Тема 3 компрессоры

Компрессоры представляют собой машины для сжатия и перемещения газообразных агентов, например, воздуха, кислорода, водорода, природного газа и т. п. (далее по тексту - газа). Они нашли широкое применение в народном хозяйстве, в том числе в нефтяной и газовой промышленности.

Области применения компрессоров в этих отраслях следующие:

• подъем пластовой жидкости на поверхность при компрессорном способе добычи нефти;

• закачка газа в нефтяные пласты с целью поддержания и восстановления пластового давления;

• закачка газа в подземные хранилища;

• освоение скважин после бурения и ремонта;

• подача воздуха в пневматические системы буровых установок;

• подача окислителя (воздуха) в нефтяные пласты при эксплуатации месторождений с применением внутрипластового движущегося очага горения;

• сбор газа при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений и подача его на головную компрессорную станцию;

• сжатие нефтяного газа в сепарационных установках;

• транспортирование газа по магистральным трубопроводам;

• подача воздуха в пневматические системы различных грузоподъемных, транспортных и других машин, приборов, инструментов и приспособлений, применяемых в нефте- и газодобыче;

• опрессовка трубопроводов, емкостей и т. п. в процессе испытания их на прочность и плотность;

• перемещение газа в установках: заводов по переработкенефти и газа;

• удаление газа с целью создания в какой-либо полости вакуума;

• вентиляция с целью охлаждения оборудования и циркуляции воздуха в помещениях;

-теплопередача в охлаждающих рубашках машин, подогревателях, холодильных установках.

Все компрессоры можно условно подразделить на два вида: динамические и объемные. В динамических компрессорах газ сжимается путем увеличения его скорости и превращения кинетической энергии газа в энергию давления. В объемных компрессорах - в результате уменьшения объема рабочего пространства.

К динамическим компрессорам относятся центробежные, осевые компрессоры и центробежные вентиляторы.

Центробежные компрессоры и вентиляторы по принципу действия и конструкции подобны центробежным насосам; осевой компрессор - осевому насосу. Конструктивные особенности динамических компрессоров в отличие от насосов связаны со сжимаемостью перемещаемой газовой среды (это свойство газа определяет конструктивные особенности и объемных компрессоров) и с большими частотами вращения валов компрессоров (более 200 с ^-1).

К объемным компрессорам, по аналогии с объемными насо­сами, относятся поршневые и роторные. Классификационным при­знаком поршневых компрессоров является наличие в качестве ра­бочего органа поршня или плунжера. Принцип их действия подо­бен принципу действия поршневых насосов.

К роторным компрессорам относятся пластинчатые, жидкостно-кольцевые, коловратные, винтовые и некоторые другие типы компрессоров. В них, так же как и в роторных насосах, осуществляется вращательное или вращательное и возвратно-поступательное движения рабочих органов независимо от характера движения ведущего звена. Их конструкция и принцип действия аналогичны.

К компрессорам (компрессорным машинам) относятся собственно компрессоры, вентиляторы и вакуумные компрессоры.

В результате сжатия газа давление на выходе компрессора р₂ становится больше давления на входе р₁. Отношение этих величин представляет собой степень повышения давления компрессором

Когда требуется обеспечить ξ в пределах 1... 1,15, применяются вентиляторы (вентиляторы практически не сжимают газ. поэтому их принцип действия мало отличается от принципа действия насоса). Для получения ξ больше 1,15 применяют компрессоры.

Вакуумные компрессоры применяются для удаления газа из ограниченного пространства (сосуда, резервуара). Давление на выходе вакуумного компрессора обычно равно атмосферному, но в результате создания разряжения в сосуде или в резервуаре степень повышения давления вакуумным компрессором может достигать больших значении, по сравнению с другими компрессорными машинами.