Розрахунок основного технологічного обладнання АГНКС

   Якщо  кількість автомобілів, які одночасно  можуть заправлятися на АГНКС, становить 4 авт/год, то час падіння тиску в акумуляторі від до становитиме

= 0,771 год,                                                                                (3.4)

   У разі включення компресорної установки  під час заправки автомобілів  від акумулятора, час підвищення тиску від  до в акумуляторі становитиме

= 0,771 год,                                                                                      (3.5)

   Максимальна кількість запусків-зупинок компресора за добу становитиме

= 31,1,                                                                                                  (3.6)

   Об’єм акумулятора АГНКС для забезпечення бажаної кількості зупинок-запусків компресорної установки на добу

= 5,99 ≈ 6 м³,                           (3.7) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

РОЗДІЛ 4.

ПОРШНЕВІ  ТА ГВИНТОВІ КОМПРЕСОРИ.

ЗАГАЛЬНИЙ ОГЛЯД

   Компресор — пристрій для стиснення і подачі повітря або іншого газу під тиском.

   Компресор служить для перетворення електроенергії в енергію стислого повітря. Заміна електроенергії на пневматичну дає  незаперечну перевагу в безпеці  і економічності використання устаткування і інструментів.  За принципом дії і основними конструктивними особливостями розрізняють компресори поршневі, гвинтові (ротаційні), відцентрові, осьові і струменеві. В теперішній час в промисловості найбільш поширені поршневі і гвинтові (ротаційні) компресори.

   Поршневі компресори є найпоширенішими в Україні серед встановлених компресорів з продуктивністю до 100 м³/хв.

   Основними перевагами поршневих компресорів  є їх помітно нижча вартість в  порівнянні з компресорами інших  типів, відносна простота виробництва, висока здатність до ремонту. При своєчасному обслуговуванні, поршневий компресор - практично "вічна" машина. Міжремонтний інтервал поршневого компресора не перевищує 500 робочих годин.

   Поршневий компресор в основному складається  з робочого циліндра і поршня; має всмоктувальний і нагнітальний клапани, розташовані зазвичай в кришці циліндра. Для передачі поршню зворотньо-поступального руху в більшості поршневих компресорів є кривошипний-шатуновий механізм з колінчастим валом. Поршневі компресори бувають одно- і багатоциліндрові, з вертикальним, горизонтальним, V- або W-oбразним і іншим розташуванням циліндрів, одинарної і подвійної дії (коли поршень працює обома сторонами), а також одноступінчатого або багатоступінчатого стиснення. У поршневих компресорах зазвичай передбачається автоматичне регулювання продуктивності залежно від витрати стислого газу для забезпечення постійного тиску в нагнітальному трубопроводі.

   Існує декілька способів регулювання. Простий  з них — переривистим включенням, тобто при падінні тиску до рівня нижньої межі в ресивері (у системі) компресор включається і відключається (гвинтовий компресор переходить в режим холостого ходу) досягши встановленої верхньої межі до наступного включення.

   Поршневі  компресори по своїх характеристиках  мають переваги перед компресорами інших типів в наступних випадках:

   • коли потрібна невисока продуктивність, при якій вони перевершують гвинтові;

   • коли існують великі перепади в споживанні стислого повітря. Промислові поршневі компресори добре працюють в повторно-короткочасному режимі, забезпечуючи велику економію в порівнянні з гвинтовими.

   • коли компресор експлуатується в  несприятливих умовах, наприклад: при  використанні в установках розфасовки цементу, на вугільних складах або  млинах для помелу зерна, або при  великих коливаннях температури  і т. i. В таких умовах поршневі компресори забезпечують триваліший термін служби і вимагають менших витрат на обслуговування.

   • коли компресори використовуються для  стиснення агресивних газів і  т. і.

   Отже, для випадків, коли потрібна невелика (до 200 л/хв) продуктивність і високий (вище 20-30 атм.) тиск, поршневі компресори ефективніші і набагато дешевші, ніж компресори інших технологій стиснення за винятком турбокомпресорів, які ефективні при великих потребах в стислому повітрі.

   Провідним світовим виробником поршневих повітряних компресорів є компанія "ABAC Group" ("АБАК груп"). У її склад входять 7 заводів, розташованих в Німеччині, Італії і США, що випускають 3700 компресорів в день. Компанія експортує свою продукцію в 123 країни світу. "ABAC Group" виробляє компресорну техніку в широкому діапазоні потужностей від 1,1 до 400 кВт. Продуктова лінійка поршневих компресорів "ABAC Group" включає: компресори безмасляні коаксіальні, масляні коаксіальні одноциліндрові, масляні коаксіальні з циліндрами з литого чавуну, ремінні одноступінчаті, ремінні двоступінчаті. Фірма "Дрессер-ренд" має 100-річну історію. Вона постачала більше 10 тисяч поршневих компресорів і 18 тисяч газомотокомпресорів для різних галузей: нафтопереробки, хімії, металургії і інших областей промислового виробництва. Перший компресор в класі HHE був створений більше п'ятдесяти років тому. Компресори цього класу зарекомендували себе надійними агрегатами для важких умов експлуатації.

   Сучасні компресори HHE і BDC володіють потужністю від 200 до 45000 к. с., можуть мати крок до 17 дюймів і включати до 10 колін. Наприклад, модифікація HHE-FB може мати навантаження на шток до 133,4 кН, газове навантаження до 160,1 кН. Відповідаючи технічним умовам API-618, HHE-FB може поставлятися із стандартними довжинами ходу 8,5; 10; 11 або 12 дюймів (216, 254, 279 або 305 мм) у варіанті як з двома, так і з чотирма рядами.

   ВАТ "Пензкомпресормаш" випускає поршневі компресори серії НВЕ, ВВ, 1ВВ, 6ВВ і 7ВВ. Вони призначені для забезпечення стисненим повітрям пневмосистем підприємств. Залежно від марки компресори випускаються з водяним і повітряним охолодженням масла, повітря, і встановлюються в приміщенні з температурою не нижче 10 ºС.

   ВАТ "Борець" виробляє близько 70 компресорних установок з основними параметрами: тиск нагнітання до 400 атмосфер; продуктивність від 4 до 54 м³/хв. У типовий комплект постачання входять: компресор з електродвигуном; проміжний і кінцевий газоохолоджувачі; станція управління; система автоматики.

   Слід  відзначити, що в загальному об'ємі  продаж поршневих компресорів значну частину займають запчастини, у зв'язку з поступовою заміною поршневих компресорів на економічніші гвинтові.

   Гвинтові компресори відрізняються від традиційних поршневих принципом роботи.

   Якщо  в поршневому компресорі відбувається ударне стиснення повітря, то гвинтовий  компресор нагнітає повітря плавно, за допомогою гвинтової пари. Гвинтова пара засмоктує повітря, обертаючись  в масляній ванні, що забезпечує практично  повну відсутність тертя, додаткове  масляне ущільнення, що гарантує герметичність  системи, а також ефективний тепловідвід  від робочої зони.

   В гвинтових компресорах стиснення  повітря або газу відбувається за рахунок двох зчеплених між собою роторів з гвинтовими зубами. Принцип роботи такий: обертання роторів всередині картера переміщує холодоагент в газовій формі з боку всмоктування до сторони нагнітання, і по мірі того, як стиснутий холодоагент нагнітається в картер, з боку гвинта знову відбувається всмоктування, таким чином, забезпечується безперервність процесу переміщення і стиску парів. Такі компресори, як правило, забезпечують кілька значень ступеня стиснення. В результаті – високий ККД (~92%) і незначне перевищення температури (на 10-15 °С) стислого повітря в порівнянні з температурою на вході. Високі експлуатаційні характеристики і ефективна система масляного охолодження забезпечують цілодобовий режим роботи гвинтового компресора при оптимальній температурі. При цьому система масловідділення, передбачена в стандартній комплектації гвинтових компресорів, забезпечує вміст масла на виході всього від 1 до 3 мг/м³.

   В порівнянні з поршневими, гвинтові компресори володіють цілим рядом  переваг:

   • мають низький рівень шуму і вібрації, малі габарити і вагу і можуть встановлюватися  безпосередньо в цехах, де споживається повітря,

   • не вимагають для цього спеціального фундаменту;

   • практично не мають витрати масла (2-3 мг/м³), на відміну від крупних поршневих компресорів з лубрікаторним мастилом, і тому проводять значно чистіше повітря, що дозволяє використовувати їх для живлення найсучаснішого пневмообладнання;

   • оснащені автоматичною системою управління і контролю працездатності, а тому безпечні, не вимагають спостереження  за їх роботою, мають велику надійність, здатні на тривалу роботу без обслуговування;

   • повітряне охолодження гвинтових  компресорів дозволяє відмовитися  від громіздкої системи оборотного водопостачання (градирня), і, крім того, дає можливість вторинного використання тепла, що виділяється в результаті роботи компресора, наприклад для обігріву приміщень в зимовий час;

   • період безремонтного пробігу для  гвинтових компресорів на порядок  довше, ніж для стандартних поршневих  компресорів;

   • гвинтові компресори не потребують спеціально підготовленого персоналу, який постійно стежив би і обслуговував би їх;

   • гвинтовий блок в компресорах  працює з мінімальним шумом і  вібрацією; гвинтовий компресор  повністю автоматизований;

   • стисле повітря на виході з компресора має мінімальний залишковий вміст масла;

   • гвинтові компресори економічніші, споживають менше електроенергії;

   • можливість безперервної роботи 24 години на добу;

   • значно більший (у 2-3 рази) ресурс роботи.

   Найважливішою перевагою є економність: дослідження  показують, що на виробництвах в середньому використовується тільки 50-80% потужності компресора. У цих випадках типовий  гвинтовий компресор працює в  режимі «нагрузка-холостий хід», а старий поршневий компресор викидає  надлишки проведеного повітря через  клапан в атмосферу, тобто гроші  за споживану електроенергію вилітають  «в трубу».

   Фірма "Aтлас Копкий", не дивлячись на те, що компресори цієї фірми коштують приблизно в 2 рази дорожче вітчизняних, абсолютний лідер продажів на російському ринку. Її стаціонарні гвинтові компресори серії GA (рис. 4.1) є маслозаповненими компресорами повітряного охолодження.

   

   Рис. 4.1. Стаціонарний гвинтовий компресор

   (1-осушувач хладогенту; 2-повітряний фільтр; 3-електродвигун; 4-охолоджувач; 5-гвинтовий елемент; 6-привід)

   Вбудована в компресор система холодного  осушування забезпечує відсутність вологи в повітряних мережах. Повністю автоматичне регулювання, система управління навантаженням-розвантаженням в комбінації з тимчасовим відключенням, гарантує виробництво оптимально необхідної кількості стислого повітря. Широкий спектр опцій дозволяє підібрати конфігурацію, максимально наближену до вимог споживача. Компресори виконані у вигляді модуля, готового до роботи. Низький рівень вібрації і шуму дозволяє встановлювати компресори в будь-яких приміщеннях без яких-небудь спеціальних вимог, фундаменту і попередніх підготовчих робіт, що, у свою чергу, веде до відсутності витрат на установку компресора. Триступінчата система сепарації масла (центрифуга, віддільник і фільтр) практично повністю видаляє масло із стислого повітря, забезпечуючи його вміст на рівні 2 мг/м³ і виключає додаткову витрату масла в період між щорічним технічним обслуговуванням. Вбудоване осушування забезпечує точку роси на рівні +2...+3 ºС і захищає мережі від конденсації вологи.

   Варіанти  постачання: з повітряним або водяним охолоджуванням; із вбудованим осушуванням FF; з електронним або електронно-пневматичним управлінням; компактного або стандартного виконання. Максимальна потужність приводу 750 кВт.

   В повноопційну модель компресора FF входить  система управління, контролю і захисту Elektronicon, яка забезпечує оптимальні параметри роботи системи і мінімальну вартість експлуатації компресора. Модифікація VCD обладнана автоматичною системою регулювання частоти електроприводу. Є й інші модифікації: SP - з електропневматичним регулюванням подачі стислого повітря, SFF - із вбудованим рефрижераторним осушувачем повітря, Р - з циклонним вологовідділювачем. 

   Серія повітряних гвинтових компресорів "Шторм" виробляється на заводі "Борець". Ці компресори продуктивністю від 0,5 до 40 м³/хв володіють такими перевагами, як: надійність, зручність в експлуатації, малі габарити, простота обслуговування, низький рівень шуму та ін. Вони можуть бути виконані для будь-якого кліматичного поясу і відрізняються високою якістю стислого повітря.

   Компресор працює в автоматичному режимі. За відсутності потреби в стислому повітрі він перемикається в режим чекання з відключенням електродвигуна, що дозволяє економити електроенергію. Управління компресором здійснюється мікропроцесорним контролером, що дозволяє регулювати тиск нагнітання з кроком 0,1 атм. Одночасно контролер відображає всю необхідну інформацію про роботу компресора.