1 Компрессорное помещение 1 Требования к проектированию компрессорного помещения
 Скачать 138.88 Kb.
|
|
Содержание ВВЕДЕНИЕ 1 Компрессорное помещение 1.1 Требования к проектированию компрессорного помещения 1.2 Охлаждение компрессорного помещения 1.3 Вентиляция компрессорного помещения 2 Электрооборудование компрессорного помещения 3 Энергообеспечение компрессорного помещения ЗАКЛЮЧЕНИЕ Библиографический список ВВЕДЕНИЕ 1 Компрессорное помещение Компрессорное помещение – это помещение, в котором расположена стационарная или подвижная (передвижная) компрессорная установка, предназначенная для получения на выходе сжатых газов. Получаемый сжатый газ или воздух может использоваться как энергоноситель (для пневматического инструмента), сырьё (получение отдельных газов из воздуха), криоагент (азот). Помещение состоит из компрессора и вспомогательного (дополнительного) оборудования. Чаще всего компрессорное помещение представляет собой блок-бокс, в котором и размещается всё установленное оборудование с обвязкой. Часто помещения оснащаются такими системами как - системами пожаротушения, освещения, вентиляции, сигнализации, газоанализа и т. д. Компрессорные станции (в отличие от компрессорных установок) эксплуатируются на открытом воздухе даже при отрицательных температурах в зимний период времени. 1.1 Требования к проектированию компрессорного помещения Рассмотрим общие рекомендации для проектирования компрессорного помещения. Не допускается сооружение компрессорных помещений в местах, где в забираемый (всасываемый) воздух попадают газы, ядовитые или взрывоопасные смеси, пыль и влага. Наличие газов, пыли, взрывоопасной смеси определяется путем контрольных замеров в месте расположения компрессорной станции. Расположение компрессорного помещения в пристройке или внутри производственного здания не допускается, если в смежном помещении находятся взрывоопасные, пожароопасные и химические производства, вызывающие коррозию оборудования и вредно воздействующие на организм человека. В помещениях компрессорных не допускается размещать аппаратуру и оборудование, технологически и конструктивно не связанные с компрессорами. Высота компрессорного помещения должна быть не менее 4 метров. Общие размеры помещения должны приниматься с учетом безопасного обслуживания и ремонта компрессорной установки и отдельных ее узлов. Не допускается установка компрессорных установок под бытовыми, офисными и подобными им помещениями. Проходы в машинном зале должны обеспечивать возможность монтажа и обслуживания компрессора и электродвигателя и составлять величину не менее 1,5 метров, а расстояние между оборудованием и стенами зданий (до их выступающих частей) не менее 1 метра. Пол компрессорного помещения должен быть изготовлен из несгораемого износоустойчивого материала, с ровной нескользящей поверхностью и устойчивой к маслам. Технологические каналы и проемы закрываются съемными плитами. Открытые каналы – ограждаются перилами высотой не менее 1 метра с расположенной внизу сплошной металлической зашивкой высотой не менее 0,15 метра. Полы площадок и ступени лестниц должны изготовляться из сплошной, рифленой стали. Трубопроводы должны быть окрашены в соответствии с ГОСТ 9.032-74 «Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Группы, технические требования и обозначения», ГОСТ 9.104-79 «Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Группы условий эксплуатации». Двери и окна компрессорного помещения должны открываться наружу. Снаружи у входной двери устанавливается сигнализация для вызова обслуживающего персонала и вывешивается плакат «Посторонним вход воспрещен». В компрессорном помещении должна предусматриваться площадка для проведения ремонта компрессора, вспомогательного и электрического оборудования. Для выполнения ремонтных работ помещения оборудуются соответствующими грузоподъемными устройствами и средствами механизации. В компрессорном помещении предусматриваются места для хранения обтирочных материалов, инструмента, прокладочного материала и недельного запаса компрессорного масла. Компрессорное помещение оборудуется естественной и принудительной вентиляцией. Не допускается хранение керосина, бензина и других легковоспламеняющихся жидкостей в машинном зале компрессорной. Разведение открытого огня в компрессорном помещении не допускается. Производство монтажных и ремонтных работ с применением открытого огня и электросварки в компрессорном помещении, на трубопроводах, масловлагоотделителях и воздухогазосборниках осуществляют по наряду-допуску, под наблюдением лица, обеспечивающего безопасное производство монтажных или ремонтных работ. Температура в компрессорном помещении должна поддерживаться в пределах от +15 до +30 градусов по Цельсия системой центрального отопления. Машинный зал компрессорного помещения должен оборудоваться аварийным освещением, помещением с шумопоглащающим покрытием, часами, средствами оперативной, в том числе диспетчерской связи, аптечкой первой медицинской помощи и питьевой водой. В здании компрессорной предусматривается наличие помещения для переодевания персонала и хранения спецодежды, санузел, умывальник и душ, помещением для водоподготовки (фильтрация и умягчение воды, идущей для охлаждения компрессоров, промежуточных и концевых холодильников). 1.2 Охлаждение компрессорного помещения При проектировании компрессорной станции необходимо помнить, что в процессе сжатия внутри компрессора выделяется большое количество тепла. Применяется принцип термодинамики, согласно которому вся электрическая мощность, потребляемая компрессором, преобразуется в тепло. Отработанное тепло необходимо отводить, поскольку в компрессоре может происходить накопление тепла. Если температура внутри компрессора сохраняется на высоком уровне в течение длительного времени, это может привести к механическому повреждению самого компрессора или приводного двигателя. Охлаждение компрессора можно осуществить двумя способами: а) воздушное охлаждение — наиболее распространенный метод охлаждения для всех типов компрессоров. При этом в первую очередь необходимо обеспечить вентиляцию зала компрессорной станции. В заказе необходимо четко указать требования для установки системы охлаждения. В противном случае могут возникнуть проблемы с компрессором и возможным сопутствующим оборудованием. б) Водяное охлаждение обычно используется на более крупных компрессорах или там, где тепло не может быть отведено системой воздушного охлаждения. Если компрессор будет работать при высоких температурах окружающей среды, рекомендуется использовать водяное охлаждение. 1.3 Вентиляция компрессорного помещения При проектировании компрессорного помещения важно обеспечить достаточную вентиляцию. В компрессорное помещение должно поступать достаточное количество охлаждающего воздуха, а также необходимо обеспечить отвод тепла. Для этого существуют три возможных варианта вентиляции компрессорного помещения: а) естественная вентиляция через впускные и выпускные отверстия в стенах или в крыше компрессорной. Без использования дополнительных вентиляторов. При этом типе вентиляции, представленном на рисунке 1.1, отверстие для впуска воздуха (F) и отверстие для выпуска воздуха (G) регулируют циркуляцию воздуха. Они расположены в боковых стенах компрессорной. Естественная циркуляция воздуха осуществляется за счет теплообмена, когда горячий воздух поднимается вверх. Отверстие для выпуска воздуха должно располагаться как можно дальше от отверстия для впуска воздуха.  Рисунок 1.1 – Схема естественной вентиляции компрессорного помещения Обычно этот метод вентиляции применяется только для компрессоров мощностью до 18,5 кВт. Однако даже для небольших компрессоров могут потребоваться вентиляторы принудительной вентиляции. Выходное отверстие должно быть на 20% больше входного. б) принудительная вентиляция. Для обеспечения потока воздуха через компрессорную станцию используется дополнительный вентилятор. Во многих случаях применение естественной вентиляции недостаточно. Горячий воздух необходимо отводить с помощью вентилятора. Это увеличивает скорость потока охлаждающего воздуха внутри помещения для установки и гарантирует необходимый поток охлаждающего воздуха. Применимо при высокой температуре окружающей среды за пределами компрессорной. Рекомендуется, чтобы вентилятор управлялся термостатом, так как это позволит останавливать вентиляторы при снижении температуры в компрессорной. В идеале при высокой температуре внутри зала компрессорной вентилятор должен работать быстрее. При естественной вентиляции поток охлаждающего воздуха поступает от охлаждающего воздуха компрессора. Мощность вентилятора должна быть примерно на 15% больше, чем требуемый поток охлаждающего воздуха. Это гарантирует охлаждение в летние месяцы.  Рисунок 1.2 – Схема принудительной вентиляции компрессорного помещения При принудительной вентиляции вытяжной вентилятор определяет размер отверстия для выпуска воздуха. Размер входного отверстия зависит от мощности расширителя и максимальной скорости потока во впускном отверстии. Рекомендуется рассчитывать скорость потока в 1 м/с. Но если есть конструктивные ограничения, которые не позволяют разместить отверстие необходимого размера, также можно использовать скорость потока 3 м/с. в) впускной и выпускной воздуховоды. Вентиляция воздуха через соответствующие воздуховоды. В зависимости от длины воздуховода устанавливается дополнительный вентилятор. Ограничение работы воздуховодов может привести к задержке теплого или горячего воздуха в воздуховоде, а также к остановке вентилятора компрессора. Это приведет к перегреву компрессора. Движение охлаждающего воздуха через впускной и выпускной каналы позволят решить проблему с избыточным теплом, образующимся внутри компрессорной станции. Холодный воздух, который движется через корпус компрессора, направляется через воздуховод через потолок зала компрессорной станции или в соседнее здание. Например, компрессоры Ingersoll Rand оснащены охлаждающими вентиляторами, которые создают поверхностное давление примерно 62 Па (124 Па для Nirvana). Обычно это означает, что внутренний вентилятор компрессора может нагнетать отработанный охлаждающий воздух на расстояние 5 метров через прямой воздуховод (10 метров для Nirvana) с рекомендуемой площадью поперечного сечения. Площадь поперечного сечения должна быть в два раза больше вытяжной воздухораспределительной решетки компрессора. Воздуховод присоединяется к отверстию для отвода охлаждающего воздуха. Он будет направлен наружу, но можно перенаправлять охлаждающий воздух в соседнее здание для обогрева зимой. Можно подавать охлаждение на компрессор через впускной канал. Однако впускной канал снижает объемный поток всасывания и, таким образом, отрицательно влияет на производительность компрессора. Вот почему впускной воздуховод рекомендуется использовать только в том случае, если окружающая среда не чистая или высокая температура в месте расположения компрессора. Окружающая среда может загрязниться из-за большого количества пыли или грязи, химических примесей или слишком большого количества влаги (пара). Воздух должен поступать в компрессор из более чистой среды. Высокая температура в месте расположения компрессора может быть результатом размещения компрессора в том же месте, что и другое оборудование, которое производит много тепла. Рассмотрим отвод воздуха через воздуховоды. На рисунке 1.3 показано, как горячий воздух выходит наружу через воздуховод. Такой вывод рекомендуется в тех случаях, когда в компрессорной станции наблюдаются высокие температуры, и повышение температуры от отвода тепла компрессора может усугубить эту проблему.  Рисунок 1.3 – Схема вентиляции компрессорного помещения через воздуховод  На рисунке 1.4 показано, как горячий охлаждающий воздух выводится наружу. Когда температура воздуха в компрессорной комнате понижается, отводное устройство направляет теплый или горячий охлаждающий воздух в компрессорную. Эта циркуляционная вентиляция предотвращает замерзание агрегата при отрицательной температуре воздуха. Рисунок 1.4 – Схема вентиляции компрессорного помещения через воздуховод и отводное устройство Дополнительный обогрев внутри корпуса компрессора рекомендуется в периоды простоя. Это предотвратит замерзание во время запуска компрессора. При использовании данного метода рекомендуется, чтобы размер выпускного отверстия для воздуха соответствовал потоку охлаждающего воздуха в дополнение к выпускному каналу. Когда на улице низкая температура, можно направить охлаждающий воздух в соседнее здание для отопления помещений. Обычно система оборудуется термостатическое отводное устройство, позволяющая отводить теплый или горячий воздух наружу в летние месяцы (рис. 1.5). На выходе из воздуховода можно установить воздушные фильтры или глушители, чтобы снизить уровень шума в обогреваемом помещении.  Рисунок 1.5 – Схема вентиляции компрессорного помещения через воздуховод Так же стоит отметить, что на объем охлаждающего воздуха влияют следующие факторы: а) часть выделяемого тепла передается через стены, окружающие помещение, где установлена компрессорная станция. Наличие окон и дверей влияет на поток охлаждающего воздуха. Для лучшей вентиляции можно установить компрессорную станцию в поле, однако сложно будет обеспечить защиту элементов; б) комнатная температура влияет на охлаждающий воздух. Чем выше температура, тем больший поток охлаждающего воздуха требуется для увеличения тепла; в) чем больше разница температур внутри компрессорной и снаружи, тем ниже потребность в охлаждающем воздухе; г) высота и размер помещения влияют на поток охлаждающего воздуха. Чем больше комната, тем лучше распределение выделяемого тепла. Лучше отдать предпочтение помещению с высокими потолками. 2 Электрооборудование компрессорного помещения Основным электрооборудованием компрессорного помещения являются компрессоры. Компрессорами называют газодувные машины для перемещения воздуха и газа. Они потребляют энергию от привода (например, электродвигателя) и сообщают ее рабочему веществу – воздуху или другому газу. Компрессоры предназначены для сжатия и перемещения газа или пара. По принципу действия компрессоры делятся на два класса: 1) Компрессоры объемного действия. Рабочие органы этого класса засасывают определенный объем рабочего вещества, сжимают его благодаря уменьшению замкнутого объема и затем перемещают (нагнетают) в камеру нагнетания. Это машины дискретного действия, рабочие процессы в которых совершаются строго последовательно, повторяясь циклически. Объемные компрессоры условно можно также назвать машинами статического действия, поскольку перемещение рабочего вещества в процессе сжатия в них совершается сравнительно медленно. 2) Компрессоры динамического действия. В данных машинах рабочее вещество непрерывно перемещается («течет») через проточную часть компрессора, при этом кинетическая энергия потока преобразуется в потенциальную. Плотность в потоке рабочего вещества постепенно повышается от входа в машину к выходу. Это машины непрерывного действия. По конструктивному признаку основных рабочих деталей компрессоры делятся на следующие типы: 1) Поршневые, винтовые, пластинчатые ротационные, ротационные с катящимся поршнем и многие другие, основанные на объемном принципе действия; 2) Лопаточные компрессорные машины, к которым относятся радиальные (центробежные), осевые и вихревые, основанные на динамическом принципе действия. Далее рассмотрим основные виды компрессорных машин. 1. Поршневые компрессорыПоршневой компрессор – объемная машина, у которой всасывание, сжатие и вытеснение газа производятся поршнем, перемещающимся в цилиндре. На рис. 1 представлена схема поршневого компрессора простого действия. В цилиндре 1 расположен поршень 2, который под действием кривошипного механизма совершает возвратно-поступательное движение. На крышке 12 цилиндра расположены всасывающий 7 и нагнетательный 10 клапаны, которые составляют механизм распределения, регулирующий поступление газа в цилиндр и подачу его из цилиндра в нагнетательный трубопровод. При движении поршня вниз давление между цилиндром и поршнем становится меньше, чем давление во всасывающем патрубке, открывается всасывающий клапан и газ попадает в цилиндр. При достижении поршнем крайнего нижнего положения давление в цилиндре и всасывающем трубопроводе практически выравнивается. Клапан под действием пружины прижимается к седлу и перекрывает отверстие, соединяющее полость цилиндра с всасывающим трубопроводом. В течение периода всасывания отверстие нагнетательного клапана закрыто. Рис. 1. Схема вертикального одноступенчатого компрессора простого действия: 1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – водяная рубашка для охлаждения цилиндра; 4 – шатун; 5 – кривошип коленчатого вала; 6 – станина-картер; 7 – всасывающий клапан; 8 – всасывающий патрубок; 9 – нагнетательный патрубок; 10 – нагнетательный клапан; 11 – водяная рубашка для охлаждения крышки цилиндра При движении поршня вверх происходит сжатие газа, находящегося в цилиндре. Когда давление газа в цилиндре превысит давление газа в нагнетательном трубопроводе, нагнетательный клапан открывается и газ «выталкивается» из цилиндра. При достижении поршнем крайнего верхнего положения процесс «выталкивания» заканчивается и нагнетательный клапан закрывается. Далее процесс всасывания и нагнетания повторяется. Процессы всасывания и нагнетания совершаются за один оборот коленчатого вала, составляют полный цикл работы компрессора. Недостатком рассмотренного компрессора является то, что полезная работа совершается только при движении поршня в одном направлении. Более экономичной и производительной является конструкция компрессоров двойного действия (рис. 2). При движении поршня вправо в левой части цилиндра создается разряжение. Газ через левый всасывающий клапан 15 поступает в цилиндр. В правой части цилиндра происходит сжатие газа, вошедшего в рабочее пространство в предыдущем цикле, и выталкивание его через правый нагнетательный клапан 4 в нагнетательный трубопровод. При движении поршня влево всасывание осуществляется через правый всасывающий клапан, а выталкивание сжатого газа – через левый нагнетательный клапан. В данном случае обе стороны являются рабочими. |