12.2. Компрессорные машины и оборудование

От производительности зависят размеры ступени: диаметр цилиндра и ход поршня в поршневом компрессоре, диаметр колеса в турбокомпрессоре и т. п.

При определении характеристик одной ступени применяют комплексные показатели: поршневое усилие или мощность ряда – для поршневых компрессоров, мощность – для роторных и турбокомпрессоров.

Кроме собственно компрессора с приводом в компрессорную установку входят также межступенчатая и концевая теплообменная аппаратура, влагомаслоотделители, трубопроводы, обвязки ступеней, а также средства контроля, защиты и автоматики.

Компрессоры могут быть стационарными и передвижными, а в зависимости от компримируемой среды – воздушными, газовыми и холодильными.

12.3. Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры – машины объемного действия, в которых изменение объема осуществляется поршнем, совершающим прямолинейное возвратно-поступательное движение. Поршневые компрессоры подразделяют по следующим признакам:

• по числу ступеней сжатия – на одно-, двух- и многоступенчатые;

• по кратности подачи – на одинарного и двойного действия;

• по типу кривошипно-шатунного механизма – на крейцкопфные и бескрейцкопфные;

• по числу цилиндров – на одно-, двух- и многоцилиндровые;

• по расположению осей цилиндров – на горизонтальные, вертикальные, угловые (V-образные, W-образные, прямоугольные) (рис. 12.2).

Горизонтальные поршневые компрессоры, выпускают главным образом средней и большой производительности. В зависимости от расположения цилиндров по отношению к оси вала горизонтальные компрессоры могут быть односторонними (цилиндры расположены по одну сторону вала) и оппозитными (цилиндры расположены по обе стороны вала).

Основные группы деталей поршневого компрессора – цилиндровая, механизма движения и вспомогательного оборудования. В цилиндровую группу входят узлы цилиндра, поршня и уплотнения; в группу механизма движения – картер, коренной вал, крейцкопфы, шатуны; в группу вспомогательного оборудования – узел смазки, фильтры, холодильники, влагомаслоотделители, ресиверы, системы регулирования и защиты.

В зависимости от конструкции механизма движения разработаны нормализованные базы компрессоров. База – это совокупность сборочных единиц, составляющих кривошипно-шатунный механизм. Основными параметрами, характеризующими базу, являются максимальная поршневая сила, ход поршня и частота вращения вала. Разработанный ВНИИкомпрессормашем ОСТ 26 12-756–82 «Базы поршневых компрессоров. Типы и параметры» распространяется на базы с поршневой силой 2,5; 5; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250; 400 кН.

Рис. 12.2. Типы поршневых (мембранных) компрессоров: а – горизонтальный односторонний; б – горизонтальный оппозитный; в – вертикальный; г – V-образный; д – W-образный; е – прямоугольный

Базы с горизонтальным расположением оси коленчатого вала стандартизированы по типу (V-, W-образные, оппозитные) и параметрам: номинальной поршневой силе, ходу поршня (от 55 до 320 мм), минимальной частоте вращения вала (от 1500 до 375 об/мин), числу (от 2 до 8) и расположению рядов относительно друг друга (80 и 180).

Вертикальные поршневые компрессоры занимают меньшую площадь, чем горизонтальные, а фундамент, воспринимающий вертикальные нагрузки, имеет меньшую массу.

Угловые поршневые компрессоры получили значительное распространение благодаря ряду преимуществ перед горизонтальными и вертикальными машинами: они лучше уравновешены (поэтому требуется менее массивный фундамент), компактны и имеют меньшую массу.

В зависимости от расположения цилиндров по отношению к оси угловые компрессоры могут быть прямоугольными, V-образными и W-образными, причем компрессоры двух последних типов выпускают, как правило, малой производительности и в основном для компримирования воздуха.

Из всего разнообразия средних по размерам и мощности (20–200 кВт) компрессоров следует выделить воздушные поршневые стационарные компрессоры общего назначения, выпускаемые в соответствии с ГОСТ 23680–79. Этот стандарт распространяется на стационарные воздушные поршневые двухступенчатые компрессоры, обеспечивающие избыточное конечное давление 0,78 МПа в крейцкопфном исполнении и 0,78 и 1,18 МПа – в бескрейцкопфном.

Таблица 12.1

Основные параметры компрессоров

Тип компрессора	Производительность, м3/мин	Конечное давление, МПа	Удельная потребляемая мощность КВт/(м3мин)	Масса (с приводным двигателем), кг
ВУ	2,5 5,5 2,5	1,18 1,18 0,78	7,70 7,00 6,50	662 810 662
ВП	10 20 12 24	0,78 0,78 0,78 0,78	5,65 5,40 5,60 5,33	1950 3400 2210 3750
ВМ	51 63 102 120	0,78 0,78 0,78 0,78	5,30 5,35 5,20 5,35	11650 11500 19470 21780

Примечание. Компрессоры ВУ – с воздушным охлаждением, типов ВП и ВМ – с водяным.

Угловые компрессоры выпускают следующих типов: ВУ – бескрейцкопфные с V-образным расположением цилиндров; ВП – крейцкопфные с прямоугольным расположением цилиндров; ВМ – крейцкопфные с оппозитным горизонтальным расположением цилиндров.

Основные параметры компрессоров приведены в табл. 12.1

Структуры условного обозначения компрессора включают число рядов, тип компрессора, поршневое усилие (тс), производительность (м³/мин), конечное давление (кгс/см²). Например, двухрядный оппозитный компрессор с поршневым усилием 4 тс, производительностью 0,4 м³/с (24 м³/мин) и конечным давлением 0,78 МПа (8 кгс/см²) имеет условное обозначение 2ВМ4-24/9.