Автоматизированная система управления компрессорной установки

в зависимости от схемы компрессорных машин могут быть одно-, двух- или трехступенчатыми, простого или двойного действия, с уравнительной полостью или без нее.

Одноступенчатые компрессоры имеют цилиндры двойного действия одинакового диаметра.

В двухступенчатых компрессорах установлены цилиндры двойного действия разного диаметра.

В трехступенчатых -- цилиндр первой ступени двойного действия, цилиндры второй и третьей ступеней объединены в одном блоке, с дифференциальным поршнем и уравнительной полостью между ступенями.

В четырехступенчатых применяются два цилиндра с дифференциальным поршнем и уравнительной полостью. В пятиступенчатых в одном ряду установлен цилиндр с двумя, а в другом с тремя ступенями сжатия, при этом поршень первой ступени двойного действия.

В шестиступенчатых компрессорах установлены два цилиндра, каждый с тремя ступенями сжатия, цилиндры первой и второй ступеней -- чугунные литые с охлаждающими рубашками.

Цилиндры последующих ступеней многоступенчатых компрессоров изготовлены из различных материалов в зависимости от рабочего газа и конечного давления, большинство имеют сменные рабочие гильзы из специального износостойкого чугуна, уплотняемые по диаметру резиновыми кольцами, а по торцу паронитовыми прокладками. Клапаны (всасывающие и нагнетательные): самодействующие пластинчатые кольцевые, прямоточные и ленточные закрепляются в гнездах нажимным стаканом и упорными болтами или нажимными шпильками с колпачковыми гайками. В ступенях высокого давления устанавливаются комбинированные клапаны, состоящие из всасывающих и нагнетательных клапанов.

Уплотнение:

цилиндров, люков, клапанных крышек и фланцевых соединений достигается применением паронитовых прокладок, а на ступенях высокого давления устанавливаются прокладки из мягкой (отожженной) меди.

Поршни:

из чугуна, алюминия или стали. На одно- и двух- ступенчатых компрессорах - дисковые, двойного действия, на многоступенчатых дифференциальные.

Поршневые кольца:

чугунные. В компрессорах без смазки цилиндров применяются кольца из самосмазывающихся композиционных материалов.

Штоки:

из углеродистой стали с поверхностным уплотнением.

Стандартная схема исполнения поршневого компрессора представлена на рис. 1.6.1

Рис.1.6.1 - Стандартная схема исполнения поршневого компрессора:

1 - головка блока цилиндров;2 - прокладка головки блока; 3 - блок цилиндров; 4 - шатун; 5 - картер; 6 - передняя крышка; 7 - шкив; 8 - шарикоподшипник; 9 - уплотнительная манжета; 10 - шпонка; 11 - шайба;12, 15 - прокладки; 13 - коленчатый вал; 14 - нижняя крышка картера; 16 - задняя крышка; 17 - уплотнитель; 18 - пружина уплотнителя; 19 - седло; 20 - нагнетательный клапан; 21 - пружина клапана;

Основные виды привода компрессора в данной области

Пуск осуществляется от электродвигателя, ротор которого насаживается на вал компрессора, а статор крепится к раме компрессора.

В зависимости от базы компрессора сжимаемого агента (воздух или различные газы) применяются следующие электродвигатели:

1) Воздушные компрессоры на базе 4М

? двухскоростного асинхронного электродвигателя А2К 85/24-8/16 160/75 кВт, 750/375 об/мин (синхр.), 380 В, 50 Гц.

Пуск двигателя осуществляется при полном напряжении сети при разгруженном компрессоре.

Переход из состояния покоя на частоту вращения 6 с-1 (360 об/мин) - ступенчатым переключением обмотки статора.

Двигатель допускает два пуска подряд на частоту вращения 6,17 с" (370 об/мин) из холодного состояния или один пуск из горячего. Количество пусков в час не более пяти и интервалом не менее 12 мин. Общее количество пусков в год не более 10000. Количество изменений частоты вращения не более 20 в час с интервалом не менее 3 мин.

2) Воздушные компрессоры на базе 5П:

? синхронного бесщеточного электродвигателя

БСДКМ 15-21-12200 кВт, 500 об/мин, 380 В, 50 Гц;

? асинхронного электродвигателя АСК 560-12200 кВт, 500 об/мин, 380 В, 50 Гц;

3) Воздушные компрессоры на базе 2П:

? асинхронного электродвигателя АВ2-101-8 75кВт, 735 об/мин, 380 В, 50 Гц;

Газовые компрессоры на базах 4М, 5П, 2П, 5ГЦ комплектуются электродвигателями во взрывозащищенном продуваемом исполнении «2ExpllTS» (H4TS-П) с аналогичными характеристиками.

Все электродвигатели комплектуются пусковой аппаратурой.

Условные обозначения.

Условное обозначение компрессоров отражает основные характеристики и параметры машины:

Для компрессоров на оппозитной базе 4М

цифра «2», стоящая непосредственно перед буквами «ВМ», «ГМ» и «НП», указывает на то, что компрессор двухрядный;

буквы «ВМ», «ГМ» и «НП» означают, что компрессор предназначен для сжатия воздуха, водорода или невзрывоопасного газа и выполнен на оппозитной базе;

цифра «4», стоящая после букв «ВМ», «ГМ» и «НП», указывает номинальную нагрузку на шток в «тс»;

за цифрой «4» дробью указаны производительность в м3/мин (числитель) и конечное абсолютное давление сжатия в кгс/см' (знаменатель), Для дожимающих компрессоров в знаменателе указываются давления всасывания нагнетания, абс., кгс/см2;

буква «С» означает, что компрессор выполнен без смазки цилиндров и относительная влажность сжимаемого газа должна быть не менее 30%;

«M1», «М2» означает порядковый номер или модернизации.

Буква «С», стоящая непосредственно перед буквами «ГМ» и «НП», указывает на то, что относительная влажность сжимаемого газа не более 30%.

Например: 2СНМ4-24/9CM2 УХЛ4 компрессорная установка двухрядная, для сжатия нейтрального газа относительной влажностью менее 30%, оппозитная, с усилием на штоке поршня 4 тс, производительностью 24 м3/мин, абсолютным конечным давлением 9 кгс/см', работает без смазки цилиндров и уплотнительных устройств, модернизированная.

Климатическое исполнение компрессорной установки -- УХЛ4 по ГОСТ 15150-69.

Для компрессоров на угловых базах 5П и 2П:

буквы «ВП» или «ГП» указывают, что компрессор предназначен для сжатия воздуха («В») или газа («Г») и выполнен по прямоугольной схеме («П»);

цифры «2» и «5», стоящие непосредственно перед буквами «ВП», указывают номинальную нагрузку на шток в «тс»;

за буквами «ВП» или «ГП» дробью указаны производительность в м'/мин (числитель) и избыточное конечное давление нагнетания в кгс/см2 (знаменатель);

цифра, стоящая первой, указывает порядковый номер модификации.

Смазка компрессоров:

осуществляется двумя независимыми системами:

? системой смазки низкого давления (циркуляционной) для подачи масла к механизму базы;

? системой смазки высокого давления для подачи масла в цилиндр

1. Система смазки низкого давления:

масло заливается в нижнюю часть рамы компрессора. Оттуда через сетчатый фильтр грубой очистки, расположенный в начале масловсасывающей трубы, шестеренчатым насосом подается в блок смазки и далее через напорную трубу во внутренний канал коленчатого вала, который имеет подводы масла на рабочую поверхность кривошипных шеек и к шатунам. Для предотвращения подтекания масла из рамы компрессора на подшипниках коленчатого вала устанавливаются уплотнительные устройства. Масло заливается в раму через одну из люковых крышек; уровень его измеряется стержневым маслоуказателем. Для слива масла из рамы предусмотрен сливной кран.

2. Система смазки высокого давления:

Привод многоплунжерного насоса осуществляется от ведущего валика шестеренчатого насоса блока смазки механизма движения. Масло, пройдя через плунжерный насос, поступает к отверстиям в крышках и гильзах цилиндров, равномерно распределяется по поверхностям трения, обеспечивая смазку.

Контроль подачи масла к цилиндрам через смотровое окно насоса. Для смазки механизма движения могут применяться масла марок И-50А (ГОСТ 20799-75) и MC-20 (ГОСТ 21743-76) К-310 TУ38.401479-84; ИГП-49 ТУ38.101413-90; для цилиндров и уплотнительных устройств масло К-12, К-19 ГОСТ 1861-73 и MC-20 в зависимости от марки компрессора.

В компрессорах без смазки цилиндров система смазки высокого давления с подачей масла в цилиндры и к уплотнительным устройствам не предусмотрена, На таких компрессорах лубрикаторы отсутствуют. Поршни этих компрессоров имеют опорные и разрезные (из двух половин) кольца из самосмазывающихся материалов на основе фторопласта с различными наполнителями.

В компрессорах, предназначенных для сжатия воздуха и влажных газов, поршневые кольца выполняются из фторопласта 4К20. Если давление сжимаемого газа до 0,8 МПа (8 кгс/см'), допускается изготовление колец из материала АФГ-80С, при работе с осушенными газами применяется фторопласт с графитом и дисульфидом молибдена АФГМ или ГФЭ-5м.

Для предотвращения попадания масла из рамы в полость сжатия, каждый цилиндр в компрессорах без смазки цилиндров снабжен фонарем, маслослизывающим уплотнительным устройством, маслоотбойником и маслослизывающими кольцами.

Охлаждение компрессоров:

водяное. Компрессоры поставляются с открытой системой охлаждения (слив воды из компрессора и газоохладителей с разрывом струи через сливные воронки).

При эксплуатации компрессоров с закрытой системой охлаждения должны выполняться требования «Правил устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздуховодов и газопроводов», утвержденных Госгортехнадзора РФ от 5 июня 2003 г. N 60, для воздушных компрессоров и «Правил устройства и безопасной эксплуатации компрессорных установок с поршневыми компрессорами, работающими на взрывоопасных и вредных газах», ПБ 09-297-03 для газовых компрессоров.

Качество охлаждающей воды должно соответствовать требованиям вышеназванных правил.

Система автоматики:

предназначена для управления работой, защиты и контроля параметров компрессорных машин.

Система автоматики состоит из ряда подсистем и в совокупности с электроприводом в зависимости от предназначения компрессорных машин (для сжатия воздуха или газа) осуществляет аварийное прекращение работы компрессорной установки с остановкой приводного электродвигателя;

1) в компрессорных установках для сжатия газа:

а) при понижении давления воды в системе охлаждения компрессора;

b) при коротких замыканиях и повреждениях в системе электропривода и управления;

с) при падении давления масла в циркуляционной системе смазки механизма движения;

d) при отклонениях давления газа от допустимых значений на линии всасывания;

е) при повышении давления газа выше допустимого после каждой ступени сжатия;

f) при прекращении продувки воздухом корпуса электродвигателя;

g) при повышении давления газа выше допустимого в корпусе компрессора.

Аварийное отключение электродвигателя компрессоров сопровождается подачей светового и звукового сигналов.

В системе автоматики компрессорных машин для сжатия газа предусмотрена дистанционная пневматическая передача показаний контролируемых параметров на приборы релейного шкафа. Расстояние передачи выходного сигнала на пневмотрассе не более 200 м.

Кроме того, системы автоматики компрессоров отличаются в зависимости от модификации функциональными возможностями и элементной базой (релейной, микроэлектронной, микропроцессорной).

Системы автоматики выпускаются в климатическом исполнении У при эксплуатации в помещении для изделий 4 ГОСТ 15150-69.

Технические параметры режима работы компрессорной установки

Таблица 1.1

Наименование показателей режима	Единица измерения	Допустимые пределы технологических параметров	Требуемый класс точности измерительных приборов ГОСТ 8.401-80	Примечание
Давление масла на ПК-1	кгс/см2	1,2 - 3,0	1,0	Регистр.
Давление воды на охлаждение масла	кгс/см2	1,0 - 3,0	1,0	Регистр.
Температура газа на приеме ПК -1	0С	110	0,5	Регистр.
Температура подшипников, не более ПК-1	0С	65	1,0	Регистр.
Давление воздуха на обдув электродвигателя компрессора	Мм.вод.ст.	20 - 40	1,0	Регистр.
Перепад давления между приемом и выкидом, не более		1,8	1,0	Регистр.
Расход циркуляционного газа	Нм3/час	20000 - 40000	1,0	Регистр.
Температура газа на нагнетании ПК-1	0С	110	0,5	Регистр.

Показатели режима

Таблица 1.2

Краткая характеристика технологического оборудования

Наименование оборудования (тип, наименование аппарата, назначение)	Номер позиции прибора по схеме, индекс	Кол-во, шт.	Материал	Техническая характеристика
Ресивер азота высокого давления на приеме компрессоров. Вертикальный, цилиндрический аппарат, пустотелый, со сферическими днищами	Б-2	1	Ст. 20	Расчетное давление - 64 кгс/см2 Расчетная температура - 40оС Диаметр - 1000 мм Высота - 4000 мм Объем - 4 м3
Сепаратор на приеме ПК. Горизонтальный, цилиндрический, пустотелый аппарат со сферическими днищами	С-7 С-5	2	Ст.20	Расчетное давление - 50 кгс/см2 Диаметр -2000 мм Длина - 7400 мм Объем -20м3
Компрессор для циркуляции ВСГ	ПК-1	3	Сборный	Марка 5Г-600-42/60 Расход -36000м3/час Давление на приеме -42кгс/см2 Давление на выкиде -60кгс/см2 Мощность ЭД -840 кВт Число оборотов -167 об/мин Исп. ВЗГ
Холодильник циркуляционного газа. Горизонтальный, цилдиндр кожухотрубный аппарат, одноходовой по трубному и межтрубному пространству	Х-3 Х-4	2	Ст.3	Расчетное давление в корпусе -60кгс/см2, в трубках - 3 кгс/см2 Температура в корпусе - 60оС, в трубках - 40оС Диаметр корпуса - 425 мм Длина - 6877 мм

Таблица 1.3

Перечень блокировок и сигнализации

Наименование параметра	Наименование оборудования	Величина устанавливаемого параметра	Блокировка	Сигнализация	Операции по отключению, переключению и другому воздействию
Температура газа нагнетания ПК-1	ПК-1		110 0С		120 0С		110 0С	Звуковая и световая сигнализация. Отключение ЭД компрессора ПК-1
Температура подшипников ПК-1	Подшипники ПК-1		60 0С		65 0С		60 0С	Звуковая и световая сигнализация. Отключение ЭД компрессора ПК-1
Давление масла к ПК-1	ПК-1	0,15 МПа		0,12 МПа		0,15 МПа		Звуковая и световая сигнализация. Запрет пуска Отключение ЭД компрессора ПК-1
Давление охлаждающей воды к ПК-1	ПК-1	0,12 МПа		0,1 МПа		0,12 МПа		Звуковая и световая сигнализация. Запрет пуска Отключение ЭД компрессора ПК-1
Давление воздуха под кожухом ПК-1	ПК-1	0,25 МПа		0,2 КПа		0,25 КПа		Звуковая и световая сигнализация. Запрет пуска Отключение ЭД компрессора ПК-1
Перепад давления на ПК-1	ПК-1		1,8 МПа		2,0 МПа		1,8 МПа	Звуковая и световая сигнализация. Отключение ЭД компрессора ПК-1
Давление ВСГ на всасе ПК-1	ПК-1	1,5 МПа		0,5 МПа		1,5 МПа		Звуковая и световая сигнализация. Запрет пуска Отключение ЭД компрессора ПК-1

67

Контрольно-измерительные приборы

Для визуального наблюдения рабочего состояния компрессорной установки непосредственно на контрольных точках установлены дисплеи, отображающие значения измеряемых величин:

? Датчики давления оснащены ЖК панелями, на которых выводятся параметры, контролируемые операторами;

? Местные терморезистивные датчики по желанию заказчика оснащаются дисплеями и функциональным полем.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11