методичка. Компрессоры, их классификация и использование в различных отраслях промышленности Компрессоры
 Скачать 1.37 Mb.
|
|
Рис. 6.8. Схемы компрессорных установок с гидравлическими приводами: 1 – трубопроводы; 2 – сервомоторы; 3 – плунжер; 4 и 6 – компрессоры; 5 – поршневой насос; 7 – золотник; 8 – винтовой насос 9 – цилиндр сервомотора.. Регулирование производительности осуществляют, сочетая изменение числа оборотов одного двигателя с пуском или остановкой другого. В последних конструкциях этиленовых компрессоров второго каскада применяют гидравлические приводы, позволяющие регулировать производительность путем изменения хода или скорости движения поршня. На рис. 6.8,а,б даны схемы компрессорных установок с гидравлическими приводами. На рис.6,8,а показана установка с горизонтальным поршневым насосом и вертикальным двухрядным расположением сервомотора и компрессора. Поршневой насос 5 соединяется с сервомоторами 2 трубопроводами 1. Производительность компрессора 4 регулируется смещением вниз хода поршней сервомоторов и связанных с ними поршней компрессора, в результате чего увеличивается мертвое пространство в цилиндрах компрессора. Регулировать положение поршня сервомотора, а следовательно, и плунжера 3 компрессора можно перестановкой золотника, который полностью или частично открывает отверстие для выпуска масла. В установке, изображенной на рис. 6.8б, горизонтальный цилиндр сервомотора 9 установлен между горизонтальными цилиндрами компрессора 6. Все цилиндры расположены в один ряд. Масло нагнетается в цилиндр сервомотора винтовым насосом 8. Попеременный впуск и выпуск масла осуществляется золотником 7, который приводится в движение системой передач от одного штоков агрегата. Производительность компрессора регулируют изменением числа оборотов насоса или перепуском масла в полость всасывания насоса. Компрессоры без смазки цилиндров В ряде случаев минеральное масло отравляет катализаторы, применяемые при химической переработке сжатых газов, активно вступает в химическое соединение с газом, растворяет сжимаемый газ и теряет смазывающие свойства. В этих случаях для сжатия газов применяют поршневые компрессоры, работающие без смазки цилиндров. Смазке подвергают только механизм движения. Такие компрессоры бывают трех разновидностей: с уплотнением из самосмазывающихся материалов, с лабиринтным уплотнением и мембранные. Компрессоры с уплотнением из самосмазывающихся материалов. Основная конструктивная особенность компрессоров этой разновидности состоит в том, что поршневые кольца и уплотняющие элементы сальников сделаны из материалов, представляющих собой сухую смазку – различные композиции на основе графита или политетрафторэтилена. В качестве графитовых композиций применяют искусственные графиты, пропитанные смолами и металлами. Отечественная промышленность вырабатывает искусственные графиты марок АО (антифрикционный обожженный) и АГ (антифрикционный графитированный). В марке графитов цифры после букв означают давление прессования порошков, выраженное в барах (например, АО-600, АО-1500). На основе графитов АО и АГ выпускают следующие материалы: АО-1500-В83 (углеобаббитовый); АО-1500-СО5 (углесвинцовооловянистый, 5% олова); АГ-1500-СО5 (графитосвинцовооловянистый, 5% олова), АГ -1500-83 (графитобаббитовый). Графиты марки АО рекомендуются для работы по чугуну и хрому, марки АГ – по стали и хрому. Для уменьшения износа графитовых колец рабочие поверхности цилиндра и поршневого штока тщательно шлифуют и хромируют. В многоступенчатых компрессорах с графитовым уплотнением во избежание попадание влаги в ступени высокого давления после промежуточных холодильников устанавливают влагоотделители, а при необходимости освобождения сжатого газа от графитовой пыли на выходе из компрессора - фильтр. Политетрафторэтилен – пластичный материал, известный также под названиями фторопласт – 4 и тефлон, применяют для поршневых колец и уплотняющих элементов сальников не в чистом виде, а с различными наполнителями, повышающими прочность, износоустойчивость и теплопроводность. В качестве наполнителей используют стекловолокно (15 – 25%), бронзу (до 60%), двухсернистый молибден (5%), графит или порошковый кокс. Для изготовления колец часто применяют фторопластовые материалы двух марок: для влажных газов 4К-20 (фторопласт-4 с добавкой порошкового кокса) и для сухих газов АФГМ (фторопласт-4 с добавкой графита и двухсернистого молибдена). Фторопластовые кольца изготовляют с одним разрезом, а при диаметрах более 620 мм применяют сегментные кольца, состоящие из трех частей. Вследствие малой упругости фторопласта-4 уплотняющие кольца устанавливают вместе с экспандером из нержавеющей стали или из бронзы. Уплотняющие элементы сальников в компрессорах этой разновидности изготовляют из тех же материалов. Для устранения пригорания фторопласта производят хромирование штоков и применяют специальные сальники с охлаждающими камерами. Графитовые сальники при давлении до 100 ат. Компрессоры без смазки цилиндров выпускают на нормализованных базах, в том числе угловых и оппозитных с тем лишь различием, что в них предусмотрены удлиненный фонарь между сальником и маслоотражателем, а также с маслоотражательными кольцами на штоке. На рис. 6.9 дан общий вид вертикального трехступенчатого кислородного компрессора без смазки цилиндров.  Рис. 6.9. Вертикальный трехцилиндровый кислородный компрессор без смазки цилиндров: 1 – поршни; 2 – цилиндры; 3 – клапаны; 4 – фонарь; 5 – шток; 6 – ползуны; 7 – пальцы; 8 – шатун; 9 – коленчатый вал; 10 – противовесы Его производительность 40 м3/мин, конечное давление 76 ат, скорость вращения вала 345 об/мин, ход поршня 300 мм, диаметры цилиндров 580300/170 мм, мощность на валу 400 кВт. Цилиндры 2 изготовлены из специального каучука. Поршни 1 выполнены из бронзы АЖ-9-4, штоки 5 - из нержавеющей стали 3Х13, фонари 4, крышки клапанов и корпуса холодильников – из стали Х18НП, трубы газопровода – из меди М3. Клапаны 3 всех ступеней прямоточные, седла клапанов из латуни ЛЖМд-59-1-1, клапанные пластины из нержавеющей стали Х15Н9Ю. Поршневые и направляющие кольца изготовлены из графитопласта АФГМ, уплотняющие кольца сальников - из графита АО-1500. Коленчатый вал 9 уложен в четыре подшипника скольжения, на щеках его закреплены противовесы 10. Вильчатые ползуны 6 соединены с шатунами 8 пальцами 7. Поломки поршневых компрессоров От качества технического обслуживания зависят исправное состояние компрессорных установок, их нормальная и бесперебойная работа. Нарушение режима работы компрессорных установок, их технического обслуживания (например, срыв сроков, несвоевременное и некачественное смазывание трущихся частей, нарушение режимов охлаждения) вызовет необходимость остановки компрессора для ремонта. Нарушение правил эксплуатации и техники безопасности может привести к поломке отдельных деталей и сборочных единиц и может вызвать пожары, взрывы и, как следствие, человеческие жертвы. Машинист обязан строго соблюдать инструкцию по пуску, безопасной эксплуатации и остановке компрессора. Процесс сжатия газа в компрессоре осуществляется в объеме, ограниченном жесткой оболочкой (цилиндром). При прекращении выхода газа в напорную систему компрессор в короткий момент может развить давление до значений, превышающих прочность цилиндров и деталей механизма движения. Поэтому процессы пуска, нагрузки компрессора и его остановки являются особо важными, требующими усиленного внимания обслуживающего персонала, умения быстро в нужный момент перекрыть соответствующие задвижки, а в случае отклонения давления от нормального остановить компрессор, перевести на холостой ход и разгрузить его. Действующими рабочими инструкциями по обслуживанию компрессоров устанавливается правило, разрешающее пуск и остановку компрессора только в присутствии второго машиниста, который контролирует действия машиниста и наблюдает за последовательностью производимых операций. При эксплуатации поршневых компрессоров следует учитывать и тот факт, что вследствие небольших зазоров между поршнем и стенкой компрессора, а также между поршнем и крышкой цилиндра («мертвое» пространство) попадание каких-либо твердых предметов или жидкости приводит к появлению угрожающих стуков, ударов, разрушению деталей цилиндровой группы и т.д. Подготовка к пуску Подготовка к работе компрессорной установки заключается в проверке исправного состояния компрессора, холодильников, влагомаслоотделителей, трубопроводов, запорной арматуры, приборов автоматического контроля и управления и т. д. Перед пуском проверяют наличие масла в смазочных системах компрессора (при необходимости его доливают до верхней отметки маслоуказателя). Затем необходимо убедиться в исправности смазочных систем. При низкой температуре в помещении масло в системе циркуляционной смазки направить в обход холодильников, а в случае наличия обогрева маслосборника произвести его включение. После включения насосов в работу (в случае отдельного привода к насосам) производят проверку подачи масла во все точки и проворачивают вал компрессора на два-три оборота. Затем подают воду на охлаждение цилиндров в промежуточные и масляные холодильники, проверяют подачу охлаждающей воды. Производится проверка состояния запорной и пускорегулирующей арматуры на газовых линиях: закрывают задвижки, соединяющие компрессор с нагнетательным коллектором, и открывают байпасные и продувочные вентили холодильников и влагомаслоотделителей. Производят внешний осмотр компрессора и вспомогательного оборудования, проверяют крепеж, наличие и подсоединение контрольно-измерительных приборов и средств автоматики. Следует убедиться, что пуск компрессора не представляет опасности для окружающих. Параллельно с подготовкой компрессора подготавливают к пуску приводной двигатель. Пуск компрессора Убедившись в полной исправности компрессора и всего вспомогательного оборудования и получив разрешение начальника смены или ответственного дежурного, производят пуск компрессора вхолостую: прослушивают его работу, проверяют по контрольным глазкам подачу масла в смазочной системе объемного дозирования и давление масла в смазочной циркуляционной системе. Если компрессор запускают после длительного перерыва, то через 30 мин работы на холостом ходу его останавливают, проверяют температурное состояние направляющих крейцкопфа, коренных подшипников и головки шатуна. Убедившись в полной исправности компрессора, производят его загрузку и включают в систему. Загрузку осуществляют последовательно, начиная с I ступени. Для этого необходимо закрыть продувочные вентили всех аппаратов, перекрыть байпасные вентили, опустить пластины всасывающих клапанов или отключить дополнительные мертвые пространства. При достижении давления нагнетания компрессора уровня давления в нагнетательном коллекторе немедленно открывают вентиль на нагнетание. Если производят пуск компрессора с промежуточным отбором газа, то сначала загружают ряд низкого давления, а затем ряд высокого давления. Техническое обслуживание компрессора После пуска обслуживающий персонал должен поддерживать нормальный режим работы компрессора, руководствуясь показаниями контрольно-измерительных приборов и результатами осмотров машины. Особенно внимательно наблюдают за режимом работы смазочных систем компрессора, так как нарушение его может привести к быстрому выходу компрессора из строя или к аварии. Важное значение для нормальной работы компрессоров имеет охлаждение цилиндров и газа в межступенчатых холодильниках. Машинист контролирует давление воды в подводящем трубопроводе, проверяет подачу воды по сливным трубам на все охлаждаемые точки и регулирует подачу воды так, чтобы ее температура не превышала 35—40° С. Пускать охлаждающую воду в рубашки цилиндров прогретого компрессора запрещается. Периодически очищают водяные рубашки цилиндров и холодильников. Во время работы контролируют межступенчатое давление и температуру газа на всасывании и нагнетании ступени, их значения не должны превышать допустимых величин. Обслуживающий персонал обязан знать причины неисправностей, вызывающих отклонения давления и температуры от номинальных, и способы устранения этих неисправностей. Строго следят за работоспособностью клапанов: неисправный клапан обнаруживают по стуку и по изменению температуры и давления газа и незамедлительно заменяют его новым. При этом осматривают полости цилиндра, чтобы в них не остались сломанные пружины или пластины клапана: осколки могут образовать задиры зеркала цилиндра или поршня с кольцами. При смене клапанов или их деталей следует обеспечивать плотность клапана. Всасывающие клапаны запрещается ставить на место нагнетательных, и наоборот. Постоянно наблюдают за герметичностью всех сборочных единиц компрессорной установки, которые находятся под избыточным давлением. В случае обнаружения нарушения герметичности и значительных утечек газа надо незамедлительно принять меры к их устранению. Контролировать плотность соединений следует путем внешнего осмотра, по показаниям приборов, по шуму (шипению и свисту), возникающему в местах нарушения уплотнений, и другими методами. Внимательно следят за появлением разного рода стуков и уда ров в компрессоре, выясняют их происхождение и решают вопрос о возможности дальнейшей работы компрессора. Ежесменно проверяют работу предохранительных клапанов, контрольно-измерительных приборов и приборов автоматики. Периодически производят ревизию и очищают клапаны и клапанные коробки, а также рабочие полости цилиндров от нагара и грязи; проверяют состояние шатунных болтов, крейцкопфов и де талей соединения со штоком; осматривают, чистят и промывают газопровод, межступенчатые холодильники, маслоотделители, буферные емкости. Масляные фильтры циркуляционной смазочной системы и приемную сетку масляного насоса очищают в сроки, предусмотренные графиком, но не реже раза в два месяца. Воздушные фильтры проверяют в сроки, предусмотренные инструкцией по эксплуатации компрессорной установки. Сопротивление проходу воздуха в фильтре должно быть не более 50 мм вод. ст. (если в инструкции не указана другая величина). При большем сопротивлении фильтр очищают. Регулярно осматривают оборудование компрессорной установки, обтирают и очищают наружные поверхности от пыли и грязи. Не допускаются утечки масла и воды, особенно попадание масла на фундамент. Обнаруженные утечки немедленно устраняют. В качестве обтирочных материалов используют только хлопчатобумажные и льняные тряпки. Обслуживающий персонал осуществляет текущие осмотры, прослушивает компрессор, следит за устранением возникающих неисправностей и своевременным проведением ремонта. Остановка компрессора может осуществляться под нагрузкой и с переводом на холостой ход. При отсутствии автоматической продувки открывают вентили продувки всех ступеней и байпасные вентили; закрывают вентили на всасывании и нагнетании; прекращают подачу смазки (в случае применения отдельного привода к насосам) и охлаждающей воды. После остановки машинист осматривает и обтирает компрессор. Компрессор, работающий на взрывоопасных и токсичных газах, перед остановкой на длительный период продувают азотом или другим инертным газом. Немедленно останавливают компрессор в случаях, предусмотренных в инструкции завода-изготовителя, а также при появлении следующих признаков: падение давления масла в циркуляционной смазочной системе ниже допустимого; прекращение подачи масла в цилиндры и сальники; прекращение подачи воды; значительное или непрекращающееся повышение давления в какой-либо ступени; повышение температуры в какой-либо ступени выше допустимой; нарушение уплотнений и значительная утечка газа; слышны стуки, удары в компрессоре или двигателе или обнаружены неисправности, которые могут привести к аварии; непрерывное увеличение нагрева коренных подшипников или других частей компрессорной установки и рост их температуры выше допустимой; перегрузка двигателя (высокая температура обмоток); появление запаха гари или дыма из компрессора или электродвигателя; заметное увеличение вибрации компрессора. После аварийной остановки сбрасывают давление из всей системы. Вновь запускают компрессор только после устранения неисправностей. Машинист несет ответственность за допущенную аварию и принимает участие в ремонтах. Характерные неисправности поршневых компрессоров, причины их возникновения и способы устранения
| ||||||||||