Файл: Www kviht. Ruбольше информации по компрессорной технике смотрите на.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 65
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
13
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
Широкое применение получили одноступенчатые, двухступенчатые и каскадные установки с использованием винтовых маслозаполненных компрессоров при работе на различных рабочих веществах.
Из-за высокой точности изготовления винтов обеспечивается стабильность основных характеристик ВКМ – один из главных факторов, влияющий на экономичность работы ВКМ. Также точность изготовления показывает какой запас повышения экономичности еще может быть достигнут, путем доводки технологии изготовления деталей ВКМ до минимально безопасных зазоров.
Расход энергии на единицу производительности – еще один существенный минус ВКМ. В то же время, если правильно оценить эффективность применения ВКМ при помощи технико-экономического расчет, сделанного в комплексе, который будет учитывать количество и качество денежных и трудовых затрат на изготовление и последующую эксплуатацию ВКМ, по опыту предыдущих лет, была зафиксирована их успешная эксплуатация. ВКМ имеют превосходство над большинством других типов компрессоров.
Для оценивания учитываются не только энерго- и массогабаритные показатели, но и эксплуатационные, состоящие из: надежности, долговечности, расхода масла, возможности эксплуатации автоматизированно и через удаленное управление.
Винтовой компрессор при работе на низких давлениях показывает высокие показатели экономичности, ввиду малых значений чисел
Рейнольдса.
Поэтому актуальна задача по разработке практичных и долговечных уплотнений валов для сальниковых ВКМ.
Другое направление в повышении эффективности установок с винтовым компрессором
– разрабатывать и совершенствовать конструкцию компрессора, а также его рабочего процесса.
Основными недостатками существующих конструкций являются:
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
14
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
− достижение депрессии со стороны нагнетания уровня, при котором увеличивается окно нагнетания, тем самым уменьшается геометрическая степень сжатия, приводящая к увеличению работы сжатия, в виду несоответствий давления внутреннего сжатия и давления нагнетания
− Увеличение перепада давлений между соседними парами полостей, в виду большого углового шага, особенно у ведущего винта. Происходит возрастание встречного потока газа через осевую негерметичность, а также возможно образование перетечек газа через гребни зубьев. Поступление жидкости в полость или процесс подачи более холодного пара происходят во время роста перепада давления и недостаточном по интенсивности распыления жидкости. Впрыск жидкости в полость или подача более холодного пара происходят при значительном росте перепада давлений и недостаточно интенсивном распылении жидкости.
− Неодновременное сжатие в полостях винтовой пары с разной интенсивностью, приводящее к образованию встречных течений газа внутри самой парной плоскости, и, как следствие, вихреобразованию нарастающей интенсивности.
−Увеличение колебаний крутящего момента, возникает из-за значительного перепада давлений, что способствует росту шума.
−Возникновение увеличения депрессии со стороны всасывания, способствующих образованию вихрей и дополнительного подогрева, всасываемого пара вследствие ударов потока пара в торцы зубьев винтов.
Недостатки, указанные выше, возникают из-за конструктивных параметров винтов и относятся к ВКМ, имеющим малое количество зубьев, малое передаточное отношение и небольшой угол наклона зубьев роторов.
Из-за применения таких конструктивных параметров снижается объемный коэффициент подачи компрессора и повышается уровень шума.
Невзирая на то, что показатели шума и вибрации у винтовых машин ниже чем у поршневых, существует актуальность задачи по снижению уровня шума и вибрации.
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
15
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
Снижение шума в компрессоре происходит из-за непрерывной подачи масла в рабочую полость компрессора, поэтому любые снижения по расходу масла или его замены на более вязкую жидкость влечет за собой гарантированный рост уровня шума винтового компрессора.
Также снизить показатель шумности компрессора можно за счет поддержания большого крутящего момента на ведомом роторе, предотвращая его проворачивания при сжатии.
Однако поддержание большого крутящего момента на ведомом роторе может вызвать значительные усилия, и как следствие снижение объемного и механического КПД ВКМ. На снижение показателя шума компрессора может повлиять подача вместо масла хладагента с вязкостью ниже чем у масла. [66].
Определяющим фактором надежности и высокой эффективности винтового компрессора является технология изготовления роторов, а также точность режущих и измерительных инструментов. [2, 53]. Наиболее часто используют нарезку зубьев ротора с помощью дисковой фасонной фрезой.
Таким образом насущная задача по снижению себестоимости в изготовлении винтовых компрессоров является прогресс в совершенствовании технологий изготовления роторов. Необходима организация производства таких фрез, с помощью которых возможно создавать необходимые точные винтовые поверхности по их математической модели. [62-64].
Особенности построения рабочих органов винтовых
маслозаполненных компрессоров
Винтовые компрессоры также, как и поршневые относятся к классу машин по объемному принципу действия, в которых при уменьшении объема происходит увеличение давления.
В процессе сжатия рабочего вещества в винтовом компрессоре образуемые между зубьями винтов впадины выполняют функции цилиндров и называются парными полостями. Полости ограничены стенками корпуса.
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
16
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
Для установки роторов в корпус делают цилиндрические расточки стенок корпуса. Зубья роторов выполняют роль поршней.
В качестве рабочих органов выступают ведущий и ведомый роторы, с нанесенной нарезкой специального винтообразного профиля. Также рабочими органами являются окна всасывания и нагнетания и внутренние поверхности корпуса компрессора.
Совокупность корпуса и роторов винтового компрессора при отсутствии зазоров образует изолированные объёмы (или полости), которые препятствуют массообмену.
Образование изолированных друг от друга полостей вследствие зацепления винтов – признак герметичного зацепления, которое в свою очередь зависит от профилей зубьев винтов и их особенностей [11].
Все профили роторов винтовых компрессоров, которые применяются в винтовых компрессорных установках делятся на две основные группы по профилю зуба – симметричный и асимметричный.
Наиболее распространенными стали следующие типы профилей:
- «Симметричные циклоидальные профили», полученные с помощью набора кривых, представляющих собой обычные, удлиненные или укороченные эпициклоиды и гипоциклоиды.
- Асимметричный профиль зуба СКБК [53].
- Асимметричный профиль зуба, предложенный Лисхольмом [57, 84].
- Эллиптический профиль зуба, предложенные Сакуном И.А. [11].
- Окружный профиль зуба, предложенные Нильсоном [56, 85].
- Асимметричный профиль зуба, предложенной фирмой SRM [7, 54].
- Другие профили специфической формы, построенные из отдельных дуговых сегментов, циклоидальных и других кривых.
Окружный и эллиптический профили относятся в симметричным.
Недостаток компрессоров с симметричными профилями – небольшое давление нагнетания, обусловленное ограничением частоты вращения ротора.
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
17
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
Роторы ВКМ с ассиметричным профилем при той же частоте позволяют развивать большую степень сжатия и как следствие достигать большего КПД.
Множество вопросов касательно совершенствования профилей винтов могут решаться после того как будет найден и утвержден оптимальный профиль винтов из целого ряда однотипных профилей или комбинации профилей из различных типов. Для этого существуют различные рекомендации, документация, по сравнительной оценке, различных типов профилей, документация по рекомендациям улучшения параметров геометрии, документация с методиками расчетов винтов и прочих компонентов ВКМ. Все это способствует к существенному ускорению проектирования винтовых компрессоров, ввиду того что коэффициентные параметры, КПД, мощность привода разрабатываемых машин часто не определяются, а задаются по результатам экспериментальных испытаний машин с аналогичными характеристиками.
На данный момент в достаточной мере проведены исследования по симметричным циклоидальным профилям, полученных с помощью кривых типа эпициклоид и гипоциклоид, окружных, эллиптических и целого семейства различных видов асимметричных профилей.
В разработку ассиметричных профилей входит составление профилей из уже известных с совмещением отдельных дуговых сегментов, применения кривых, рассчитанных по формулам.
Классификация щелей, образуемых в рабочем пространстве
винтового маслозаполненного компрессора
Протечки, возникаемые в винтовых маслозаполненных компрессорах, как и в остальных агрегатах объемного принципа действия классифицируют на внешние и внутренние.
Если протечка рабочего вещества происходит через сальниковые уплотнения вала ротора или происходит подсос атмосферного воздуха, то
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
18
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
такие протечки называются внешними. Протечки, образуемые через зазоры между деталями в рабочей зоне ВКМ в сторону всасывания со стороны нагнетания, то такие протечки называются внутренними, а зазоры именуются щелями. Внутренние протечки делятся на два вида:
1) Утечки – протечки рабочего вещества во время всасывания влияют на значение коэффициента подачи и в меньшей степени на значение коэффициента эффективного КПД и мощности двигателя. Из-за заполнения полости рабочим веществом происходит уменьшение объема вновь всасываемого рабочего вещества. При этом изменяется температура пара рабочего вещества, становится более высокой чем у вновь всасываемого пара, приводящая к понижению показателя плотности газовой смеси в целом, находящейся на всасывании. Как следствие происходит снова уменьшение массы вновь всасываемого рабочего вещества. [46]
2) Перетечки – протечки, возникаемые в процессе сжатия, влияют на значение эффективного КПД и мощности двигателя, но незначительно на значение коэффициента подачи. Перетечки возникают в полостях, изолированных от камеры всасывания. Из-за перетечек увеличивается утечка пара рабочего вещества, меняется масса пара, который находится в изолированной полости.
В винтовых маслозаполненных компрессорах уплотняющие кромки линий контакта винтов выполняют роль внутренних уплотнителей. Также эту роль выполняют части винтов, охватываемые корпусом, в плоскости – по гребням зубьев и по торцу. Уплотняющие кромки классифицируются по типу щелей, образуемых вместе с соответствующей поверхностью.
Щели, относящиеся к первому типу (рис. 2) находятся между плавно сходящимися и затем расходящимися стенками. Значения кривизны стенок может быть одинаковых или разных знаков, значения радиусов – близких по абсолютному размеру или значительно различающихся. К такому типу щелей относятся:
- щели по линиям контакта;
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
19
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
- для двустороннего профиля характерны щели, показанные на рисунке
(2.1, а и б);
- для окружного симметричного профиля – на рисунке (2.1, в);
- щель на рисунке (2.1, г), характерна для винтов с любым профилем;
- щель между вершиной зуба ведущего винта с симметричным профилем и корпусом (рис. 2.1, а).
Щели, относящиеся ко второму типу, имеют излом одной стенки как под острым, так и под тупым углом. Щель находится между острием и поверхностью или между поверхностью и узкой полоской. К этому типу щелей относятся:
1. щели по линиям контакта; для одностороннего ассиметричного корригированного профиля характерна щель, показанная на рисунке (2.1, ж и з);
2. щель между вершиной зуба ведущего винта с ассиметричным профилем и корпусом (рис. 2.1, е).
Щели, относящиеся к третьему типу, находятся между эквидистантными стенками при большом пути дросселирования. К этому типу можно отнести щели, образующиеся между корпусом компрессора и торцами винтов, между корпусом и вершиной зуба ведущего винта.
Из-за каждого типа щелей происходят свои потери давления как на входе, так и на выходе, каждый тип щелей имеет свое сопротивление.
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
20
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
Рис. 2. Классификация щелей
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
21
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
Глава 2. Проектирование двухступенчатого передвижного
маслозаполненного винтового компрессора
Для выполнения ремонто-восстановительных и восстановительных работ на технологических трубопроводах в качестве компрессорной установки предлагается рассмотреть передвижную двухступенчатую винтовую компрессорную установку.
Передвижная двухступенчатая винтовая компрессорная установка состоит из двух ступеней винтовых компрессоров, предназначенных для сжатия воздуха и подачи его с необходимыми параметрами в технологический трубопровод.
Проектом предусмотрена работа двух компрессоров параллельно.
Состав передвижной двухступенчатой компрессорной установки.
Данная компрессорная установка монтируется на четырехколесное шасси и присоединяется прицепным креплением к кузову автомобиля.
Две ступени, состоящие из винтовых компрессоров, работают параллельно от одного трёхфазного короткозамкнутого асинхронного электродвигателя во взрывозащищенном исполнении, отечественного производства фирмы «АИР» через червячный редуктор с двумя выходными валами производства фирмы TRAMEC серии VSF.2USC. Валы компрессора и электродвигателя соединяются между собой с помощью соединительной муфты фланцевого типа. Соединительная муфта для безопасности ограждена защитным кожухом, который в свою очередь закреплен резиновым кольцом на хомуты.
Для охлаждения рабочего агента предусмотрены два воздушных теплообменника. Отдельно от корпусов ступеней компрессорной установки расположены масляные фильтра с масляным насосом. Подготовленный для нужных параметров рабочий агент поступает в воздушный ресивер.
Компрессор, электродвигатель и вспомогательное оборудование установки располагаются на ровной поверхности четырехколесного шасси,
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
22
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ ПО КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКЕ СМОТРИТЕ НА
WWW.KVIHT.RU
благодаря чему не допускается неравномерная осадка, приводящая к нарушению центрирования оборудования.
Компрессорная установка предназначена для работы на улице, в
«полевых» условиях с температурой воздуха не ниже -20°С, в режиме непрерывной круглосуточной работы.
Все электрооборудование компрессорной установки имеет взрыво- и пожаробезопасное исполнение.
Таблица №1 Перечень дополнительного оборудования в составе компрессорной установки.
Наименование оборудования
Кол-во, шт.
Фирма/Марка
Характеристика
Электродвигатель
1
АИР 180 S2 230кВт
/
2440об/мин
Редуктор
1
TRAMEC
2900 Н*м
Теплообменник воздушный
2
Renner-
Kompressoren/Ultrafilter
1650 м
3
/ч
Фильтр масляный
2
KRAFTMANN
Насос масляный
1
KRAFTMANN
Маслобак
1
BOGE
6.6 л
Ресивер
1
РКЗ Р100 100л / 20 бар
Описание компрессорного агрегата.
Каждая из ступеней представлена в виде винтового компрессора, состоящего из следующих основных деталей: корпуса компрессора, винтовой пары роторов, подшипников, уплотнений.
Винтовая пара представлена в виде цилиндрических косозубых крупномодульных шестерен с зубьями эллиптического профиля с четырьмя зубьями на ведущем роторе и шестью на ведомом.