайте устройство от загрязнений, сливайте конденсат из ресивера, проверяйте плотность соединения воздухопроводов

  • Каждый месяц очищайте фильтрующий элемент (проводите его замену не реже одного раза в год)

  • Замените масло после первых 100 часов работы, затем делайте это после каждых 500 часов

  • Контролируйте и регулируйте натяжение ремней, очищайте их от загрязнений – после первых 48 часов работы, затем – каждые 300 часов



Ремонт интенсивно изнашивающихся деталей поршневого компрессора.

Как увеличить их ресурс?


Рабочие детали поршневых компрессоров постоянно взаимодействуют друг с другом – поршень совершает возвратно-поступательные движения внутри цилиндра. Элементы устройства подвержены усиленному износу из-за трения, возникающего между ними.


Металлические стуки при работе компрессора свидетельствуют об износе цилиндропоршневой группы. Если необходимые для ее ремонта знания отсутствуют, лучше не экспериментировать и обратиться в сервисный центр.


Для восстановления заводского покрытия часто применяются хромовые покрытия из-за их способности снижать износ и противостоять коррозии. Но процедура хромирования длительная и сложная, да и стоит недешево.


Более простым способом восстановить защитное покрытие является применение антифрикционных твердосмазочных покрытий. Для юбок поршней компрессоров подойдет покрытие MODENGY Для деталей ДВС от российской компании «Моденжи».



MODENGY Для деталей ДВС эффективно снижает трение соприкасающихся элементов и предотвращает образование задиров за счет создания гладкой полимерной пленки на поверхностях деталей. Средство обеспечивает плавное скольжение поршня внутри цилиндра, в результате чего значительно снижается износ элементов.


Наносить материал можно самостоятельно. Он выпускается в аэрозольном баллоне и отверждается при комнатной температуре за 12 часов.

В процессе эксплуатации агрегата может деформироваться и смещаться картер, принимающий на себя усилие от давления газа и сил трения. Данный элемент очищается и возвращается в правильное положение, а неглубокие повреждения устраняются.


Часто изнашиваются трущиеся шейки вала. На них появляются задиры и трещины – незначительные шлифуются.


Износ цилиндра происходит из-за применения некачественных смазочных материалов, попадания абразива и теплового перенапряжения. Элемент растачивается, заменяются поврежденные детали, устраняются забоины и отступ на зеркале цилиндра, очищаются водяные полости.



Рис. 3. Ремонт цилиндропоршневой группы компрессора


Поршневые кольца необходимо заменять при каждом проведении капитального ремонта, сам поршень – при возникновении его овальности, серьезных дефектах поверхности, увеличении зазора между данной деталью и цилиндром.

Основы поршневого компрессора

Поршневой компрессор — это объемная машина, в которой поршень используется для сжатия газа и подачи его под высоким давлением.

Часто они являются одними из самых важных и дорогих систем на производстве и заслуживают особого внимания. От этого типа оборудования зависят газопроводы, нефтехимические заводы, нефтеперерабатывающие заводы и многие другие отрасли промышленности.

Из-за множества факторов, включая, но не ограничиваясь, качеством исходной спецификации / дизайна, адекватностью методов обслуживания и эксплуатационными факторами, промышленные предприятия могут ожидать от своих собственных установок сильно различающихся затрат на жизненный цикл и надежности.

Различные компрессоры есть практически на каждом промышленном объекте. Типы сжатых газов включают следующие:

  • Воздух для сжатого инструмента и систем сжатого воздуха

  • Водород, кислород и др. Для химической обработки

  • Фракции легких углеводородов в нефтепереработке

  • Различные газы для хранения или передачи

  • Другие приложения

Существуют две основные классификации промышленных компрессоров: прерывистые (объемные), включая поршневые и роторные; и непрерывный поток, включая центробежный и осевой типы потока.

Поршневые компрессоры обычно используются там, где требуются высокие степени сжатия (отношение давления нагнетания к давлению всасывания) на ступень без высоких скоростей потока, а технологическая жидкость относительно сухая.

Компрессоры влажного газа обычно бывают центробежными. Для применений с высоким расходом и низкой степенью сжатия лучше всего подходят осевые компрессоры. Роторные типы в первую очередь используются в системах со сжатым воздухом, хотя другие типы компрессоров также используются в пневматических системах.

Базовая конструкция

Основные компоненты типичной поршневой компрессорной системы можно увидеть на рисунках 1 и 2. Следует отметить, что автор никогда не видел «типовой» компрессорной установки и признает существование многих исключений.

Цилиндры сжатия (рис. 1), также известные как ступени, которых в конкретной конструкции может быть от одной до шести или более, обеспечивают удержание технологического газа во время сжатия.

Поршень совершает возвратно-поступательное движение для сжатия газа.Устройства могут быть одностороннего или двойного действия. (В конструкции двойного действия сжатие происходит с обеих сторон поршня как при движении вперед, так и назад.)

Некоторые цилиндры двойного действия в системах высокого давления будут иметь поршневой шток с обеих сторон поршня, чтобы обеспечить равную площадь поверхности и уравновесить нагрузки. Тандемное расположение цилиндров помогает минимизировать динамические нагрузки за счет размещения цилиндров попарно, соединенных с общим коленчатым валом, так, чтобы движения поршней противодействовали друг другу.

Давление газа ограничено, а износ дорогих компонентов сведен к минимуму за счет использования одноразовых поршневых колец и направляющих лент соответственно. Они изготовлены из сравнительно мягких металлов по сравнению с металлами поршней и цилиндров / гильз или из таких материалов, как политетрафторэтилен (ПТФЭ).

Рис. 2 A. Рама и ходовая часть HSE с двойным захватом

Рисунок 2 B. Двухходовая рама HSE и ходовая часть

Большинство конструкций оборудования включает блочные системы смазки с принудительной подачей; однако при нулевом допуске технологического процесса на унос масла используются конструкции без смазки.

Цилиндры для более крупных применений (типичное значение отсечки составляет 300 л.с.) оснащены каналами для охлаждающей жидкости для термосифонных или циркуляционных систем типа охлаждающей жидкости, тогда как некоторые небольшие домашние и производственные компрессоры обычно имеют воздушное охлаждение. Цилиндры большого диаметра обычно снабжены сменными гильзами, которые запрессовываются в отверстие и могут включать стопорный штифт.

Технологический газ втягивается в цилиндр, сжимается, удерживается и затем выпускается механическими клапанами, которые обычно работают автоматически за счет перепада давления.В зависимости от конструкции системы цилиндры могут иметь один или несколько всасывающих и нагнетательных клапанов.

Разгрузочные устройства и зазоры представляют собой специальные клапаны, которые регулируют процент полной нагрузки, которую несет компрессор при заданной скорости вращения его привода. Разгрузчики управляют работой всасывающих клапанов, позволяя газу рециркулировать.

Клапаны с зазором в кармане изменяют пространство головки цилиндров (зазорный объем). Они могут быть фиксированного или переменного объема. Эти устройства выходят за рамки данной статьи.

Распорка (иногда называемая собачьей будкой) представляет собой конструктивный элемент, соединяющий раму компрессора с цилиндром. Следует избегать смешивания жидкостей между цилиндром и распорной втулкой. Сальниковые кольца сдерживают давление газа внутри цилиндра и предотвращают попадание масла в цилиндр, вытирая масло со штока поршня по его ходу.

Через проставку обычно удаляется воздух из наиболее опасного материала в системе, которым часто является газ, сжатый в баллоне.Уплотнительные кольца предназначены для удержания газа внутри цилиндра, но при высоком давлении возможно, что часть сжатого газа выйдет за уплотнительные кольца.

Ходовая часть, размещенная в раме компрессора (рис. 2), состоит из крейцкопфа и шатуна, которые соединяют шток поршня с коленчатым валом, преобразуя его вращательное движение в возвратно-поступательное линейное движение.

Коленчатый вал оснащен противовесами для уравновешивания динамических сил, создаваемых движением тяжелых поршней.Он поддерживается в раме компрессора подшипниками скольжения на нескольких шейках. Также предусмотрен маховик для сохранения инерции вращения и обеспечения механического преимущества при ручном вращении узла.

Некоторые компрессоры смазывают ходовую часть своей рамы с помощью встроенного масляного насоса с приводом от вала, в то время как другие снабжены более обширными системами смазки, смонтированными на салазках. Все правильно спроектированные системы будут обеспечивать не только циркуляцию масла к критическим трибоповерхностям оборудования, но также контроль температуры смазочного материала, фильтрацию и некоторую контрольно-измерительную аппаратуру и резервирование.

Всасываемые газы обычно проходят через всасывающие сетчатые фильтры и сепараторы для удаления унесенных твердых частиц, влаги и жидкой фазы технологической жидкости, которые могут вызвать серьезное повреждение клапанов компрессора и других критических компонентов и даже поставить под угрозу целостность цилиндра с катастрофическими последствиями.

Газ также может быть предварительно нагрет для перевода жидкого технологического газа в паровую фазу. Интеркулеры обеспечивают возможность отвода тепла от технологического газа между ступенями сжатия.(См. Следующий раздел: Термодинамический цикл.) Эти теплообменники могут быть частью системы (систем) охлаждения масла и / или цилиндра компрессора, или они могут быть подключены к системе охлаждающей воды установки.

На стороне нагнетания сосуды высокого давления служат гасителями пульсаций, обеспечивая емкость системы для выравнивания пульсаций потока и давления, соответствующих тактам сжатия поршня.

Обычно поршневые компрессоры представляют собой относительно низкоскоростные устройства и приводятся в действие прямым или ременным приводом от электродвигателя, с регулятором привода с регулируемой скоростью или без него.

Часто двигатель изготавливается как единое целое с компрессором, а вал двигателя и коленчатый вал компрессора представляют собой одно целое, что устраняет необходимость в муфте. Редукторы редукторного типа используются в различных установках.

Иногда, хотя и реже, они приводятся в действие паровыми турбинами или другими источниками энергии, такими как природный газ или дизельные двигатели. Общая конструкция системы и выбранный тип привода будут влиять на смазку этих периферийных систем.

Термодинамический цикл

Для понимания науки о поршневых компрессорах необходимо объяснение нескольких основных термодинамических принципов. Сжатие происходит внутри цилиндра в виде цикла из четырех частей, который происходит при каждом продвижении и отступлении поршня (два хода за цикл).

Четыре части цикла — это сжатие, нагнетание, расширение и впуск. Они показаны графически, причем давление в зависимости от объема отображается на так называемой диаграмме P-V (Рисунок 3).


Рисунок 3. Впуск

По завершении предыдущего цикла поршень полностью возвращается в цилиндр в точке V1, объем которого заполнен технологическим газом при условиях всасывания (давление P1 и температура T1), а всасывающий и нагнетательный клапаны закрыты. .

Это представлено точкой 1 (нулем) на диаграмме P-V. По мере продвижения поршня объем цилиндра уменьшается. Это вызывает повышение давления и температуры газа до тех пор, пока давление в цилиндре не достигнет давления в нагнетательном коллекторе.В это время начинают открываться нагнетательные клапаны, отмеченные на схеме точкой 2.

При открытии выпускных клапанов давление остается фиксированным на уровне P2 в течение оставшейся части рабочего хода, поскольку объем продолжает уменьшаться для выпускной части цикла. Поршень на мгновение останавливается в точке V2 перед изменением направления.

Обратите внимание, что остается некоторый минимальный объем, известный как объем зазора. Это пространство, остающееся внутри цилиндра, когда поршень находится в наиболее продвинутом положении во время своего хода.Некоторый минимальный зазор необходим для предотвращения контакта поршня с головкой, и изменение этого объема является основным параметром производительности компрессора. Цикл сейчас в точке 3.

Затем происходит расширение, когда небольшой объем газа в зазоре расширяется до давления чуть ниже давления всасывания, чему способствует закрытие выпускных клапанов и отступление поршня. Это пункт 4.

Когда достигается P1, впускные клапаны открываются, позволяя свежей заправке поступать в цилиндр для впуска и последней стадии цикла. Еще раз, давление остается постоянным при изменении объема. Это знаменует возврат к точке 1.

Понимание этого цикла является ключом к диагностике проблем компрессора, а также к пониманию эффективности компрессора, требований к мощности, работы клапана и т. Д. Эти знания можно получить, анализируя информацию о процессе и отслеживая влияние этих элементов на цикл.

Поршневые компрессоры

— обзор

Поршневые компрессоры прямого вытеснения

Поршневые компрессоры имеют историю хронических отказов, включая клапаны, систему смазки, пульсацию и дисбаланс.В Таблице 21-3 указаны общие виды отказов и причины для этого типа компрессора.

Таблица 21-3. Типичные виды отказов поршневого компрессора

Как и все поршневые машины, поршневые компрессоры обычно генерируют более высокие уровни вибрации, чем центробежные машины. Частично повышенный уровень вибрации происходит из-за удара, когда каждый поршень достигает верхней мертвой точки и нижней мертвой точки своего хода. На уровни энергии также влияют неуравновешенные силы, создаваемые противоположными поршнями, и люфт в штоках поршней, пальцах запястья и шейках компрессора.В большинстве случаев преобладающей частотой колебаний является вторая гармоника (2 ×) скорости вращения главного коленчатого вала. Опять же, это происходит из-за удара, который возникает, когда каждый поршень меняет направление (т. Е. Происходит два удара за один полный оборот коленчатого вала).

Клапаны . Отказ клапана является основным видом отказа поршневых компрессоров. Вследствие высокой частоты циклов, превышающей 80 миллионов циклов в год, впускные и выпускные клапаны имеют тенденцию к деформации и растрескиванию.

Смазочные системы . Плохое обслуживание компонентов системы смазки, таких как фильтры и сетчатые фильтры, обычно приводит к преждевременному выходу из строя. Такое обслуживание имеет решающее значение для поршневых компрессоров, поскольку они полагаются на систему смазки, которая обеспечивает равномерную масляную пленку между близко расположенными деталями (например, поршневыми кольцами и стенкой цилиндра). Частичный или полный отказ системы смазки приводит к катастрофическому отказу компрессора.

Пульсация .Поршневые компрессоры генерируют импульсы сжатого воздуха или газа, которые выпускаются в трубопровод, по которому воздух или газ транспортируются к месту (точкам) использования. Эта пульсация часто вызывает резонанс в системе трубопроводов, и импульсный удар (то есть стоячие волны) может серьезно повредить другое оборудование, подключенное к системе сжатого воздуха. Хотя такое поведение не приводит к отказу компрессора, его необходимо предотвратить, чтобы защитить другое оборудование завода. Однако учтите, что в большинстве систем сжатого воздуха не используются демпферы пульсации.

Каждый раз, когда компрессор выпускает сжатый воздух, воздух стремится действовать как пружина сжатия. Поскольку он быстро расширяется, заполняя доступный объем нагнетательного трубопровода, импульс воздуха под высоким давлением может вызвать серьезные повреждения. Длина волны пульсации λ компрессора, имеющего поршневую конструкцию двустороннего действия, может быть определена как

λ = 60a2n = 34,050n

, где λ = длина волны, футы

a = скорость звука = 1135 футов / сек.

n = Скорость компрессора, об / мин

Для поршневой конструкции двустороннего действия компрессор, работающий со скоростью 1200 об / мин, будет генерировать стоячую волну 28.4 фута. Другими словами, ударная нагрузка, эквивалентная давлению нагнетания, будет передаваться на любой трубопровод или машину, подключенную к нагнетательному трубопроводу и расположенную в пределах двадцати восьми футов от компрессора. Обратите внимание, что для цилиндра одностороннего действия длина волны будет вдвое больше.

Дисбаланс . Силы инерции компрессора могут иметь два воздействия на рабочую динамику поршневого компрессора, влияя на его балансные характеристики. Первый — это сила в направлении движения поршня, которая отображается как удары в профиле вибрации, когда поршень достигает верхней и нижней мертвой точки своего хода.Второй эффект — это пара или момент, вызванный смещением осей двух или более поршней на общем коленчатом валу. Взаимосвязь и величина этих двух эффектов зависят от таких факторов, как (1) количество кривошипов; (2) продольное и угловое расположение; (3) расположение цилиндров; и (4) возможное уравновешивание. В результате возникают два значительных периода вибрации: первичный при скорости вращения компрессора (×) и вторичный при 2 ×.

Хотя развиваемые силы синусоидальны, только максимальное (т.е.е., амплитуда) учитывается при анализе. На рис. 21-1 показаны относительные значения сил инерции для различных компрессоров.

Рисунок 21-1. Несбалансированные инерционные силы и пары для различных поршневых компрессоров.

Поршневой компрессор — PetroWiki

Поршневые компрессоры — это машины прямого вытеснения, в которых сжимающий и смещающий элемент представляет собой поршень, совершающий возвратно-поступательное движение внутри цилиндра. Обсуждение на этой странице поршневых компрессоров включает описание технологической конфигурации для многоступенчатых агрегатов, а также объяснение концепций:

  • Регулировка скорости
  • Дросселирование на входе
  • Переработка
  • Сброс давления
  • Продувка
  • Распорка для вентиляции и слива

Типы поршневых компрессоров

Есть два типа поршневых компрессоров:

  • Высокая скорость (разборная)
  • Низкая скорость (интегральная)

Категория высокой скорости также называется «отделяемой», а категория низкой скорости также называется «интегральной».

Американский институт нефти (API) разработал два отраслевых стандарта: стандарт API 11P и стандарт API 618 , которые часто используются при проектировании и производстве поршневых компрессоров.

Компрессоры раздельные

Термин «отделяемые» используется потому, что эта категория поршневых компрессоров отделена от своего привода. Отдельный компрессор обычно приводится в движение двигателем или электродвигателем. Часто в компрессорной линии требуется редуктор.Рабочая скорость обычно составляет от 900 до 1800 об / мин.

Разделяемые блоки монтируются на салазках и автономны. Они просты в установке, имеют относительно небольшую начальную стоимость, легко перемещаются на другие площадки и доступны в размерах, подходящих для полевых работ — как на суше, так и на море. Однако отдельные компрессоры имеют более высокие затраты на техническое обслуживание, чем встроенные компрессоры.

Рис. 1 представляет собой поперечное сечение типичного отделяемого компрессора. На рис. 2 показан отделяемый компрессорный агрегат с приводом от двигателя.

  • Рис. 1 — Поперечный разрез отделяемого компрессора (любезно предоставлено Dresser-Rand).

  • Рис. 2 — Съемный компрессорный агрегат двигателя (любезно предоставлен Dresser-Rand).

Интегральные компрессоры

Термин «интегрированный» используется потому, что силовые цилиндры, приводящие в действие компрессор, смонтированы как единое целое с рамой, содержащей цилиндры компрессора. Встроенные блоки работают со скоростью от 200 до 600 об / мин.Они обычно используются на газовых заводах и в трубопроводах, где важны топливная экономичность и долгий срок службы. Интегральные компрессоры могут комплектоваться от двух до десяти компрессорных цилиндров мощностью от 140 до 12 000 л.с.

Встроенные компрессоры обеспечивают высокий КПД в широком диапазоне рабочих условий и требуют меньшего технического обслуживания, чем отдельные блоки. Однако интегральные блоки, как правило, должны монтироваться на месте и требуют тяжелого фундамента и высокой степени подавления вибраций и пульсаций.У них самая высокая начальная стоимость установки.

Рис. 3 представляет собой поперечное сечение типичного встроенного компрессора. На рис. 4 показан интегрированный компрессорный агрегат.

  • Рис. 3 — Поперечное сечение встроенного компрессора (любезно предоставлено Dresser-Rand).

  • Рис. 4 — Встроенный поршневой компрессорный агрегат (любезно предоставлен Dresser-Rand).

Основные компоненты

Поршневые компрессоры

доступны в различных конструкциях и вариантах исполнения.Основные компоненты типичного поршневого компрессора показаны на Рис. 5 .

  • Рис. 5 — Компоненты поршневого компрессора (любезно предоставлены Dresser-Rand).

Рама

Рама представляет собой тяжелый прочный корпус, содержащий все вращающиеся части и на котором установлены цилиндр и направляющая крейцкопфа. Производители компрессоров оценивают рамы по максимальной продолжительной мощности и нагрузке на раму (см. Раздел «Нагрузка на штангу» ниже).

Раздельные компрессоры обычно располагаются в уравновешенно-оппозитной конфигурации, характеризующейся соседней парой ходов кривошипа, сдвинутых по фазе на 180 градусов и разделенных только перемычкой кривошипа. Кривошипы расположены так, что движение каждого поршня уравновешивается движением встречного поршня.

Встроенные компрессоры обычно имеют силовые цилиндры компрессора и двигателя, установленные на одной раме и приводимые в движение одним и тем же коленчатым валом. Цилиндры в встроенных компрессорах обычно располагаются только на одной стороне рамы (т.е.е., не уравновешено-противопоставлено).

Цилиндр

Баллон представляет собой сосуд высокого давления, в котором находится газ в цикле сжатия. Цилиндры одностороннего действия сжимают газ только в одном направлении движения поршня. Они могут быть головными или кривошипными. Цилиндры двустороннего действия сжимают газ в обоих направлениях движения поршня (см. , рис. 6, ). В большинстве поршневых компрессоров используются цилиндры двустороннего действия.

  • Рис. 6 — Цилиндры двустороннего действия (любезно предоставлены Dresser-Rand).

Выбор материала баллона определяется рабочим давлением. Чугун обычно используется для давлений до 1000 фунтов на квадратный дюйм. Чугун с шаровидным графитом используется для давлений до 1500 фунтов на квадратный дюйм. Литая сталь обычно используется для давлений от 1500 до 2500 фунтов на квадратный дюйм. Кованая сталь выбрана для рабочих давлений в цилиндрах более 2500 фунтов на квадратный дюйм.

Максимально допустимое рабочее давление (МДРД) баллона должно быть как минимум на 10% выше расчетного давления нагнетания (минимум 25 фунтов на кв. Дюйм).Дополнительное номинальное давление позволяет установить датчик безопасности высокого давления (PSH) выше расчетного давления нагнетания, а для предохранительного клапана (PSV) — установить давление выше PSH.

Износостойкость трущихся деталей (поршневые кольца и отверстие цилиндра, шток поршня, уплотнительные кольца и т. Д.) Также является критерием выбора материалов. Цилиндры изнашиваются в месте контакта с поршневыми кольцами. При горизонтальном расположении из-за веса поршня наибольший износ цилиндра приходится на днище.Термопластические кольца и направляющие ленты используются в большинстве поршневых компрессоров для уменьшения такого износа.

Цилиндры часто поставляются с гильзами для снижения затрат на ремонт. Вкладыши прижимаются или усаживаются на месте, чтобы гарантировать, что они не соскользнут. Замена гильзы цилиндра намного дешевле, чем замена всего цилиндра. Кроме того, производительность можно отрегулировать в соответствии с новыми требованиями, изменив внутренний диаметр гильзы. Однако гильзы цилиндра увеличивают зазор между клапаном и поршнем, снижают эффективность охлаждения рубашки и уменьшают производительность компрессора от заданного диаметра.

Распорка

Распорка обеспечивает разделение цилиндра компрессора и корпуса компрессора. На рис. 7 показаны распорные детали стандарта API 11P и стандарта API 618. Распорки могут быть одно- или двухкамерными. В однокамерной конструкции пространство между набивкой цилиндра и диафрагмой увеличено, так что никакая часть штока не входит как в картер, так и в сальник цилиндра.Масло перемещается между цилиндром и картером. Если загрязнение масла вызывает беспокойство, может быть предусмотрен маслоотражатель для предотвращения попадания смазочного масла в корпус компрессора. Для работы в токсичных условиях может использоваться двухкамерная конструкция. Никакая часть штока не входит ни в картер, ни в отсек, примыкающий к газовому баллону.

  • Рис. 7 — Распорка с двумя отсеками, показывающая расположение уплотнения и буферного газа (любезно предоставлено Dresser-Rand).

Из набивочного ящика должен быть сброшен воздух к системе всасывания первой ступени или системы отвода газа.Распорки содержат вентиляционное отверстие для отвода дополнительного технологического газа, вытекающего из набивки. Мембрана и набивка предназначены для предотвращения попадания газа в картер. Эффективная вентиляция необходима для того, чтобы технологический газ не загрязнял картерное масло.

Каждый компрессор должен быть оборудован отдельной системой вентиляции и слива для проставок и уплотнения. Промежуточная вставка и вентиляционные отверстия уплотнения должны быть подключены к открытой вентиляционной системе, которая заканчивается снаружи и над корпусом компрессора на расстоянии не менее 25 футов по горизонтали от выхлопа двигателя.Слив с дистанционной вставкой следует направить в отдельный отстойник, который можно слить вручную. Отстойник должен выходить наружу и над корпусом компрессора. Смазочное масло из поддона может быть смешано с сырой нефтью или, при определенных обстоятельствах, должно быть отправлено на утилизацию или переработку.

Коленчатый вал

Коленчатый вал вращается вокруг оси рамы и приводит в движение шатун, шток поршня и поршень (см. Рис. 8 ).

  • Шатун соединяет коленчатый вал с пальцем крейцкопфа
  • Крейцкопф преобразует вращательное движение шатуна в линейное колебательное движение, которое приводит в движение поршень
  • Шток поршня соединяет крейцкопф с поршнем.
  • Рис. 8 — Коленчатый вал в сборе (любезно предоставлено Dresser-Rand).

Поршень

Поршень расположен на конце штока поршня и действует как подвижный барьер в цилиндре компрессора. Выбор материала зависит от прочности, веса и совместимости с сжимаемым газом. Поршень обычно изготавливается из легкого материала, такого как алюминий, либо из чугуна, либо из стали с полым центром для уменьшения веса.На поршни часто устанавливаются термопластичные износостойкие ленты (или направляющие) для увеличения срока службы колец и снижения риска контакта поршня с цилиндром. Чугун обычно обеспечивает удовлетворительно низкие характеристики трения, устраняя необходимость в отдельных изнашиваемых лентах.

Износостойкие ленты распределяют вес поршня по нижней части цилиндра или стенки гильзы. Поршневые кольца сводят к минимуму утечку газа между поршнем и отверстием цилиндра или гильзы. Поршневые кольца изготовлены из более мягкого материала, чем стенка цилиндра или гильзы, и заменяются через регулярные интервалы технического обслуживания.Когда поршень проходит через питающее отверстие лубрикатора в стенке цилиндра, поршневое кольцо собирает масло и распределяет его по длине хода.

Подшипники

Подшипники, расположенные по всей раме компрессора, обеспечивают правильное радиальное и осевое расположение компонентов компрессора. Коренные подшипники установлены в раме для правильной установки коленчатого вала. Подшипники коленвала расположены между коленчатым валом и каждым шатуном. Подшипники пальца запястья расположены между каждым шатуном и пальцем крестовины.Подшипники крейцкопфа расположены вверху и внизу каждой крейцкопфа.

Большинство подшипников в поршневых компрессорах представляют собой подшипники с гидродинамической смазкой. Масло под давлением подается к каждому подшипнику через канавки для подачи масла на опорной поверхности. Размер канавок обеспечивает достаточный поток масла и предотвращает перегрев.

Набивка штока поршня обеспечивает динамическое уплотнение между цилиндром и штоком поршня. Набивка состоит из ряда неметаллических колец, установленных в корпусе и прикрученных к цилиндру.Набивочные кольца работают попарно и предназначены для автоматической компенсации износа. Поскольку каждая пара колец выдерживает ограниченный перепад давления, требуется несколько пар в зависимости от давления, необходимого для применения. Для безопасного удаления утечки газа через набивку вентиляционное отверстие обычно располагается между двумя узлами наружного кольца (см. Раздел «Дистанционная вставка» выше).

Дополнительные присоединения к набивке могут потребоваться для:

  • Охлаждающая вода
  • Масло смазочное
  • Продувка азотом
  • Вентиляция
  • Измерение температуры

Смазка должна быть тщательно отфильтрована, чтобы избежать повреждений, которые могут возникнуть в результате попадания мелких твердых частиц в корпус.Смазочное масло обычно впрыскивается во второй узел кольца, при этом давление перемещает масло по валу.

Клапаны компрессора

Основная функция клапанов компрессора — разрешать поток газа в желаемом направлении и блокировать весь поток в противоположном (нежелательном) направлении. Каждый рабочий конец цилиндра компрессора должен иметь два набора клапанов. Комплект впускных (всасывающих) клапанов пропускает газ в баллон. Комплект нагнетательных клапанов предназначен для откачивания сжатого газа из баллона.Производитель компрессора обычно указывает тип и размер клапана.

Пластинчатые клапаны, состоящие из колец, соединенных перемычками в единую пластину, являются распространенным типом клапанов. В зависимости от материала уплотнительной пластины пластинчатые клапаны способны выдерживать давление до 15 000 фунтов на квадратный дюйм, перепад давления до 10 000 фунтов на квадратный дюйм, скорость до 2000 об / мин и температуру до 500 ° F. Пластинчатые клапаны плохо работают в присутствии жидкостей.

Клапаны с концентрическим кольцом способны выдерживать давление до 15 000 фунтов на квадратный дюйм, перепад давления до 10 000 фунтов на квадратный дюйм, скорость до 2000 об / мин и температуру до 500 ° F.К преимуществам клапанов с концентрическими кольцами можно отнести:

  • Средняя стоимость запчастей
  • Низкая стоимость ремонта
  • Способность работать с жидкостями лучше, чем пластинчатые клапаны

Тарельчатые клапаны обычно обеспечивают производительность, превосходящую как пластинчатые, так и концентрические кольцевые клапаны. В тарельчатом стиле используются отдельные круглые тарелки для упора в отверстия в седле клапана. Этот тип клапана обеспечивает высокий подъем и низкий перепад давления, что приводит к более высокой топливной эффективности. Тарельчатые клапаны широко используются на объектах трубопроводов, подготовки газа и переработки.Металлические тарелки хорошо подходят:

  • Давление до 3000 фунтов на кв. Дюйм
  • Дифференциальное давление до 1400 фунтов на кв. Дюйм
  • Скорость до 450 об / мин
  • Температуры до 500 ° F

Тарелки из термопласта могут применяться в следующих областях:

  • Давление до 3000 фунтов на кв. Дюйм
  • Дифференциальное давление до 1500 фунтов на кв. Дюйм
  • Скорость до 720 об / мин
  • Температура до 400 ° F

Большинство компрессоров имеют клапаны, установленные в цилиндрах.Относительно новая концепция дизайна помещает клапаны в поршень. Конструкция «клапан в поршне» (, рис. 9, ) работает с низкими скоростями клапана и обеспечивает более длительный срок службы и сокращение времени обслуживания.

  • Рис. 9 — Конструкция клапана в поршне (любезно предоставлена ​​Dresser-Rand).

Производительность компрессора

Производительность и мощность компрессора зависят от рабочего объема поршня и зазора в цилиндре. Пропускная способность данного цилиндра является функцией рабочего объема поршня и объемного КПД.Объемный КПД зависит от зазора цилиндра, степени сжатия и свойств сжимаемого газа. Производительность компрессора можно рассчитать с помощью любого из следующих трех уравнений.

……………. (1)

……………. (2)

и

……………. (3)

где

q a = пропускная способность цилиндра при фактических условиях всасывания, Асф / мин,
E v = объемный КПД,
PD = Рабочий объем поршня, Асф / мин,
q g = входная мощность цилиндра, куб. Фут / мин,
и
Q г = входная емкость цилиндра, млн.ст.фут / д.

Рабочий объем поршня

Рабочий объем поршня определяется как фактический объем цилиндра, перемещаемый поршнем за единицу времени. Смещение обычно выражается в фактических кубических футах в минуту (акф / мин). Расчет рабочего объема поршня — простая процедура, которая зависит от типа конфигурации компрессора. Цилиндры одностороннего действия могут иметь смещение головки или коленчатого вала. Ур. 4 и 5 используются для расчета рабочего объема цилиндров одностороннего действия.Уравнение 4 для смещения головной части и уравнения. 5 — смещение кривошипа.

……………. (4)

……………. (5)

где

PD = Рабочий объем поршня, Асф / мин,
S = ход, дюйм,
N = частота вращения компрессора, об / мин,
d c = диаметр цилиндра, дюйм.,
d r = диаметр стержня, дюйм.

Рабочий объем цилиндра двойного действия рассчитывается по формуле Eq. 6 .

……………. (6)

где

PD = Рабочий объем поршня, Асф / мин,
S = ход, дюйм,
N = частота вращения компрессора, об / мин,
d c = диаметр цилиндра, дюйм.,
и
d r = диаметр стержня, дюйм.

Методы, используемые для изменения рабочего объема поршня, включают изменение скорости компрессора, снятие или отключение всасывающих клапанов в цилиндре двойного действия и изменение диаметра гильзы цилиндра и поршня.

Разгрузка с одного конца может значительно снизить производительность цилиндра двустороннего действия. Лучший способ разгрузить баллон — отключить или снять всасывающие клапаны с одного конца, чтобы предотвратить сжатие газа на этом конце.В зависимости от частоты разгрузки и молекулярной массы газа разгрузчик с отверстием или пробкой является следующим лучшим методом разгрузки баллона. Пончик заменяет один всасывающий клапан из трех или более клапанов на угол, и для каждого конца цилиндра требуется только одно разгрузочное устройство. В клапанах с концентрическими кольцами можно разместить разгрузочную пробку в центре всасывающего клапана для разгрузки. В зависимости от молекулярной массы газа разгрузочные устройства с портами и пробками снижают BHP / MMscf / D и значительно повышают надежность системы разгрузки.

Если всасывающий клапан удерживается открытым с помощью пальцевых депрессоров во время такта сжатия, газ будет течь через открытый клапан обратно в канал всасываемого газа, и газ не будет выходить из конца цилиндра, содержащего ненагруженный всасывающий клапан. Деактивация клапанов может выполняться вручную, когда компрессор выключен, или с помощью разгрузчика клапана или подъемника, когда компрессор работает. Управление разгрузочным клапаном может быть ручным или автоматическим с помощью диафрагмы, которая разгружает компрессор с помощью датчика давления всасывания.Мембранные приводы более надежны, чем ручные подъемники или разгрузчики.

Разгрузка обоих концов одного и того же цилиндра может вызвать перегрев цилиндра; таким образом, лучше всего разгружать только один конец цилиндра компрессора двойного действия. В большинстве случаев предпочтительно снимать всасывающий клапан при разгрузке головной части цилиндра, чтобы обеспечить изменение нагрузки на штоки. (См. Раздел «Нагрузка на штангу» ниже)

Клиренс

Свободный объем — это пространство, остающееся в цилиндре компрессора в конце хода.Зазор состоит из пространств в углублениях клапана и пространства между поршнем и концом цилиндра. По завершении каждого такта сжатия сжатый газ, захваченный в зазоре, расширяется по направлению к поршню и увеличивает силу обратного хода. Рис. 10 — диаграмма зависимости давления от объема ( P-V ), иллюстрирующая влияние зазора.

  • Рис. 10 — Поршневой компрессор на схеме PV (любезно предоставлено Dresser-Rand).

Расширение газа, захваченного в зазоре, происходит до того, как всасывающий клапан откроется для впуска нового газа в цилиндр. В результате часть смещения поршня происходит до открытия всасывающего клапана. Процесс сжатия в поршневых компрессорах почти изоэнтропичен, поэтому энергия, необходимая для сжатия газа в зазоре, восстанавливается, когда газ расширяется в конце такта сжатия. По этой причине изменение зазора не влияет на мощность компрессора.

Зазорный объем выражается в процентах от рабочего объема поршня с использованием одного из следующих зависимых от конфигурации уравнений:

  • Цилиндр одностороннего действия (зазор между головкой) [ Ур. 7 ]
  • Цилиндр одностороннего действия (зазор коленчатого вала) [ Ур. 8 ]
  • Цилиндр двойного действия (зазор между головкой и шатуном) [ Ур. 9 ]

……………. (7)

……………. (8)

……………. (9)

где

% С = зазор цилиндра,%,
C HE = зазор перед головкой, дюйм 3 ,
C CE = коленчатый зазор, дюйм 3 ,
d c = внутренний диаметр цилиндра, дюйм.,
d r = диаметр стержня, дюйм.,
S = длина хода, дюймы
Приложение

Зазор может быть добавлен к цилиндру как:

  • Карманы фиксированного объема
  • Карманы с переменным зазором
  • Хомуты с разделительными клапанами
Карманы с фиксированным зазором

Свободный карман фиксированного объема обычно представляет собой объемный баллон, постоянно прикрепленный к баллону.Постоянный объем также может быть добавлен за счет заглушки бокового прохода, состоящей из фланца с заглушкой переменной длины, вставленной в проход, встроенный в боковую часть цилиндра. Карман с фиксированным объемом может быть постоянно открытым или может управляться как открытый или закрытый. Управление может осуществляться ручным маховиком или автоматическим приводом. Управление приводом позволяет открывать или закрывать зазорный карман снаружи цилиндра во время работы компрессора.

Карманы с регулируемым зазором

Карманы с переменным зазором позволяют добавлять переменный зазор к цилиндру и могут быть прикреплены либо к головке, либо к стороне кривошипа цилиндра.Чаще всего карманы с переменным зазором прикрепляются к головной части, как показано на Рис. 11 .

  • Рис. 11 — Карман с ручным регулированием объема (любезно предоставлен Dresser-Rand).

Хомуты распределительные

Чрезмерный зазор в цилиндре компрессора может вызвать захлопывание выпускных клапанов. Если имеется слишком большой зазор, выпуск газа не будет. Может произойти быстрый перегрев, поскольку в цилиндр не попадает холодный всасываемый газ.

Объемный КПД

Объемный КПД — это отношение фактического объема газа (Асф / мин), втянутого в цилиндр, к рабочему объему поршня (куб. Фут / мин). Это отношение меньше единицы из-за трех фундаментальных эффектов. Сначала газ нагревается при поступлении в баллон. Во-вторых, утечка через клапаны и поршневые кольца. И в-третьих, происходит повторное расширение газа, захваченного в зазоре от предыдущего хода. Из этих трех повторное расширение, безусловно, оказывает наибольшее влияние на объемный КПД.

Производители компрессоров не достигли консенсуса по подходящему методу расчета, потому что измерение этих эффектов чрезвычайно сложно. Признавая это, следующее приближенное уравнение можно использовать для оценки объемной эффективности.

……………. (10)

где

Степень сжатия

Коэффициент сжимаемости на входе

Коэффициент сжимаемости нагнетания

E v = объемный КПД,
R =,
С = зазор цилиндра,% от рабочего объема поршня,
Z s =,
Z d =,
d r = диаметр стержня, дюйм.,
к = отношение удельной теплоемкости, C p / C v ,
л = проскальзывание газа мимо поршневых колец,% (1% для быстроразъемных, 5% для несмазанных компрессоров и 4% для пропановых),
и
96 = поправка на потери из-за падения давления в клапанах.

Нагрузка на штангу

Нагрузки на шток состоят из газовых нагрузок, вызванных давлением и инерционными нагрузками, которые возникают в результате ускорения и замедления поршня, штока поршня, крейцкопфа и примерно одной трети веса шатуна. Производители указывают максимальную нагрузку на шток для защиты компрессора, поскольку перегрузка штоков может серьезно повредить компрессор. Нагрузки необходимо оценивать для нормальных условий эксплуатации, а также для условий сбоя. Нагрузку на шток необходимо проверять при минимальном давлении всасывания и давлении предохранительного клапана, чтобы обеспечить достаточный запас прочности.

Реверс нагрузки на штангу должен быть достаточной величины для обеспечения смазки втулки пальца крейцкопфа. Втулки смазываются за счет перекачивающего действия открытия и закрытия зазора подшипника, которое происходит при изменении нагрузки на шток с растяжения на сжатие. Работа без переворота штоков также может серьезно повредить компрессор.

Нагрузки на штанги для различных конфигураций компрессора рассчитываются по следующим уравнениям:

  • Цилиндр одностороннего действия (головка)
  • Цилиндр одностороннего действия (со стороны кривошипа)
  • Цилиндр двустороннего действия
Цилиндр одностороннего действия (головка)

……………. (11)

……………. (12)

RL c = нагрузка на шток при сжатии, фунт-сила,
RL т = нагрузка на шток при растяжении, фунт-сила,
a p = Площадь поперечного сечения поршня, дюймы 2 ,
a r = площадь поперечного сечения стержня, дюйм. 2 ,
P d = давление нагнетания, фунт / кв. Дюйм,
P s = давление всасывания, фунт / кв. Дюйм,
и
P u = давление в ненагруженном конце, фунт / кв.
Цилиндр одностороннего действия (со стороны кривошипа)

……………. (13)

……………. (14)

RL c = нагрузка на шток при сжатии, фунт-сила,
RL т = нагрузка на шток при растяжении, фунт-сила,
a p = Площадь поперечного сечения поршня, дюймы 2 ,
a r = площадь поперечного сечения стержня, дюйм. 2 ,
P d = давление нагнетания, фунт / кв. Дюйм,
P s = давление всасывания, фунт / кв. Дюйм,
и
P u = давление в ненагруженном конце, фунт / кв.
Цилиндр двустороннего действия

……………. (15)

……………. (16)

RL c = нагрузка на шток при сжатии, фунт-сила,
RL т = нагрузка на шток при растяжении, фунт-сила,
a p = Площадь поперечного сечения поршня, дюймы 2 ,
a r = площадь поперечного сечения стержня, дюйм. 2 ,
P d = давление нагнетания, фунт / кв. Дюйм,
P s = давление всасывания, фунт / кв. Дюйм,
и
P u = давление в ненагруженном конце, фунт / кв.

Прочие факторы производительности

Дополнительные соображения производительности включают:

  • Давление всасывания .При постоянном давлении нагнетания и степени сжатия более 2,0 степень сжатия уменьшается по мере увеличения давления всасывания. Уменьшение степени сжатия снижает потребность в мощности на единицу потока. Однако емкость цилиндра увеличивается с увеличением давления всасывания более быстрыми темпами, что приводит к общему увеличению мощности. Чтобы избежать перегрузки водителя, необходимо добавить дополнительный зазор, чтобы уменьшить объем цилиндра.
  • Температура всасывания . Объем цилиндра обратно пропорционален абсолютной температуре всасывания.При понижении температуры цилиндр заполняется более стандартными кубическими футами. Таким образом, снижение температуры всасывания на 10 ° F увеличивает массовый расход компрессора почти на 2%. Предварительное охлаждение газа может быть эффективным способом увеличения объема баллона.
  • Давление нагнетания . Изменения давления нагнетания мало влияют на емкость цилиндра. Объемный КПД немного зависит от степени сжатия, а требуемая мощность прямо пропорциональна изменению степени сжатия.
  • Коэффициент теплоемкости (k) .Увеличение значения k приводит к увеличению объемного КПД, как определено уравнением . 10 . Таким образом, данный цилиндр компрессора имеет более высокую фактическую производительность при сжатии природного газа ( k = 1,25) по сравнению с его производительностью при сжатии пропана ( k = 1,15). Более высокая производительность при сжатии природного газа по сравнению с пропаном также приводит к большему потреблению энергии.
  • Скорость . Объем цилиндра прямо пропорционален скорости компрессора.Обычной практикой является регулировка скорости компрессора (в разумных пределах) для поддержания желаемого давления всасывания. Снижение скорости водителя снижает расход топлива и эксплуатационные расходы.

Карты производительности

Карты производительности могут быть разработаны для конкретного компрессора с постоянными базовыми условиями. Рис. 12 показывает, что по мере увеличения давления всасывания увеличивается и расход на входе, и мощность при постоянном давлении и температуре нагнетания. При очень низких соотношениях мощность может фактически уменьшаться с увеличением давления всасывания.

  • Рис. 12 — Схема поршневого компрессора с восемью ступенями разгрузки (любезно предоставлено Dresser-Rand).

Технологическая установка

Компрессор является неотъемлемой частью полной компрессорной системы. Рис. 13 — типичная технологическая схема установки поршневого компрессора.

  • Рис. 13 — Технологическая схема компрессора со встроенным (пульсационный сосуд) сепаратором (любезно предоставлено Dresser-Rand).

Обратный клапан

Давление на всасывании компрессора уменьшается по мере уменьшения расхода до тех пор, пока газ не расширится, чтобы удовлетворить расход, необходимый для цилиндра. Увеличение степени сжатия, вызванное снижением давления всасывания, приводит к увеличению температуры нагнетания. Таким образом, рециркуляционный клапан в системе должен быть настроен так, чтобы низкое давление всасывания не приводило к чрезмерной температуре нагнетания. Кроме того, пределы нагрузки на шток могут определять минимально допустимое давление всасывания для компрессорной установки.По возможности, рециркуляционный клапан должен располагаться после газоохладителей.

Клапан продувки

Клапан продувки сбрасывает остаточное давление, когда компрессор отключен для обслуживания. Управление клапаном обычно автоматическое, но иногда оно выполняется вручную на некоторых небольших береговых компрессорных установках.

Всасывающий скруббер

Попадание жидкости в компрессор через входящий поток газа может вызвать повреждение внутренних компонентов компрессора. По этой причине требуется всасывающий скруббер подходящего размера с приспособлениями для слива.Скруббер может быть частью контроля пульсации при правильном планировании (см. Раздел «Пульсация» ниже). Если входящий поток близок к насыщению, рекомендуются горизонтально ориентированные цилиндры и нагнетательные сопла с нижним подключением.

Предохранительные клапаны

Клапаны сброса давления, установленные с запасом на 10% выше давления нагнетания наивысшей ступени или минимум на 15–25 фунтов на кв. Дюйм, обеспечивают защиту от статического давления для трубопроводов и охладителей. Настройка предохранительного клапана никогда не должна превышать максимально допустимое рабочее давление баллона (см. Раздел о баллонах выше).Следует проявлять осторожность, чтобы гарантировать, что все газовые трубопроводы на стороне всасывания, баллоны и предохранительные клапаны рассчитаны на расчетное давление в системах охлаждения с замкнутым контуром или при низких температурах газа.

Пульсация

Поток газа через поршневой компрессор по своей природе вызывает пульсацию, потому что всасывающий и нагнетательный клапаны не открываются на протяжении всего такта сжатия. Демпфирование пульсаций необходимо для создания более равномерного потока через компрессор, чтобы гарантировать равномерную нагрузку и снизить уровни вибрации трубопроводов.

Устройства контроля пульсации

Если могут быть предусмотрены длинные прямые участки трубопровода того же диаметра, что и соединение трубопровода цилиндра компрессора, а мощность ступени меньше 150 л.с., отдельные баллоны для объема или резервуары для пульсации могут не потребоваться. Для большинства применений объемные баллоны или пульсационные сосуды с внутренними перегородками и / или дроссельными трубками должны быть расположены как можно ближе к баллону для оптимальной надежности клапана. Добавление отверстий в ключевых местах трубопровода также может уменьшить пульсации трубопровода.Доступно несколько различных формул определения размеров бутылок. Типичные размеры бутылок в пять-десять раз превышают рабочий объем цилиндра.

Конструкция пульсации

Цифровой анализ пульсации трубопроводов — это относительно недорогой метод, позволяющий гарантировать, что система трубопроводов рассчитана на приемлемые уровни пульсации (обычно от 2 до 7% от пика до пика). В схеме трубопроводной системы должны быть указаны места и объемы выбивных барабанов, бутылок, охладителей и предохранительных клапанов. Анализ должен включать первый основной резервуар или объем до и после компрессора.Следует проанализировать рабочие условия двойного и одностороннего действия (если применимо).

Учет вибрации

Неуравновешенность вращающихся элементов компрессора вызывает механическую вибрацию. Противовесы на коленчатом валу и расположение цилиндров попарно с обеих сторон коленчатого вала (на общем виде) могут минимизировать, но не устранить дисбаланс. Таким образом, всегда будут механические вибраторы, которые необходимо учитывать при проектировании фундамента.

Вибрация трубопровода

Трубопровод технологического газа компрессора должен быть правильно спроектирован и установлен, чтобы избежать проблем, связанных с чрезмерной вибрацией.Важно, чтобы собственная частота всех участков трубы была больше, чем частота пульсаций компрессора. Частота пульсации компрессора рассчитывается по формуле Eq. 17 .

……………. (17)

где

Коэффициент цилиндра

f p = частота пульсации компрессора, циклов / сек,
N = частота вращения компрессора, об / мин,
n =,
= 1 для цилиндра одностороннего действия
и
= 2 (для цилиндра двустороннего действия).

Трубопровод должен быть надежно связан с использованием коротких участков трубы неодинаковой длины. Адекватное демпфирование пульсаций помогает предотвратить проблемы, связанные с вибрацией трубопроводов.

Конструкция фундамента

Для больших встроенных компрессоров или для компрессоров, установленных на сложных конструкциях или мягких грунтах, лучше всего выполнять динамическое проектирование, используя силы дисбаланса, указанные производителем.

Для высокоскоростных компрессоров, установленных на участках с почвой, способной выдержать грузовик-пикап, полезны следующие правила.

  • Вес бетонного фундамента должен быть как минимум в три-пять раз больше веса оборудования.
  • Используйте грунтовый подшипник для конструкции, которая менее чем на 50% допустима для статических условий.
  • Как правило, лучше увеличить длину и / или ширину, чем глубину, для удовлетворения требований по весу.
  • Для прямоугольного блока не менее 40% высоты (но не менее 18 дюймов) должно быть заделано в ненарушенный грунт.
  • Бетон следует заливать в «аккуратный» котлован без образования боковых граней.

Цилиндр охлаждения

Теплота сжатия и трения между поршневыми кольцами и цилиндром нагревает цилиндр. Удаление части этого тепла полезно для производительности и надежности компрессора по нескольким причинам. Охлаждение цилиндра снижает потери мощности и мощности, вызванные предварительным подогревом всасываемого газа. Он также отводит тепло от газа, тем самым снижая температуру газа на выходе. Охлаждение цилиндра также способствует лучшей смазке, увеличению срока службы и сокращению затрат на техническое обслуживание.Когда вода используется в качестве охлаждающей среды, равномерная температура поддерживается по всей окружности цилиндра, что снижает вероятность термической деформации цилиндра.

Необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать конденсации, которая может возникнуть в результате чрезмерного охлаждения. Этого можно добиться, поддерживая температуру охлаждающей жидкости рубашки цилиндра как минимум на 10 ° F выше температуры всасываемого газа.

Недостаточное охлаждение может привести к снижению производительности и загрязнению цилиндров. По этой причине рекомендуется, чтобы температура в баллоне не превышала температуру всасываемого газа более чем на 30 ° F.

Системы охлаждения

Типы систем охлаждения включают:

  • С воздушным охлаждением . Системы с воздушным охлаждением используются при небольшой производительности и малых тепловых нагрузках. Ребра охлаждения обеспечивают достаточную площадь поверхности для охлаждения цилиндра.
  • Статический . Статические системы иногда используются на небольших компрессорах для помощи системам с воздушным охлаждением. Охлаждающая жидкость действует как статический радиатор и действует скорее как термостабилизатор, чем как система охлаждения. Некоторое количество тепла передается из системы в атмосферу.
  • Термосифон . Движущая сила термосифона возникает из-за изменения плотности охлаждающей жидкости от горячего к холодному участкам системы. Стандарт API 618 разрешает использование этой системы, когда температура нагнетаемого газа ниже 210 ° F или когда повышение температуры в цилиндре составляет менее 150 ° F.
  • Напорный . Системы охлаждения под давлением являются наиболее распространенными. В местах, где охлаждающая вода недоступна, может использоваться автономная замкнутая система охлаждающей жидкости.Система состоит из циркуляционного насоса, расширительного бачка и радиатора с вентиляторным охлаждением или теплообменника воздух-жидкость. Радиатор может иметь несколько секций: одну для охлаждающей жидкости цилиндра, одну для охлаждения смазочного масла и одну (или несколько) секций для охлаждения нагнетаемого газа. Охлаждающая жидкость — это вода или смесь воды и этиленгликоля. Коленчатый вал обычно приводит в действие циркуляционный насос.

Смазка

Смазка рамы

Система смазки рамы подает масло к подшипникам рамы, шатунным подшипникам и башмакам крейцкопфа.Некоторые системы смазки рамы также подают масло в набивку и цилиндры. Для большинства поршневых компрессоров система смазки встроена в раму.

Смазка разбрызгиванием

Системы смазки разбрызгиванием распределяют смазочное масло за счет разбрызгивания кривошипа через поверхность смазки в насосе. Для усиления эффекта к коленчатому валу могут быть прикреплены ковши. Системы разбрызгивания используются на небольших горизонтальных одноступенчатых компрессорах с потребляемой мощностью до 100 л.с.

Два основных преимущества систем разбрызгивания:

  • Низкая начальная стоимость
  • Минимальное присутствие оператора

Основными недостатками системы разбрызгивания являются:

  • Малые размеры корпуса
  • Масло не фильтруется

Смазка под давлением

Самый распространенный тип смазки рамы — это система под давлением. Масло поступает в каналы, просверленные в коленчатом валу, и проходит через главный вал и подшипники шатунных шейек.Система смазки под давлением состоит из компонентов, обсуждаемых далее.

Главный масляный насос

Главный масляный насос приводится в действие коленчатым валом или может иметь отдельный привод. Обычно он рассчитан на обеспечение 110% максимальной ожидаемой скорости потока. Когда для управления производительностью используется снижение скорости, необходимо позаботиться о том, чтобы этот насос обеспечивал адекватную смазку при минимальной рабочей скорости.

Вспомогательный насос (опция)

Вспомогательный насос предназначен для поддержки основного насоса.Вспомогательный насос обычно приводится в действие электродвигателем и предназначен для автоматического запуска, когда давление подачи масла падает ниже заданного уровня.

Насос предварительной смазки (опция)

Насос предварительной смазки подает масло к подшипникам перед запуском компрессора. Это гарантирует, что подшипники не будут сухими при запуске. Поскольку эта функция обеспечивается вспомогательным насосом, насос предварительной смазки требуется только в том случае, если в системе нет вспомогательного насоса.

Масляный радиатор

Маслоохладитель гарантирует, что температура масла, подаваемого в подшипники, не превышает максимального значения, необходимого для защиты подшипников от износа.Типичная максимальная температура подаваемого масла составляет 120 ° F. Вода, охлаждающая рубашку в кожухотрубном теплообменнике, часто используется для охлаждения смазочного масла.

Фильтры масляные

Масляные фильтры защищают подшипники, удаляя твердые частицы из смазочного масла. Некоторые системы оснащены двойными полнопоточными масляными фильтрами с передаточными клапанами. Передаточные клапаны позволяют переключаться с одного фильтра на другой, так что фильтры можно очищать, не останавливая компрессор.

Накладной бак

Верхний бак подает масло к подшипникам, если насос выходит из строя.Масло из верхнего бака под действием силы тяжести подается к подшипникам. Размер бака должен обеспечивать подачу масла до полного отключения компрессора. Бак обычно оснащается индикатором уровня.

Трубопровод

Компоненты системы смазки соединены трубопроводами. Важными факторами являются чистота и коррозионная стойкость. Следует избегать использования оцинкованных труб из-за возможной коррозии. Трубопроводы из углеродистой стали следует протравить или механически очистить и покрыть ингибитором ржавчины.После фильтров следует использовать трубопровод из нержавеющей стали. Система трубопроводов должна быть спроектирована таким образом, чтобы избегать любых карманов, в которых может скапливаться грязь или мусор. По этой причине следует избегать использования труб, приваренных с помощью муфты. Перед первым запуском систему смазочного масла необходимо промыть смазочным маслом при температуре примерно 170 ° F. В систему следует добавить сетку с размером ячеек 200 меш, и промывку следует продолжать до тех пор, пока сетка не станет чистой. Контрольно-измерительные приборы должны включать в себя реле низкого уровня масла в картере, реле отключения при низком давлении масла и реле высокой температуры масла.

Для компрессоров со встроенным приводом двигателя рекомендуется смазывать компрессор и привод с помощью отдельных систем, чтобы продукты сгорания двигателя не загрязняли смазочное масло. В этом случае смазка набивки и цилиндра обеспечивается системой смазки компрессора. При установке в очень холодных условиях следует рассмотреть возможность использования погружных или проточных нагревателей и специальных смазочных масел.

Смазка цилиндров и сальников

Количество масла, необходимое для смазки набивки и цилиндров, невелико по сравнению с требованиями к маслу подшипников.Хотя количество небольшое, давление масла, необходимое для подачи масла к набивке и цилиндрам, высокое. На каждой стадии сжатия используется небольшой плунжерный насос (лубрикатор с принудительной подачей). Разделительные блоки используются для распределения потока масла между цилиндрами и набивкой. Масло может подаваться как из системы смазки рамы, так и из верхнего бака. Совместимость масла с технологическим газом должна быть проверена для защиты от загрязнения.

Номенклатура

Степень сжатия

Коэффициент сжимаемости на входе

Коэффициент сжимаемости нагнетания

Коэффициент цилиндра

q a = пропускная способность цилиндра при фактических условиях всасывания, Асф / мин,
E v = объемный КПД,
PD = Рабочий объем поршня, Асф / мин,
q g = входная мощность цилиндра, куб. Фут / мин,
Q г = входная емкость цилиндра, млн куб. Футов / сут.
PD = Рабочий объем поршня, Асф / мин,
S = ход, дюйм.,
N = частота вращения компрессора, об / мин,
d c = диаметр цилиндра, дюйм,
d r = диаметр стержня, дюйм.
% С = зазор цилиндра,%,
C HE = зазор перед головкой, дюйм. 3 ,
C CE = коленчатый зазор, дюйм 3 ,
d c = внутренний диаметр цилиндра, дюймы,
d r = диаметр стержня, дюйм.,
S = длина хода, дюймы
E v = объемный КПД,
R =,
С = зазор цилиндра,% от рабочего объема поршня,
Z s =,
Z d =,
d r = диаметр стержня, дюйм.,
к = отношение удельной теплоемкости, C p / C v ,
л = проскальзывание газа мимо поршневых колец,% (1% для быстроразъемных, 5% для несмазанных компрессоров и 4% для пропановых),
96 = поправка на потери из-за перепада давления в клапанах
RL c = нагрузка на шток при сжатии, фунт-сила,
RL т = нагрузка на шток при растяжении, фунт-сила,
a p = площадь поперечного сечения поршня, дюйм. 2 ,
a r = площадь поперечного сечения стержня, дюйм 2 ,
P d = давление нагнетания, фунт / кв. Дюйм,
P s = давление всасывания, фунт / кв. Дюйм,
P u = давление в ненагруженном конце, фунт / кв. Дюйм
RL c = нагрузка на шток при сжатии, фунт-сила,
RL т = нагрузка на шток при растяжении, фунт-сила,
a p = площадь поперечного сечения поршня, дюйм. 2 ,
a r = площадь поперечного сечения стержня, дюйм 2 ,
P d = давление нагнетания, фунт / кв. Дюйм,
P s = давление всасывания, фунт / кв. Дюйм,
P u = давление в ненагруженном конце, фунт / кв. Дюйм
f p = частота пульсации компрессора, циклов / сек,
N = частота вращения компрессора, об / мин,
n =,
= 1 для цилиндра одностороннего действия
и
= 2 (для цилиндра двустороннего действия)

Список литературы

Используйте этот раздел для цитирования элементов, на которые есть ссылки в тексте, чтобы показать ваши источники.[Источники должны быть доступны читателю, т. Е. Не внутренний документ компании.]

Интересные статьи в OnePetro

Используйте этот раздел, чтобы перечислить статьи в OnePetro, которые читатель, желающий узнать больше, обязательно должен прочитать

Внешние ссылки

Используйте этот раздел, чтобы предоставить ссылки на соответствующие материалы на веб-сайтах, отличных от PetroWiki и OnePetro.

См. Также

Компрессоры

Центробежный компрессор

Ротационные компрессоры прямого вытеснения

PEH: Компрессоры

РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ КОМПРЕССОР: Введение, эффективность и типы

Поршневые компрессоры также широко известны как поршневые компрессоры в основном используются для перемещения воздуха / газа под высоким давлением для хранения и использования в различных целях.Основными элементами компрессора являются один или несколько цилиндров и поршней, которые перемещаются внутри них. Автомобильные двигатели работают почти так же, как поршневые компрессоры: они впускают воздух из одной камеры, смешивают его с топливом и выпускают дым из другой камеры под давлением. На рисунке ниже схематично показан поршневой компрессор и его основные компоненты.

Рисунок 1

Введение

Поршневой компрессор имеет поршень, который движется вниз, что снижает давление в его цилиндре за счет создания вакуума.Эта разница в давлении заставляет клапаны всасывающей камеры открываться и вводить газ или воздух. Когда цилиндр поднимается вверх, давление увеличивается, вытесняя газ или воздух из цилиндра через нагнетательную камеру. Поршневые компрессоры используются в самых разных отраслях промышленности и для разных целей. Ниже приведены основные области применения поршневых компрессоров:

  • Переработка и поставка природного газа
  • Химические заводы
  • Нефтеперерабатывающие заводы
  • Холодильная техника

Как указывалось ранее, поршневые компрессоры можно найти практически во всех рабочих условиях, включая, помимо прочего, дайвинг, стоматологические кабинеты, автомобильные мастерские и сельское хозяйство.Пневматические (пневматические) инструменты, такие как дрели и угловые шлифовальные машины, важны в промышленности, потому что они, как правило, легче и безопаснее, чем инструменты с электродвигателем, что еще раз подчеркивает важность поршневых компрессоров

КПД

Поршневые компрессоры

считаются наиболее энергоэффективными из всех компрессоров для большинства применений. Это при том, что они, как правило, требуют более высокого обслуживания, чем компрессоры других типов.

Основные компоненты типичной поршневой компрессорной системы можно увидеть на Рисунке 1, и он включает в себя цилиндр, две камеры для всасывания и нагнетания, поршень, отверстие и язычок.

Проще говоря, поршень возвратно-поступательно сжимает газ. Это может быть конструкция одинарного или двойного действия.

Некоторые цилиндры двойного действия в системах с высоким давлением имеют поршневой шток с обеих сторон поршня для обеспечения равной площади поверхности и балансировки нагрузок.

Давление газа ограничено, а износ дорогих компонентов сведен к минимуму за счет использования одноразовых поршневых колец.

Цилиндры

для крупных промышленных применений имеют каналы для охлаждающей жидкости или системы циркуляции жидкого охлаждающего средства, тогда как некоторые небольшие домашние и производственные компрессоры обычно охлаждаются воздухом. Цилиндры большого размера обычно оснащены сменными гильзами.

Детальный механизм действия

Технологический газ втягивается в цилиндр, сжимается, удерживается и затем выпускается механическими клапанами, которые обычно работают автоматически при разнице давлений.В зависимости от конструкции системы цилиндры могут иметь один или несколько всасывающих и нагнетательных клапанов.

Коленчатый вал оснащен противовесами для уравновешивания динамических сил, создаваемых движением тяжелых поршней.

Всасываемые газы обычно проходят через всасывающие сетчатые фильтры и сепараторы для удаления унесенных твердых частиц, влаги и жидкой фазы технологической жидкости, которые могут вызвать серьезное повреждение клапанов компрессора и других критических компонентов и даже поставить под угрозу целостность цилиндра

Обычно поршневые компрессоры представляют собой относительно низкоскоростные устройства и приводятся в действие прямым или ременным приводом от электродвигателя, с регулятором привода с регулируемой скоростью или без него.

Часто двигатель изготавливается как единое целое с компрессором, а вал двигателя и коленчатый вал компрессора являются цельными, что исключает необходимость в муфте. Редукторы редукторного типа используются в различных установках.

Иногда, хотя и реже, они приводятся в действие паровыми турбинами или другими источниками энергии, такими как природный газ или дизельные двигатели. Общая конструкция системы и выбранный тип привода будут влиять на смазку этих периферийных систем.

Типы поршневых компрессоров

одностороннего действия

Это самый распространенный воздушный компрессор на рынке. Они, как правило, довольно громкие, но могут быть относительно мощными для своего размера и веса. Учитывая их портативность, их можно размещать близко к месту использования, поэтому, если ваши потребности ограничены, вы можете избежать установки большого количества трубопроводов, а их простая конструкция упрощает обслуживание. Как правило, у них более высокая стоимость сжатия, чем у их братьев и сестер двойного действия, поэтому они лучше всего работают в средах, где не требуется постоянное использование компрессора.

двойного действия

В поршневом воздушном компрессоре двойного действия для сжатия воздуха используются поршни с обеих сторон. Результат — более эффективное сжатие, чем у аналога одностороннего действия. Такие компрессоры, вероятно, будут использоваться в промышленных условиях. У них также довольно простая процедура обслуживания. Возможные проблемы включают высокую первоначальную стоимость, огромные требования к пространству и сильную вибрацию, что означает необходимость в специальных креплениях.

Заключение

Поршневые компрессоры

являются наиболее широко используемыми компрессорами практически во всех установках, и независимо от типа обе версии поршневых компрессоров поставляются как с однопоршневыми, так и с многопоршневыми моделями, со смазкой и без смазки, и могут обеспечивать длительное и эффективное сжатие воздуха. в зависимости от спроса клиентов.

Поршневые компрессоры

— обзор

12.10.2 Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры используются для высоких компрессий.Они давно используются для сжатия до высокого давления, необходимого на заводах по производству аммиака и на морских платформах. Расчеты поршневых компрессоров даны Уиттакером (1975), Барнсом (1976), Мессером (1979) и Вуллатом (1993). Соответствующими стандартами являются BS 7322: 1990 «Технические условия на проектирование и изготовление поршневых компрессоров для перерабатывающей промышленности » и API Std 618: 1986 Поршневые компрессоры для общего обслуживания нефтеперерабатывающих заводов .

Поршневые компрессоры могут оснащаться регулировкой производительности или диапазоном изменения мощности за счет использования объемных карманов и контроля скорости привода.Некоторые основные неисправности поршневых компрессоров: (1) протечка клапана, (2) задиры в цилиндре / поршне, (3) протечка поршневого кольца, (4) отказ прокладки, (5) отказ хвостовой штанги и (6) вибрация, а также как обычные отказы компрессора, например, вызванные пробками жидкости или потерей смазочного масла или охлаждающей воды.

Негерметичность всасывающего или нагнетательного клапанов — одна из самых распространенных неисправностей. Есть ряд симптомов неисправности клапана. Клапан может стать необычно горячим, емкость цилиндра может упасть, температура нагнетания может повыситься, а межступенчатое давление может быть ненормальным.Давление всасывания может возрасти, а давление нагнетания упасть, если не управлять автоматически.

На некоторых машинах нет ничего, что могло бы предотвратить установку всасывающего клапана на нагнетательном патрубке или наоборот по ошибке. Если это произойдет, возможно создание очень высокого давления в цилиндре, особенно в цилиндре высокого давления, что приведет к выходу из строя цилиндра, поршня или системы привода. Желательно, чтобы эта функция была спроектирована. Если это не так, должны быть процедуры, минимизирующие вероятность ошибки.

Шток поршня в цилиндрах высокого давления иногда уравновешивается хвостовым штоком с другой стороны поршня. Было несколько серьезных аварий, в которых хвостовая штанга отломилась и вылетела, как снаряд. Должен быть «улавливатель» достаточной прочности, чтобы предотвратить вылет хвостовой штанги в случае ее поломки. Поверхность хвостовых штанг часто закалена, поэтому важно, чтобы на них не было трещин. Их следует регулярно осматривать. Поломка хвостовой тяги приводит к утечке газа под высоким давлением.

Возвратно-поступательное движение поршня неизбежно вызывает некоторую вибрацию. Эта вибрация может передаваться в технологический трубопровод и вызывать сбои в нем. Небольшие вспомогательные трубопроводы на машине особенно уязвимы для разрушения из-за этой вибрации. Его следует закрепить, чтобы уменьшить вибрацию, и регулярно проверять.

Изменения температуры нагнетания часто являются признаком неисправности поршневого компрессора. Высокая температура нагнетания может быть связана с отказом клапана, утечкой из поршневого кольца, повышенной степенью сжатия, изменением состава газа или потерей охлаждающей воды.

В воздушных компрессорах, смазываемых маслом, высокая температура нагнетания может привести к взрыву. Такие взрывы воздушного компрессора и пределы температуры нагнетания, необходимые для их предотвращения, обсуждаются в главе 17. Некоторые компрессоры необходимы для производства сжатого воздуха, не содержащего масла. Например, очень желательно, чтобы приборный воздух не содержал масла. Для этой цели часто используются компрессоры с угольным кольцом.

Поршневые компрессоры были одним из потенциальных источников утечки газа, исследованной в ходе расследования Piper Alpha (Каллен, 1990).Вопросы устойчивости таких машин к попаданию жидких пробок и используемых методов затяжки болтов были рассмотрены Беттом (1989).

Поршневые компрессоры: методы запуска и управления производительностью — Химическая инженерия

Существует две основные причины, по которым используется регулирование производительности компрессора. Самая распространенная причина — отрегулировать поток всасывания в соответствии с требованиями процесса. Вторая причина — экономия энергии. Как правило, регулирование производительности определяется давлением нагнетания компрессора.Методы управления производительностью компрессора используются для поддержания требуемой производительности при переменных условиях процесса [ 1 ].

В данной статье подробно представлены методы управления производительностью поршневых компрессоров. Эти методы включают рециркуляцию байпаса, разгрузочные клапаны, зазоры, бесступенчатые клапаны и приводы с регулируемой скоростью. Представлены преимущества и недостатки каждого метода, а также их применение.

Кроме того, описаны вспомогательные устройства и агрегаты, используемые в переходных условиях (а именно, во время запуска, остановки и обслуживания) и во время нормальной работы.Объясняются запорные устройства (шестерни), гидродомкраты, системы смазки рамы и системы смазки цилиндров. Наконец, представлена ​​рекомендуемая процедура пуска и останова поршневого компрессора при одиночной и параллельной работе, а также некоторые основные моменты, которые должны быть приняты во внимание операторами установки.

Методы регулирования производительности

Управление байпасом. Как следует из названия, в этом методе управления используется внешний байпас вокруг компрессора для рециркуляции газа от выхода компрессора до входа или в атмосферу в случае воздушного компрессора.Точка отбора для байпаса должна располагаться ниже по потоку от теплообменника, чтобы охлажденный газ стекал обратно во всасывающий патрубок. Если на выходе теплообменника нет, байпас должен переходить во всасывающую линию перед теплообменником.

В качестве альтернативы в байпасную линию можно установить охладитель. В любом случае байпас должен подсоединяться перед вытяжным барабаном, чтобы любой конденсат, образующийся в результате расширения, не мог попасть в компрессор. Обходной контроль предпочтительнее других методов контроля из-за его плавности, простоты и низких начальных затрат.Однако это неэффективно, поскольку избыточная мощность компрессора увеличивается через регулирующий клапан в линии рециркуляции. По этой причине этот метод обычно сопровождается использованием разгрузчиков впускных клапанов или зазоров, которые снижают производительность компрессора дискретными заранее заданными шагами [ 1–5 ].

В многоступенчатых компрессорах можно использовать байпас вокруг первой ступени или частичный байпас. Из-за уменьшения давления нагнетания таким образом будет уменьшена абсолютная потребляемая мощность, хотя массовый расход увеличивается, как показано в Уравнениях (1) и (2).

( 1 )

( 2 )

Где:

Вт = Мощность компрессора

м = Номинальный массовый расход

M w = Молекулярная масса газа

p 2 / p 1 = Степень компрессора

K = Удельная теплоемкость газа

T дюймов = Температура газа на входе

PD = Рабочий объем поршня компрессора

Q = Расход компрессора

C = Объем зазора компрессора

R = Постоянная идеального газа

Следует помнить, что уменьшение потока на вторую ступень вызывает падение всех межступенчатых давлений, и, следовательно, это может привести к чрезмерно высоким отношениям давлений и температурам нагнетания на последующих ступенях.Более того, это изменение давления может вызвать перегрузку на последней стадии. Таким образом, должно быть ограничение на максимальный байпасный поток в многоступенчатом оборудовании. Минимальная производительность, которую можно получить, зависит от количества ступеней сжатия.

Чем больше ступеней используется для данной общей степени сжатия, тем шире достижимый диапазон регулирования.

Разгрузочные устройства впускных клапанов. Клапанные разгрузочные устройства — это механизмы, которые удерживаются в открытом состоянии или перепускают один или несколько впускных клапанов цилиндров на каждом конце цилиндров двустороннего действия.Это обеспечивает полную разгрузку одного или обоих концов цилиндра. Для ступени одноцилиндрового компрессора разгрузочные устройства клапанов могут обеспечивать трехступенчатую разгрузку, которая обеспечивает номинальную производительность цилиндра 100, 50 и 0%; и двухступенчатая разгрузка, обеспечивающая вместимость цилиндров 100 и 0%. Таким образом, учитывая два цилиндра на компрессор, производительность можно регулировать в пять ступеней: 100, 75, 50, 25 и 0%.

Трехступенчатое (100, 50 и 0%) регулирование производительности используется на некоторых машинах общего назначения, таких как воздушные компрессоры.Этот метод управления требует большего количества циклических срабатываний разгрузчиков, чем пятиступенчатое управление. Следовательно, трехступенчатое управление более вредно для компонентов машины, особенно для клапанов.

Стандартный API 618 [ 6 ] представляет три типа разгрузчиков: пальчиковые, заглушки и портовые. Разгрузчик пальцевого типа не рекомендуется использовать, когда пригодны другие типы. Разгрузочные устройства штекерного типа следует устанавливать на дополнительных всасывающих патрубках. Следует учитывать минимальное количество шагов разгрузки клапана, чтобы максимизировать надежность компрессора.

Разгрузчики

должны иметь пневматический привод от инструментального воздуха и иметь индикацию позиционера. Привод разгрузчика также должен быть рассчитан на работу при минимальном давлении воздуха. Отверстия для продувки азотом должны быть предусмотрены для всех типов. Набивка штока разгрузчика должна быть снабжена фонарным кольцом и штуцером для азота для продувки газа утечки. Все соединения для продувки и вентиляции должны быть подключены к одному соединению для продувки и вентиляции. Все линии к разгрузчикам и от них должны быть из нержавеющей стали AISI 316 L [ 6, 7 ].

Следует отметить, что существуют некоторые ограничения на размер привода при давлении всасывания выше 70 бар изб.

Свободные карманы. Поставляемый объем цилиндра можно уменьшить, увеличив зазор цилиндра; это делается с помощью зазора. Есть два типа карманов: фиксированные и переменные. Открытие гнезда уменьшает объемный поток на входе в цилиндр за счет улавливания дополнительного газа в большем объеме зазора в конце хода поршня.Следовательно, регулировка потока через зазор в кармане часто применяется только к головной части, что приводит к уменьшению максимальной производительности на 50–60% и к снижению общей производительности на 25–30% в цилиндре двойного действия [ 8 ] .

Разгрузочные устройства

в сочетании с зазорами могут обеспечивать пятиступенчатую разгрузку, что приводит к номинальной производительности цилиндров 100, 75, 50, 25 и 0% в компрессоре только с одним цилиндром. Это означает, что 75% пропускной способности достигается за счет открытия кармана с зазором в головной части, при 50% нагрузке используется устройство разгрузки клапана со стороны кривошипа, при нагрузке 25% одновременно используется устройство разгрузки клапана со стороны кривошипа и карман с зазором в передней части, а также Нагрузка 0% достигается за счет активации разгрузочных устройств клапана на обоих концах цилиндра.

При степени сжатия ниже 1,7 объем кармана становится очень большим по сравнению с размером цилиндра, поэтому его не следует использовать в этом случае [ 2 ].

Свободные карманы могут быть организованы для местного ручного управления, ручного / пневматического управления или автоматического / пневматического управления. Однако предпочтительнее автоматический / пневматический тип.

Использование карманов с зазором обычно ограничивается работой с давлением на входе в цилиндр менее 70 бар изб.

Бесступенчатое регулирование производительности. Система бесступенчатого управления производительностью, известная как управление обратным потоком, может обеспечивать диапазон производительности приблизительно от 100 до 40% от номинальной производительности; тем не менее, в последнее время стало возможным использование большего числа вариантов диапазона изменения. В этой системе на каждом всасывающем клапане установлено разгрузочное устройство. При частичной нагрузке разгрузочное устройство не позволяет впускному клапану закрываться, когда поршень находится в своей нижней мертвой точке, а скорее задерживает закрытие управляемым образом. Следовательно, количество газа, которое можно регулировать, может вернуться во впускной коллектор компрессора до начала сжатия.По мере увеличения скорости поршня в такте сжатия он все быстрее и быстрее выталкивает газ обратным потоком обратно из впускного клапана. Это создает все большую и большую силу сопротивления газа на пластине впускного клапана, которая в конечном итоге преодолевает силу разгрузки и закрывает впускной клапан. Применение такого контроля требует экономического обоснования. Как правило, это не рекомендуется из-за ограничений в точности работы и последствий усталости тарелки клапана и седла [ 7 ].

Дросселирование на входе. Этот метод регулирования производительности не рекомендуется, поскольку давление ниже нормального давления на входе вызывает более высокие нагрузки на шток поршня и температуру нагнетания. Следовательно, диапазон массового расхода, который может быть безопасно достигнут в этом отношении, обычно слишком мал, чтобы удовлетворить потребности процесса.

Привод с регулируемой скоростью. Поршневые компрессоры обычно предназначены для работы с постоянной скоростью, чтобы избежать возбуждения крутильных, акустических и механических резонансов.При использовании приводов с регулируемой скоростью все оборудование должно быть спроектировано для безопасной работы во всем диапазоне рабочих скоростей, вплоть до скорости срабатывания [ 6 ] включительно. Приводы с газовыми двигателями, которые могут работать в диапазоне скоростей от 75 до 100%, используют метод переменной скорости для управления потоком. Работа ниже 75% обычно выполняется с помощью управления байпасом и разгрузочных устройств впускного клапана или зазоров [ 9–12 ].

Пусковая разгрузка. Некоторые средства разгрузки для запуска обычно требуются, потому что у машинистов не хватает крутящего момента для ускорения вращающихся частей поезда под воздействием сжимающих нагрузок прямого вытеснения.Разгрузочные устройства для впускных клапанов и внешние байпасы — два наиболее часто используемых метода разгрузки при запуске. Машина должна быть способна запускаться при рабочем давлении всасывания на каждой ступени. Система разгрузки может быть спроектирована для автоматической работы при падении напряжения для непрерывности работы, когда требуется автоматическое повторное ускорение компрессоров с приводом от двигателя.

Режимы работы компрессора

Автоматический режим. В автоматическом (автоматическом) режиме работы компрессор удовлетворяет потребности всех основных процессов, включая все случаи работы, указанные в паспорте оборудования.В некоторых случаях работа с азотом также требуется для пусконаладочных работ, очистки, тестирования автоматических функций и проверки на герметичность другого оборудования. В этом режиме машина управляется автоматически. При изменении компрессионного газа значения уставок корректируются только для нового состояния без изменения процедуры управления.

Режим обслуживания. В этом режиме, когда компрессор остановлен, все вспомогательные приводы (например, вспомогательный масляный насос, водяные насосы и байпасные клапаны) могут быть запущены операторами вручную.

Выключенный режим. В этом режиме все драйверы не работают, а функции ожидания отключены. Этот режим будет активирован только тогда, когда компрессор не работает; в противном случае выбор режима выключения не повлияет на работу компрессора.

Выбор режима между автоматическим, выключенным и техническим обслуживанием осуществляется в распределенной системе управления (DCS). Компрессор снабжен несколькими локальными приборными панелями (LIB) с манометрами для индикации давления, температуры, расхода и уровня технологического газа, смазочного масла и других компонентов (таких как вода, воздух и азот) во время работы компрессора во всех режимах.Кроме того, LIB показывает, доступны ли также локальные станции управления двигателями для локального пуска и останова вспомогательного оборудования в режиме обслуживания. Вспомогательные двигатели также имеют местные станции управления двигателями, расположенные в пределах нескольких метров от соответствующего вспомогательного приводного двигателя. Визуализация и управление работой компрессора обычно осуществляется с центрального поста управления (CCR).

Вспомогательные системы компрессора

Гидравлический домкрат. Для больших поршневых компрессоров и двигателей производители рассматривают возможность добавления дополнительной системы к оборудованию, чтобы уменьшить пусковой момент в подшипниках в переходных условиях (запуск, останов или обслуживание). Для этого после смазочного насоса обычно последовательно добавляют один масляный насос. Подъемный масляный насос обеспечивает длительное существование масляной пленки между поверхностями подшипников и шейки (вала) в момент начала вращения.

Запирающее устройство. Компрессор должен быть оснащен блокирующим устройством (блокирующим механизмом), который может быть ручным, электрическим или пневматическим. Это устройство используется только для обслуживания, пока компрессор остановлен. Для компрессоров с номинальной мощностью, равной или превышающей 750 кВт (1000 л.с.), и требуемым крутящим моментом, равным или превышающим 1600 Нм (1200 фут-фунт), следует рассматривать электрический или пневматический тип. Ручная блокировка может быть достигнута поворотом маховика. Запирающее устройство должно быть спроектировано таким образом, чтобы силы газа, действующие на поршни, не могли вызвать ускорение или вращение компрессора в обратном направлении.При включенном блокирующем устройстве запуск компрессора [ 6 ] не должен быть возможен.

Ручные устройства блокировки должны иметь функцию блокировки, тогда как пневматические и электрические устройства должны включать соответствующие предохранительные выключатели или меры для блокировки с главным приводом. Кроме того, пневматическая система должна быть оборудована входным фильтром подачи воздуха и масленкой, а также четырехходовым регулирующим клапаном для работы в прямом или обратном направлении.

Запирающее устройство должно быть спроектировано так, чтобы позволять запирать машину под давлением при давлении всасывания.Перед тем, как запирающее устройство будет задействовано для запуска, необходимо запустить гидродомкрат компрессора и главного двигателя и получить минимальное давление.

Запирающее устройство работает с местной кнопкой (вперед и назад) на локальной панели рядом с двигателем. Двигатель устройства блокировки работает только при нажатой одной из кнопок; отпускание кнопки останавливает блокирующее устройство и блокирует кривошипно-шатунную передачу. По окончании технического обслуживания остановившуюся блокировочную шестерню необходимо вернуть в положение «свободное вращение колеса», которое отображается в системе DCS.

Система смазки рамы компрессора. Давление в системе смазки рамы создается двумя масляными насосами с электрическим приводом. Один используется для нормальной работы (основной насос), а второй находится в режиме ожидания в качестве вспомогательного насоса для необходимых условий. Основной насос с приводом от коленчатого вала допускается в соответствии с API 618, но для больших машин каждый масляный насос должен быть индивидуально оснащен электродвигателем.

В автоматическом режиме главный масляный насос должен запускаться перед запуском главного двигателя компрессора.Обычно время предварительной смазки устанавливается примерно на одну минуту. По истечении времени предварительной смазки активируется состояние запуска «Прошедшее время предварительной смазки» и отображается на DCS.

Когда не срабатывает ни аварийный сигнал низкого давления смазочного масла, ни аварийный сигнал низкого давления смазочного масла, насос гидроцилиндра, а затем и главный двигатель не запускаются. Во время нормальной работы компрессора резервный масляный насос должен находиться в автоматическом режиме и запускаться автоматически при срабатывании аварийного сигнала низкого давления масла на DCS.

Если сигнал низкого давления масла длится дольше заданного времени (обычно 2 с), главный двигатель компрессора должен быть немедленно остановлен путем отключения (отключения).

Так как компрессор обычно останавливается, запускается дополнительная смазка; это означает, что насос смазочного масла будет продолжать работать как минимум примерно 2 мин. По истечении времени дополнительной смазки и выполнения нормальной последовательности останова масляный насос может быть остановлен оператором или продолжит работу.Обратите внимание, что в режиме обслуживания масляный насос рамы можно запустить индивидуально.

Кроме того, оператор может включить подогреватель масла, нажав кнопку в DCS. Если нагреватель включен, температура смазочного масла рамы регулируется переключателем внутри нагревателя. Обратите внимание, что температура масла в картере не должна превышать 70 ° C (160 ° F).

По соображениям безопасности подогреватель заблокирован и должен быть выключен, когда активирован низкий низкий уровень масла.Следует отметить, что во время работы компрессора нагреватель всегда должен быть выключен.

Система смазки цилиндра компрессора. Давление в системе смазки цилиндра создается многоплунжерными масляными насосами с электроприводом (количество плунжеров на точку) или методом разделительного блока. Однако использование системы разделительных блоков не рекомендуется из-за сложности и низкой надежности.

Система смазки цилиндра запускается локально, если уровень масла в баке цилиндра достигает значения (выше нижнего уровня).

Когда время предварительной смазки (приблизительно 2 мин) истекло, условие запуска компрессора «Время предварительной смазки цилиндра прошло» выполняется и отображается в DCS, и начинается время избыточной смазки. Общее время работы насосов смазки цилиндров без работы главного двигателя складывается из времени смазки цилиндра.

Главный двигатель компрессора должен быть запущен в течение периода избыточной смазки (приблизительно 5 мин), чтобы предотвратить скопление масла в цилиндре.

Если общее время избыточной смазки истекло, а главный двигатель все еще не работает, активируется блокировка запуска главного двигателя компрессора и на DCS появляется аварийный сигнал «удалите масло, скопившееся в цилиндрах, перед повторным запуском».

Сброс аварийного сигнала времени избыточной смазки будет выполняться путем медленного вращения компрессора на несколько оборотов (обычно два или три) с помощью запорного устройства для распределения накопившегося смазочного масла по цилиндрам компрессора. В это время аварийный сигнал можно сбросить в DCS вручную.

Во время опускания цилиндра или операций по техническому обслуживанию смазка цилиндра не должна активироваться.

При нормальной остановке компрессора начинается время дополнительной смазки примерно 2 мин, после чего масляный насос цилиндра отключается автоматически. При нажатии кнопки аварийного останова масляный насос цилиндра немедленно останавливается, и последующая смазка не выполняется. Насосы смазочного масла цилиндров должны работать при работающем основном двигателе компрессора. В случае низкого расхода в DCS срабатывает аварийный сигнал, а в случае низкого расхода активируется действие отключения компрессора.

Кроме того, оператор может включить подогреватель масла, нажав кнопку в DCS. Если нагреватель включен, температура смазочного масла цилиндра регулируется переключателем внутри корпуса нагревателя. Тепловая плотность нагревателя должна быть ограничена до 2,3 Вт / см 2 (15 Вт / дюйм 2 ). Реле температуры предотвращает перегрев. Реле перегрева активирует аварийный сигнал и выключает нагреватель. По соображениям безопасности подогреватель заблокирован и должен отключаться при активации низкого уровня масла.

Система водяного охлаждения компрессора. Минимальный поток охлаждающей воды к цилиндрам и набивкам является одним из допустимых условий для запуска главного двигателя. Если во время нормальной работы обнаруживается низкий расход, в DCS будет срабатывать аварийный сигнал. В замкнутом цикле охлаждения давление в системе создается двумя водяными насосами с электрическим приводом. Один насос используется для нормальной работы (основной насос), а второй находится в режиме ожидания в качестве вспомогательного при необходимых условиях.Чтобы компрессор мог запускаться без ограничений, необходимо запустить главный водяной насос, чтобы подавать минимально необходимый поток охлаждающей воды. Вспомогательные водяные насосы могут быть запущены, если в DCS активирован аварийный сигнал давления воды или низкого расхода.

Система продувки главного двигателя. Система продувки главного двигателя — это независимая рабочая система. В драйверах EExp ”двигатель становится взрывозащищенным за счет повышения давления в его клетке. Двигатель главного привода следует запускать только в том случае, если он продувался воздухом в течение периода времени, указанного производителем двигателя.(Время продувки составляет примерно от 30 до 60 минут).

Подготовка перед запуском

Перед тем, как компрессор будет разрешен к запуску, в полевых условиях должны быть выполнены следующие проверки и условия:

Проверить, открыты ли клапаны подачи охлаждающей воды (для межступенчатых охладителей газовой и масляной системы). Более того, технические характеристики охлаждающей воды, такие как расход, температура и давление, должны быть проверены местными приборами в соответствии с проектными условиями.Проверить уровень масла в баках; он должен быть выше минимального уровня на смотровом стекле.

Убедитесь, что системы смазочного масла готовы к работе, а ручные клапаны находятся в правильном положении.

Сливные клапаны всех технологических трубопроводов и резервуаров (включая демпферы пульсаций, межступенчатые охладители и барабаны сепаратора) необходимо проверять на наличие жидкости. Если присутствует жидкость, ее следует слить. В противном случае жидкость переместится в цилиндр и повредит компрессор при запуске основного двигателя.

Проверьте, доступны ли все коммуникации, включая воздух для КИП, гидравлическое масло (для срабатывания клапанов высокого давления) и азот для продувки уплотнений под давлением.

Главный приводной двигатель следует запускать только в том случае, если он был продуман и время предварительной смазки кривошипно-шатунного механизма и цилиндра истекло. Это следует учитывать при запуске компрессора.

Проверить исправность всех цепей напряжения и системы отключения.

Масляные насосы можно запускать при минимальной температуре окружающей среды, тогда как компрессор только тогда, когда температура смазочного масла выше минимальной температуры, рекомендованной производителем (около 15 ° C).Следовательно, нагреватель смазки рамы и цилиндра и система отслеживания должны быть включены (для двигателей допускается пуск по температуре).

Компрессор должен быть заблокирован блокирующим устройством (на два-три оборота), чтобы гарантировать отсутствие жидкости в цилиндрах.

Система блокировки пуска. Перед запуском компрессора несколько параметров (например, уровень, давление, температура и расход) проверяются и сравниваются со значениями уставок, указанными производителем компрессора в списке уставок (списки уставок включают в себя установленные значения всех приборных устройств с указанием сигналы тревоги или отключения).После этого DCS может передать разрешение на запуск компрессора, и будет выполнен следующий шаг. Обратите внимание, что блокировки будут только препятствовать продолжению последовательности запуска или прервать последовательность запуска, если не будут выполнены все указанные условия; блокировки не являются сигналами отключения.

В зависимости от производителя и интересов пользователя, система блокировки может быть различной, но блокировки (условия срабатывания сигнализации), указанные ниже, рассматриваются в большинстве приложений. Аварийный сигнал — это сигнал, генерируемый автоматически из нестандартного состояния, который не приводит к отключению компрессора.

Последовательность запуска будет прервана при возникновении аварийного сигнала. Другими словами, сигнализация будет препятствовать запуску машины, пока она активна. Аварийные сигналы и предупреждения не останавливают компрессор. Операторы должны немедленно расследовать и устранять причины аварийных сигналов, иначе они могут привести к срабатыванию машины (отключению). Компрессор готов к запуску, если не активен ни один из следующих аварийных сигналов:

• Низкий уровень смазочного масла в баке

• Низкий уровень масла в баке цилиндра

• Низкое давление всасывания

• Высокое давление нагнетания

• Низкое давление продувки сальника

• Низкий расход смазочного масла в цилиндре

• Низкое давление масла кривошипа

• Низкая температура масла кривошипа

• Высокий перепад давления на масляном фильтре

• Байпасные клапаны по ступеням открыты

• Запирающая шестерня в безопасном положении (запирающая шестерня отключена)

• Высокий уровень в сепараторах

• Низкий расход системы охлаждения компрессора

• Компрессор был заблокирован минимум на 1 минуту (обязательно, если время избыточной смазки цилиндра истекло раньше)

• Время предварительной смазки насоса смазочного масла шатунной передачи прошло

• Время предварительной смазки цилиндра прошло

Отключение — это нерегулярное состояние, которое требует немедленного и автоматического отключения компрессора во избежание повреждения оборудования и персонала.Обратите внимание, что перед отключением в DCS будет отображаться аварийный сигнал, чтобы предупредить операторов. Следующие отключения запускают нормальную процедуру остановки в любой момент работы.

Компрессор готов к запуску, если не выполняется ни одно из следующих условий отключения. Последовательность запуска будет прервана, если произойдет отключение.

• Высокая температура всасываемого газа

• Высокая температура нагнетаемого газа

• Низкое давление газа на стороне всасывания

• Высокий уровень в сепараторах

• Высокая температура коренного подшипника

• Высокая вибрация на корпусе компрессора и падение штока Низкое давление масла на входе в подшипник

• Низкий расход смазочного масла в цилиндрах

Последовательность запуска компрессора в автоматическом режиме. Что касается философии управления компрессорным агрегатом, его можно запустить с DCS или LCS (местной станции управления). После запуска все функции будут выполняться через DCS автоматически. Контроллеры байпасных клапанов должны быть активированы оператором после успешного завершения последовательности запуска компрессора. Чтобы процедура запуска компрессора считалась успешной, положение ручных клапанов должно быть следующим:

• Запорные клапаны на всасывании газа открыты

• Запорные краны на выпуске газа открыты

• Продувочный клапан и выпускной клапан для безопасного расположения, факела и атмосферы закрыты

• Регулирующие клапаны и запорный клапан на сливе сепаратора открыты

• Запорная арматура для манометров открыта

• Перепуск дренажа сепаратора закрыт

• Дренажные клапаны сепаратора переведены в автоматический режим и активированы их соответствующие блокировки.

Предварительные условия для последовательности запуска следующие:

1.Все обогреватели, включая подогреватели масла и обогреватель моторного отсека, должны быть включены.

2. Должен быть доступен продувочный воздух. Если время продувки главного двигателя истекло, в DCS отображается сообщение «конец продувки».

3. Компрессор заблокирован. Для этого сначала необходимо изменить рабочий режим компрессора на режим обслуживания в DCS, а оператор в полевых условиях должен вручную включить блокирующее устройство. Затем запускается масляный насос рамы, а затем запускаются масляные насосы компрессора / двигателя (с задержкой), потому что работа блокирующего устройства возможна только до тех пор, пока не активирована сигнализация давления масла на входе гидродомкрата.В это время необходимо включить запрет на локальной панели, нажав две кнопки для работы механизма блокировки по часовой стрелке и в обратном направлении. Следует отметить, что не должны активироваться ни время предварительной смазки, ни низкая температура масла, ни сигналы давления смазочного масла. По прошествии определенного времени (примерно 5 минут) оператор должен отключить устройство блокировки и удалить масло.

4. Нет аварийного сигнала низкого расхода охлаждающей воды.

5. Отсутствует сигнализация низкого уровня на межгосударственных сепараторах.

6. Нет сигнала низкого уровня в масляных баках.

7. Нет аварийного сигнала высокой температуры на главном двигателе.

Разрешение на запуск. На этом этапе запускается масляный насос рамы, а подъемные насосы главного двигателя и компрессора запускаются, если не активны аварийные сигналы времени предварительной смазки, низкой температуры масла и низкого давления. Дополнительно должны выполняться следующие условия:

• Нет аварийного сигнала низкого давления всасывания

• Нет аварийного сигнала высокого давления нагнетания

• Запирающее устройство в безопасном положении (отключено)

Затем запускается насос смазки цилиндра, если выполнены все предварительные условия.Это также запустит таймер предварительной смазки цилиндра. Если время предварительной смазки цилиндра истекло, условие запуска компрессора «Время предварительной смазки цилиндра прошло» выполняется и будет отображаться в DCS, и после этого начнется время избыточной смазки. Таймер смазки цилиндра следует запрограммировать как накопительный. Если он не сброшен, он будет накапливать общее время работы насоса смазки цилиндра, в то время как главный двигатель не работает до предела времени избыточной смазки.В течение этого временного диапазона он допускает несколько запусков, если они находятся в пределах времени избыточной смазки.

Если время избыточной смазки истекло, а главный двигатель не работает, последовательность запуска будет отменена, и в DCS появится аварийный сигнал об удалении скопившегося масла. Накопившееся масло в цилиндрах необходимо удалить, повернув блокировочное устройство перед началом следующей последовательности запуска.

Поскольку запуск смазочного насоса цилиндра является последним этапом в последовательности запуска перед запуском двигателя, влияние на готовность установки сводится к минимуму.

Если главный двигатель запускается, когда время избыточной смазки не истекло, нагреватели камеры двигателя и нагреватели смазочного масла будут остановлены одновременно. Более того, в течение примерно 2 минут отключение по низкому давлению на всасывании компрессора будет отменено, чтобы обеспечить стабильное состояние без отключения машины. После этого функция отмены будет деактивирована.

Подъемный масляный насос будет остановлен через 1 мин после успешного запуска компрессора. В этом положении компрессор теперь работает без нагрузки.Чтобы получить желаемое давление нагнетания для каждой ступени, настройку байпасного клапана необходимо выполнять вручную. Для этого должен быть включен перепускной клапан первой ступени для автоматического регулирования давления всасывания. Обратите внимание, что возможность автоматического управления всеми байпасными клапанами будет отключена во время запуска. В это время постепенно закрывайте выпускной клапан второй ступени и перепускной клапан на выпуске первой ступени, пока не будет достигнуто желаемое давление на выходе второй ступени. На последней стадии желаемое давление достигается закрытием запорного клапана нагнетания.Таким образом, положение хода предыдущих байпасных клапанов медленно регулируется для регулирования давления между каждой ступенью. Таким образом, компрессор непрерывно работает с 0% производительности, а положения байпасного клапана установлены на 0% производительности (или 100% диапазон регулирования). Очень важно закрывать байпасные клапаны медленно и постепенно, чтобы стабилизировать условия и предотвратить превышение давления нагнетания.

Обратите внимание, что в компрессорах, которые запускаются только байпасным способом, процедура запуска выполняется с полностью открытыми байпасными клапанами.Если также имеется разгрузочный клапан, перепускные клапаны полностью закрываются, а разгрузочные устройства открывают впускные клапаны, пока компрессор не достигнет номинальной скорости при 0% производительности. Из-за повышения температуры всасывающего клапана в этих условиях компрессор обычно работает максимум от 5 до 10 минут.

После этого шаг производительности увеличивается путем загрузки каждой камеры цилиндра в последовательности, показанной в таблице 1 для компрессора с двумя цилиндрами двустороннего действия (HE = конец головки цилиндра, CE = конец цилиндра картера).

Таблица 1. Последовательность нагружения для компрессора с двумя цилиндрами двустороннего действия
Для нагрузки 0% (X = загружен; 0 = не загружен)
Цилиндр А Цилиндр B
Время (мин) НЕ CE CE НЕ
Максимум (5-10 мин) 0 0 0 0
Для 25% нагрузки (X = загружено):
Цилиндр А Цилиндр B
НЕ CE CE НЕ
0 Х 0 0 0
5 0 Х 0 0
10 0 0 Х 0
15 0 0 0 Х
20 Возврат к 0 мин.
Для нагрузки 50% (X = загружено):
Цилиндр А Цилиндр B
Время (мин) НЕ CE CE НЕ
0 Х 0 Х 0
5 0 Х 0 Х
10 Возврат к 0 мин.
Для нагрузки 75% (X = загружено):
Цилиндр А Цилиндр B
Время (мин) НЕ CE CE НЕ
0 Х Х Х 0
5 0 Х Х Х
10 Х Х 0 Х
15 Х 0 Х Х
20 Возврат к 0 мин.
Для нагрузки 0% (X = загружено):
Цилиндр А Цилиндр B
НЕ CE CE НЕ
Без ограничений Х Х Х Х

По прошествии определенного периода времени (регулируемого от 5 до 15 минут) на каждом этапе производительности активация соленоидного клапана на разгрузочных устройствах будет автоматически переключаться.Это переключение предотвращает повышение температуры всасывающего клапана. Более того, если в заявке на покупку указано, что компрессор должен работать с 0% производительности в течение длительного времени, компрессор должен работать со ступенчатой ​​производительностью 25%, и после этого общий поток рециркулирует с помощью байпасного клапана. Из-за проблем с дисбалансом минимальная нагрузка на каждой ступени может быть изменена до 50%. Обратите внимание, что механическая стабильность компрессора должна иметь приоритет над потреблением энергии.

Байпасные клапаны

В этом разделе мы исследуем двухступенчатую процедуру регулирования производительности поршневого компрессора с байпасными клапанами.Как правило, каждая ступень управляется одним байпасным клапаном, который не зависит от других байпасных клапанов, но уставки клапана регулируются вместе и окончательно согласовываются во время периода ввода компрессора в эксплуатацию. Согласно рекомендации API, максимальная расчетная температура нагнетания на каждой ступени не должна превышать 150 ° C (300 ° F). Этот предел применяется ко всем указанным условиям эксплуатации и нагрузки. Однако в фактическом обозначении это ограничение снижено производителями компрессоров до 135 ° C (275 ° F).

Для управления температурой нагнетания, степенью давления или перепадом давления это параметр, который считается регулирующим значением. Разработчики упоминают соответствующие настройки в документе со списком уставок прибора.

На рисунке 1 показан пример типичной диаграммы управления производительностью. На этом рисунке PCV — это клапан регулирования давления, а PT — датчик давления. Основная цель регулирования производительности — поддерживать постоянное давление всасывания (PT1). Производительность компрессора регулируется байпасом на первой ступени (PCV1) и байпасом на второй ступени (PCV2).Если давление всасывания компрессора PT1 уменьшается, перепускной клапан первой ступени (PCV1) может постоянно открываться до процента хода (от 50 до 60%), пока давление всасывания (PT2) не станет выше уставки минимального давления всасывания в вторая стадия.

Рисунок 1. Здесь показана типичная установка для регулирования производительности в двухступенчатом поршневом компрессоре с использованием байпасных клапанов (PCV = клапан регулирования давления; PT = датчик давления).

Если давление всасывания (PT1) все еще падает, контроллер откроет перепускной клапан второй-первой ступени PCV2.Этот байпасный клапан будет постоянно открываться до 100%. Теперь байпас первой ступени (PCV1) сможет управлять главным давлением всасывания (PT1) параллельно с PCV2. Таким образом, желаемое давление достигается за счет газа высокого давления, который рециркулирует через перепускные клапаны первой и второй ступеней.

Когда оба клапана полностью открыты, компрессор будет работать в режиме полного рециркуляции, пока давление всасывания снова не возрастет. Когда давление всасывания увеличивается, байпасы закрываются в обратном порядке.

Быстрое движение клапана вызывает быстрое изменение нагрузки на компрессор. Чтобы этого не произошло, характеристика байпаса является линейной, а скорость хода составляет примерно 2 мин; однако этот показатель можно отрегулировать при вводе компрессора в эксплуатацию.

Обратите внимание, что в случае более высоких требований к производительности увеличение давления всасывания (PT1) может увеличить производительность компрессора.

Перепускной и разгрузочный клапаны

В большинстве технологических процессов управление производительностью компрессора осуществляется контроллером давления всасывания, действующим на байпасный клапан и ступенчатым регулированием производительности (0, 25, 50, 75 и 100%).Выбор шага зависит от уставок байпасных клапанов.

Пошаговое увеличение — это одноступенчатое увеличение емкости, например, от 25 до 50%, а пошаговое понижение — это одноступенчатое уменьшение, например, от 75 до 50%.

Контроллер давления всасывания достигает баланса при открытии или закрытии байпасного клапана в зависимости от фактически настроенной ступенчатой ​​нагрузки (0–25–50–75–100%) и фактического расхода через компрессор. Если фактический байпасный поток меньше 30% и больше 5%, то при ступенчатом регулировании производительности не требуется никаких действий по шагу вверх или вниз.Это означает, что в этом случае давление всасывания регулируется только перепускным клапаном ступени.

Если байпасный поток ниже 1% или в течение времени (приблизительно 3 мин) ниже 5%, байпасный поток очень мал, и, следовательно, регулятор давления всасывания не может поддерживать давление всасывания при полностью закрытом байпасе. Ступенчатое регулирование производительности должно обеспечивать повышение производительности компрессора более чем на 25% за счет регулировки следующей более высокой ступени.

Повышение производительности компрессора приведет к кратковременному падению давления на всасывании.Следовательно, временная задержка (1 мин) рассматривается как предотвращение активации аварийных сигналов или отключений низкого или низкого давления всасывания. Через определенное время давление всасывания снова станет стабильным и восстановит давление всасывания до нормального значения.

Если байпасный поток превышает 35% или в течение времени (приблизительно 3 мин) превышает 30%, байпасный поток очень высокий и компрессор тратит энергию. Чтобы избежать ненужного байпасного потока, ступенчатое регулирование производительности должно выполнять ступенчатое понижение, снижая производительность компрессора на 25%.Снижение производительности компрессора вызовет пик давления на всасывании. Следовательно, следует учитывать временную задержку (приблизительно 1 мин), чтобы предотвратить активацию аварийных сигналов или отключений высокого или высокого давления всасывания. По прошествии определенного времени давление всасывания снова станет стабильным и восстановит давление всасывания до нормального значения.

Самый низкий автоматический шаг вниз будет до 25%. Шаг производительности 0% используется только в последовательностях запуска и остановки компрессора.

Компрессор работает параллельно. Как правило, увеличение расхода на 10% достигается за счет увеличения давления всасывания, но во многих случаях необходимы два компрессора, чтобы направить достаточный расход ниже по потоку от системы. Для этого один из контроллеров компрессора будет главным, а другой — подчиненным. Мастер принимает решения о регулировании давления всасывания и повышении и понижении производительности. Подчиненный компрессор всегда следует основным решениям.

Чтобы запустить два компрессора, когда главная машина стабильно работает на 100% мощности, подчиненная машина должна запускаться с нагрузкой 0%. Затем, в течение нескольких шагов, производительность обоих максимально уравнивается. В связи с этим на каждой ступени будет уменьшаться 25% мощности главного компрессора (одна ступень) и впоследствии будет увеличиваться 25% мощности ведомой машины. Между тем, следует учитывать достаточную временную задержку (примерно 1 мин) между каждым шагом, чтобы обеспечить стабильность потока на всасывании компрессоров.

Условия для критериев повышения и понижения ступени такие же, как и для работы с одним компрессором, и показаны в таблице 2.

Таблица 2. Условия для параллельных компрессоров с повышением и понижением частоты
Повышение уровня:
Нагрузка компрессора B (ведомый) Нагрузка компрессора А (Мастер)
25% 50% 75% 100%
25% Upstep A Upstep B Upstep B Upstep B
50% Upstep A Upstep A Upstep B Upstep B
75% Upstep A Upstep A Upstep A Upstep B
100% Upstep A Upstep A Upstep A Нет действий
Понижение скорости:
Сжать или нагружать B (ведомый) Нагрузка компрессора А (Мастер)
25% 50% 75% 100%
25% Нет действий Даунстеп A Даунстеп A Даунстеп A
50% Даунстеп B Даунстеп B Даунстеп A Даунстеп A
75% Даунстеп B Даунстеп B Даунстеп B Даунстеп A
100% Даунстеп B Даунстеп B Даунстеп B Даунстеп A

Если оператор решит отключить один из двух работающих компрессоров, выбранный компрессор будет остановлен следующими автоматическими шагами с задержкой по времени (приблизительно 1 мин):

Нагрузка выбранного компрессора будет уменьшена на 25%.В то же время нагрузка компрессора, который должен оставаться в работе, будет увеличена на 25%. Этот метод будет повторяться до тех пор, пока выбранный компрессор не будет полностью разгружен (при 0% производительности).

Остановка компрессора

Как правило, рассматриваются три метода остановки компрессора в отношении допустимого времени капитального ремонта компрессорных агрегатов и уровня безопасности машины для защиты оборудования.

Нормальная остановка компрессора. Обычное отключение инициируется вручную оператором из DCS или LCS, если компрессор необходимо остановить по таким причинам, как капитальный ремонт машины или техническое обслуживание агрегата. После этого автоматически будут выполнены следующие действия:

• Все байпасные клапаны будут открываться медленно до полного открытия. Обратите внимание, что рампа должна устанавливаться достаточно медленно, чтобы избежать избыточного давления на нижних ступенях после перепускных клапанов

.

• Пуск гидроподъемного насоса главного двигателя и компрессора

• Главный двигатель будет остановлен, и все регулирующие клапаны будут обесточены и вернутся в свое положение отказа, особенно перепускные клапаны, которые будут закрыты

• Изолирующий всасывающий клапан будет принудительно закрыт, и насос смазочного масла рамы и насос цилиндра для масла продолжат работу по истечении времени дополнительной смазки

• Подогреватели масляного бака и обогреватель моторного отсека будут включены

• Наконец, запорный клапан нагнетания будет закрыт, и давление в компрессоре будет сброшено вручную с помощью предохранительных клапанов (выпускных клапанов), установленных на каждой ступени.

Автоматический останов при отключении. Автоматическое отключение компрессора используется для предотвращения повреждения оборудования и обеспечения безопасности персонала. Эта последовательность останова точно такая же, как и при обычном останове, за исключением того, что байпасные клапаны не открываются на первом этапе.

Аварийный останов. В случае опасности ручное нажатие аварийных кнопок, расположенных вокруг машины или на панели аварийного отключения (ESD), отключает всех потребителей электроэнергии (главный двигатель, масляные насосы, нагреватели, электромагнитные клапаны на байпасе). клапаны и тд).Эта последовательность останова аналогична автоматической остановке, за исключением того, что масляные насосы рамы и цилиндра не нуждаются в дополнительной смазке.

Заключительные замечания

Большинство поршневых компрессоров предназначены для работы с постоянной скоростью, чтобы избежать возбуждения критических скоростей вращения. Для всех применений с постоянной скоростью рекомендуется предусмотреть автоматическое управление байпасом. Для большей гибкости системы может быть предусмотрен разгрузочный клапан или карман для уменьшения потерь мощности во время снижения производительности.Более того, если используется бесступенчатый метод, он должен быть дополнен устройством управления байпасом.

Под редакцией Джеральда Ондри

Список литературы

1. Bloch, Heinz and Soares, Claire, Process Plant Machinery, 2-е изд., Elsevier Science & Technology Books, ноябрь 1998 г.

2. Блох, Хайнц П. и Джон Дж. Хёфнер, «Эксплуатация и обслуживание поршневых компрессоров», Gulf Publishing Co., 1996.

3. Блох, Хайнц П., Практическое руководство по компрессорной технологии, 2-е изд., John Wiley and Sons, 2006.

4. Hanlon, Paul C., Compressor Handbook, McGraw-Hill, N.Y., 2001.

5. Хлумский, Владамир, Поршневые и роторные компрессоры, СНТЛ-Издательство технической литературы, 1965.

6. Поршневой компрессор для нефтяной, химической и газовой промышленности, API 618, 5-е изд., Декабрь 2007 г.

7. Юго-Западный научно-исследовательский институт, «Передовая технология поршневых компрессоров», декабрь 2005 г.

8. Леонард, Стивен М., «Технология неорганизованного контроля выбросов для поршневых цилиндров компрессора», Dresser-Rand, Painted Post, Нью-Йорк,

9. Джампаоло, Тони, Руководство по компрессору: принципы и практика, Fairmont Press, 2010.

10. Форстхоффер, W.E., Руководство Форстхоффера по передовому опыту для вращающегося оборудования, Elsevier Science & Technology Books, 2011.

11. Форстхоффер, W.E., «Справочник Форстхоффера по вращающемуся оборудованию», Vol. 3, Elsevier Science & Technology Books, 2005.

12. Пичо, Пьер, Разработка компрессоров, Gulf Publishing Co., 1986.

Авторы

Али Ганбарианнаини — инженер по ротационному оборудованию в компании Nargan Engineers and Constructors Co. (Тегеран, CO 15 98 98 3116, Иран; телефон: + 98-21-88-908-104-8; факс + 98-21-88- 91-0173; электронная почта: а[email protected] и [email protected]). Он специализируется на поршневых, центробежных и винтовых компрессорах, газовых и паровых турбинах, технологических насосах, двигателях и электрических машинах. Он получил B.S.M.E. Степень в Иранском университете науки и технологий (Тегеран, Иран).

Ghazalehsadat Ghazanfarihashemi — инженер по ротационному оборудованию в Sazeh Consultants Co. (Тегеран, CO 1587657413, Иран; телефон: + 98-21-88-532-156-7; факс + 98-21-88-731-503; электронная почта : [email protected] и [email protected]). Она специализируется на поршневых и центробежных компрессорах, технологических насосах, двигателях и электрических машинах. Она получила B.S.ME. и M.S.M.E. степени Технологического университета Шарифа (Тегеран, Иран).

Основы компрессоров

: поршневые — Air Compressor Works, Inc.

Поршневые компрессоры обычно называют поршневыми компрессорами. Вы видите их повсюду. В любом автомобильном магазине они есть на продажу, в Home Depot и Lowe’s они есть в проходе.

В предыдущем посте мы заявили, что поршневые компрессоры — это компрессоры прямого вытеснения, которые используют поршень в камере, называемой цилиндром, для уменьшения объема и увеличения давления. Затем они были разделены на двойное, одностороннее и диафрагменное. Их называют «возвратно-поступательными», потому что поршень совершает возвратно-поступательное движение. Их также для краткости называют рецептами.

Двигатель в вашем автомобиле работает по тому же принципу, но наоборот. Сгорание газа толкает поршень, а не поршень толкает газ.

Поршневые компрессоры одностороннего действия

Это те, с которыми вы, вероятно, наиболее знакомы. Вот что они делают:

Есть впускной или всасывающий клапан и нагнетательный клапан. Оба являются односторонними клапанами, и оба подпружинены, поэтому для их открытия требуется определенное усилие. Впускной клапан только пропускает воздух в цилиндр, а выпускной клапан только выпускает воздух. Когда поршень движется вниз через цилиндр, воздух всасывается во впускной клапан.Когда поршень движется вверх через цилиндр, впускной клапан закрывается, а выпускной патрубок не открывается, пока не будет приложено определенное усилие. Это заставляет воздух задерживаться внутри, в то время как объем уменьшается, увеличивая давление. Когда давления достаточно, чтобы открыть выпускной клапан, воздух выходит под более высоким давлением.

Компрессоры одностороннего действия имеют клапаны только в верхней части цилиндра, поэтому на каждый оборот коленчатого вала приходится один цикл сжатия.

Это воздушные компрессоры, которые вы видите повсюду:

Одна из причин заключается в том, что они недорогие по сравнению с другими технологиями.Кроме того, они отлично подходят для кратковременных рабочих циклов. По сравнению с вращающимся винтом, они обычно требуют меньшего обслуживания и просты в обслуживании. Это делает их отличным выбором, когда вы используете сжатый воздух ниже 100 кубических футов в минуту, а вам нужно 40 фунтов на квадратный дюйм или более.

Поршневые компрессоры двухстороннего действия

Рапорные компрессоры двойного действия

похожи на компрессоры одностороннего действия, но имеют впускной и выпускной клапаны с обеих сторон цилиндра. Это дает вам два цикла сжатия на каждый оборот коленчатого вала.

Поршневые компрессоры двойного действия — одни из самых эффективных компрессоров из когда-либо созданных, но они не так распространены, как раньше. Они все еще существуют, но очень большие. Редко можно увидеть машину ниже 100 л.с. В свое время их называли землетрясениями, потому что находясь рядом с ними, вы чувствовали себя так, как будто попали в землетрясение. Если бы у компрессора не было правильного фундамента и виброизоляции, он мог бы снести здание, в котором он находился. Раньше они были рабочими лошадками на производственных предприятиях, но в последние 20-30 лет эту роль взял на себя винтовой винт. компрессоры.

Мембранные поршневые компрессоры

Мембранный компрессор аналогичен компрессору одностороннего действия. Разница в том, что вместо поршня, движущегося внутри цилиндра, поршень перемещает диафрагму, которая сжимается и расширяется.

Говоря о сжатом воздухе, диафрагменные насосы занимают определенную нишу на рынке, поэтому вы не увидите многих. Однако эта технология очень популярна для других типов носителей.

Вы, наверное, видели где-то снаружи мембранный насос, перекачивающий воду.

Назад к поршневым компрессорам простого действия …… ..

Поскольку они являются наиболее распространенными в категории получателей, остальная часть этого сообщения в блоге будет о них. Часть материала применима к другим технологиям, а часть — нет.

Многоступенчатая

Часто реципиентные компрессоры имеют несколько ступеней. Не следует путать с несколькими цилиндрами. Компрессор может иметь несколько цилиндров, но только одноступенчатый.Многоступенчатый компрессор нагнетает воздух до одного давления, а затем использует другой цилиндр меньшего диаметра для перекачки до более высокого давления. Обычно воздух между ступенями охлаждается с помощью промежуточного охладителя. Этот интеркулер представляет собой ребристую трубку, которая проходит от одной головки к другой или от одной стороны головки к другой. Иногда можно увидеть полностью укомплектованный теплообменник, похожий на радиатор.

Опять же, вы не можете сказать, сколько ступеней у компрессора, просто посчитав количество цилиндров. Компрессор может иметь 20 цилиндров и по-прежнему иметь только одну ступень. Что делает его многоступенчатым, так это то, что он имеет цилиндры разного размера (внутренний диаметр). Если все цилиндры одинакового размера, то это одноступенчатый.

Так зачем мне одноступенчатый или двухступенчатый насос?

Не беспокойтесь о том, сколько ступеней у компрессора; просто посмотрите на давление, которое оно на вас оказывает. Производитель добавит необходимое количество ступеней, чтобы получить желаемое давление.Не заходите в магазин компрессоров и не просите одноступенчатый или двухступенчатый компрессор — или какую-то конкретную ступень, если на то пошло. Скажите им, сколько фунтов на квадратный дюйм вам нужно (вместе с CFM, это другое обсуждение).

Двухступенчатый насос может достигать более высокого давления, чем одноступенчатый насос той же конструкции. Обычно для рекипов одностороннего действия максимальное давление для одной ступени составляет около 125 фунтов на квадратный дюйм. В двухступенчатом варианте вы можете получить давление до 175 фунтов на квадратный дюйм с насосом со смазкой разбрызгиванием или до 250 фунтов на квадратный дюйм с насосом со смазкой под давлением.Хотя некоторые специализированные двухступенчатые насосы могут развить давление до 580 фунтов на квадратный дюйм.

Большинству клиентов, которым нужен небольшой приемник одностороннего действия, обычно не требуется давление более 90 фунтов на квадратный дюйм, если только они не заправляют грузовые шины. При той же мощности одноступенчатый двигатель даст больше CFM, чем двухступенчатый. Тем не менее, большинство из тех, которые вы видите там, в промышленном диапазоне 5 л.с. и выше, будут двухступенчатыми. Для нас как дистрибьютора более экономично иметь на складе 2-ступенчатую, а разница в CFM минимальна.Покрываем все основания 2-ступенчатой. Для действительно маленьких компрессоров, ниже 5 л.с., вы почти всегда увидите одноступенчатые.

Смазка

Поршневые компрессоры с масляной смазкой на сегодняшний день являются наиболее распространенными в диапазоне мощности 5–30 л.с. Мы более подробно рассмотрим назначение и преимущества смазки через неделю, но, если у вас нет применения медицинского воздуха и некоторых других специальных применений, масляная смазка, скорее всего, лучше для вас.

Существуют компрессоры со смазкой разбрызгиванием и компрессоры со смазкой под давлением.

Компрессор со смазкой разбрызгиванием использует рукоять на конце шатуна. Когда коленчатый вал вращается, обычно между 400 и 1000 об / мин, рукоять разбрызгивается на масло, заставляя масло распределяться по нижнему концу насоса. Большинство из них смазаны разбрызгиванием. Это очень простой и эффективный метод смазки насоса. Он также недорог в производстве, что снижает первоначальную стоимость компрессора. Практически во всех случаях приемник со смазкой разбрызгиванием должен иметь рабочий цикл только около 60%.

Компрессор со смазкой под давлением использует внутренний масляный насос для нагнетания масла вверх по шатуну, чтобы обеспечить смазку основных частей насоса. Насосу для работы потребуется определенное давление масла. На насосе вы увидите манометр, показывающий давление масла. У некоторых есть масляный фильтр, а у некоторых нет. Однако если вы видите масляный фильтр или манометр на картере насоса, значит, вы имеете дело с насосом для смазки под давлением. Насос со смазкой под давлением также может использовать ковш для разбрызгивания масла.Насосы со смазкой под давлением иногда могут рассчитывать на 100% рабочий цикл (в зависимости от степени сжатия). Насосы со смазкой под давлением в среднем служат дольше и имеют более продолжительный рабочий цикл, чем насосы со смазкой разбрызгиванием. Однако обычно они стоят намного дороже. Вы получаете то, за что платите, поэтому вам придется сбалансировать начальную стоимость с надежностью и продолжительностью использования.

Рабочий цикл

Продолжительность включения — одно из самых важных соображений при покупке компрессора для вашего бизнеса, , но это одно из самых недооцененных.Если компрессор предназначен для вашего дома или ваш бизнес почти не использует компрессор, рабочий цикл не имеет большого значения. Однако, если вы часто используете компрессор или компрессор важен для вашего бизнеса, рабочий цикл чрезвычайно важен.

Рабочий цикл компрессора — это процент времени, в течение которого компрессор работает с полной нагрузкой. Другой процент или время, когда он должен быть выключен или работать без нагрузки. Если у вас есть разбрызгивающий насос, рабочий цикл должен составлять около 60%.Это означает, что при 10-часовом рабочем дне компрессор должен работать около 6 часов и отключаться около 4 часов. Конечно, компрессор не будет работать 6 часов подряд, а будет отключаться четыре часа подряд. Компрессор будет включаться и выключаться в зависимости от потребности в воздухе. Это должно составлять в среднем около 60% времени работы.

Итак, теперь давайте посмотрим на рабочий цикл при выборе компрессора. Если вы планируете приобрести компрессор для своего бизнеса, вы будете использовать его весь день, а вам потребуется 15 кубических футов в минуту практически на весь день.Если вы смотрите на поршневой компрессор для разбрызгивания масла, вам нужно взять эти 15 кубических футов в минуту и ​​разделить на 40%. Это дает вам 25 кубических футов в минуту. Ваш типичный поршень мощностью 5 л.с. составляет около 18 куб. Футов в минуту.

Если вы купили поршень 18CFM для смазки разбрызгиванием, исходя из того факта, что вам требовалось 15 куб. Фут / мин на весь день, вы сломали бы насос примерно через 6 месяцев, а то и через год. Вам нужен поршень мощностью 7,5 л.с., который составляет около 25 кубических футов в минуту. В качестве альтернативы вы можете приобрести винтовой винт мощностью 5 л.с. и расходом 20 кубических футов в минуту. У винтового шнека 100% -ный рабочий цикл, но на начальном этапе он будет стоить в несколько раз дороже.Вы также можете получить поршень 5 л.с. для смазки под давлением, который, скорее всего, справится с большим рабочим циклом.

Если вам просто нужен быстрый всплеск 15 куб. Футов в минуту, который длился час или меньше, то вам будет неплохо получить брызговую смазку на основе этого куба в минуту. Однако, если вам нужен устойчивый поток в течение нескольких часов, вам необходимо учитывать рабочий цикл насоса.

Это распространенная ошибка, которую допускают многие компании. Ваша компрессорная компания должна быть обучена распознавать такую ​​ситуацию, поэтому для вашего бизнеса вам следует получить помощь от компрессорной компании с профессионально обученным торговым персоналом.В названии Home Depot есть слово «дом», и компрессоры там созданы для этого рынка. Вы часто увидите мелким шрифтом, что гарантия сокращается до 3 месяцев, если вы возьмете домашний компрессор и будете использовать его в своем бизнесе. Причина в рабочем цикле .

Я не выделяю Home Depot; то же самое и с их конкурентами. Нет ничего плохого в том, чтобы купить компрессор в большом магазине, если вы используете его дома — вам, вероятно, не понадобится промышленный компрессор для вашего гаража.

Компрессор «домашнего склада», вероятно, отлично подойдет для вашего дома. Однако в вашем бизнесе вам следует обратиться к профессионалам и позволить им правильно подобрать компрессор для вас.

На этом пока все по основам поршневого компрессора. В следующей статье мы рассмотрим винтовые компрессоры.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *