|
В практике работы компрессоров
часто возникает необходимость увеличения или уменьшения количества газа,
подаваемого компрессором или группой компрессоров. Обычно несоответствие
между подачей газа в сеть и его потреблением выражается в изменении давления
нагнетания, которое понижается или повышается. В этом случае конечная цель
регулирования компрессорной установки как самостоятельно изолированного
агрегата — обеспечение постоянства заданного давления (т. е. регулирование на
так называемое постоянное давление).
Существуют различные способы регулирования давления, как
по схеме, так и по технологии исполнения. В связи с этим при выборе той или
иной схемы необходимо исходить из наиболее экономичной, возможной для данных
условий а оборудования. Во всяком случае замена ручного регулирования
автоматиче- ] *ким приводит к повышению точности регулирования.
При эксплуатации групповых компрессорных установок
регулирование общей производительности обеспечивается пуском или остановкой
одного или нескольких компрессоров. Однако при работе одиночных компрессоров
такой способ приводит к резким изменениям давления в сети, что может
расходиться
с условиями поставки газа.
Наилучший способ регулирования — изменение частоты
вращения вала
компрессора и там, где это возможно, установка двигателей
синхронных или
внутреннего сгорания.
Однако приводом большинства компрессоров, используемых на
нефте-
химических предприятиях, слуя?ат асинхронные двигатели с
нерегулируемой частотой вращения вала. В этом случае внедрение регулирования
частоты вращения вала потребовало бы сооружения мощных редукторов и
вариаторов скоростей, что не всегда способствовало бы повышению экономичности
установки по сравнению с более простыми, но менее экономичными способами
регулирования. В связи с этим рассмотрим наиболее распространенные способы
регулирования поршневых компрессоров.
Регулирование воздействия на коммуникацию
Сущность регулирования сводится к перекрытию линии
всасывания или к перепуску сжатого газа из нагнетательного трубопровода во
всасывающий. В первом случае вручную или автоматически прикрывается запорный
клапан
на всасывающей линии. Это вызывает ( 10.27) понижение
давления всасывания с рг до рг рег, что приводит к уменьшению количества
поступающего в компрессор газа с Уг до Vx рег и соответственно к уменьшению
подачи газа с V2 до FSper. При работе компрессоров с использованием горючих
газов этот способ регулирования опасен тем, что разрешение газа перед входом
в компрессор и негерметичность этого узла могут привести к просачиванию в
систему воздуха, образованию по- ty лимерных соединений, а при больших
поступлениях газа даже к образованию взрывоопасных смесей. Кроме того, при
дросселировании ' -г- на всасывающей линии понижается давление
10.27. Диаграмма цикла в промежуточных ступенях, так как
отношение поршневого компрессора при ре- давлений при этом сохраняется
постоянным, гулировании с помощью дроссе- для последней ступени вследствие
того, что лировашш всасывающей нагнетания продолжает
оставаться
равным давлению в сети, это приводит к увеличению
отношения давлений и росту температуры нагнетания, что не всегда
допустимо (особенно для воздушных компрессоров).
При регулировании перепуском газа с нагнетания на
всасывание происходит сброс газа с промежуточных ступеней и нагнетание его во
всасывающий трубопровод. При таком регулировании получается холостой ход
поршня, что
имеет большое значение в момент пуска компрессора.
Однако этот вид регулирования очень неэкономичен, приводит
к повышению температуры и давления по ступеням, снижению производительности
компрессора и т. д.
В некоторых компрессорах цилиндры (например, для
многоступенчатых компрессоров — это цилиндры I ступени) выполняются с
устройством, позволяющим повышать величину «мертвого» пространства ( 10.28).
В этом случае происходит увеличение «мертвого» пространства, что приводит к
снижению количества газа, поступающего в цилиндр I ступени, с Fx до Vlpttr и
уменьшению объема газа, подаваемого в напорную линию, с У2 до У2рег. При
определенном значении объема «мертвого» пространства создается такое условие,
при котором объем расширившегося в нем газа займет все пространство цилиндра.
В этом случае не будет никакой производительности, а процессы сжатия и
расширения будут характеризоваться общей кривой 1—3 (см. 10.28).
Регулирование воздействием I на всасывающий клапан
Этот способ регулирования основан на том, что при
негерметичности всасывающих клапанов цилиндров I ступени во время процесса
сжатия часть газа (или все его количество) выходит через неплотность во
всасывающий трубопровод, сокращая или доводя до нуля производи- тельность
компрессора. Для регулирования производительности таким способом один или
несколько всасывающих клапанов цилиндров
I ступени компрессора снабжаются устройствами,
позволяющими отжимать пластину клапана и искусственно создавать его
негерметичность.
Существует много конструкций клапанов с отжимным
устройством, однако все они сводятся к тому, что при определенных условиях в
седло клапана входит вилка, которая частично или полностью ограничивает
высоту подъема пластины, препятствуя ее посадке на седло. Обычно такой клапан
являетсяисполнительным органом регулятора давления газа в напорной системе
ком- примирования.
клапан с отжимным устройством, который устанавливают с
регулятором давления, осуществляющим пневматическую пере- * дачу импульса.
При увеличении давления в напорной системе компрессорной установки повышается
давление в пространстве и над упругой мембраной. В результате этого сжимается
пружина 3, а вилка 2 подается в седло 5, от которого отжимается пластина 4.
При достижении нормального давления в напорном газопроводе давление над
мембраной 1 понижается, вилка 2 под действием пружины 3 возвращается в
исходное положение и освобождает пластину клапана. На 10.30 приведена
индикаторная диаграмма работы компрессора при осуществлении регулирования
производительности компрессора описанным способом. Процесс сжатия, вернее,
процесс вытеснения газа из цилиндра в приемный трубопровод осуществляется по
кривой 1—5. Линия 5—1 характеризует заполнение цилиндра газом.
Регулирование воздействием на всасывающий клапан цилиндра
I ступени является наиболее простым и распространенным способом уменьшения
произ-
водительности и может быть применено в любом поршневом
компрессоре. Однако этот способ регулирования не отличается большой эффективностью,
так как затрачиваемая при холостом ходе мощность компрессора составляет
все-таки около 15% мощности при полной нагрузке.
Одним из важнейших этапов|повышения экономичности работы
компрессоров является внедрение автоматизированных схем регулирования, а
также схем автоматики пуска и остановки.
|