Документация

Общие сведения о поршневых компрессорах

Общие сведения

В состав стационарной компрессорной установки входят: поршневой крейцкопфный компрессор, электродвигатель, а также системы охлаждения, смазки, автоматического управления и защиты.

Компрессор:

Поршневой крейцкопфный с оппозитным или угловым расположением цилиндров. Конструкции компрессоров построены на основе принятых, на заводе-изготовителе нормальных параметрических рядов диаметров цилиндров. Основой параметрических рядов являются оппозитная база 4M и угловые базы 5П и 2П.

Компрессор включает следующие основные узлы: базу, цилиндры, систему охлаждения и привод.

База:

Состоит из унифицированных узлов кривошипно-шатунного механизма (коленчатого вала, шатуна и крейцкопфа), рамы, блока смазки механизма движения и многоплунжерного насоса (для смазки цилиндров и уплотнительных устройств штоков). В компрессорах без смазки многоплунжерный насос (смазочная станция) отсутствует.

Рама:

Чугунная литая, коробчатой формы, с внутренними ребрами усиления. В верхней части рамы предусмотрены плотно закрываемые крышками люки, обеспечивающие доступ к деталям механизма движения. Нижняя часть рамы служит резервуаром для масла. На верхней части рамы установлен указатель уровня масла. Для крепления цилиндров компрессора к раме имеются специальные приливы. В отверстиях поперечных ребер рамы установлены крейцкопфные чугунные гильзы, служащие направляющими для крейцкопфов. Гильзы в случае износа могут быть повернуты или заменены новыми.

Коленчатый вал:

Стальной штампованный, с кривошипами для установки шатунов, опирается на роликовые подшипники (для угловых баз коленчатый вал выполняется однокривошипным, для уравновешивания на вал устанавливаются противовесы). На одном конце коленчатого вала установлен ротор электродвигателя (соединение шпоночное), а в закрепленном на торце вала фланце выполнено квадратное отверстие для обеспечения проворачивания вала компрессора с помощью рукоятки перед запуском. (Рукоятка входит в комплект ЗИП). На другом конце вала крепится шестерня для передачи вращения валу масляного насоса блока смазки.

Крейцкопфы:

Чугунные или алюминиевые литые или штампованные, изготовляются заодно с ползунами. Крейцкопф соединен со штоком закладной гайкой и контргайкой, законтренными стопорными болтами. С шатунами крейцкопф соединяется посредством пальца.

Пальцы крейцкопфов:

Стальные, при сборке запрессовываются в крейцкопф и стопорятся пружинными кольцами.

Шатуны:

Стальные штампованные двутаврового сечения. Шатун имеет кривошипную головку с отъемной крышкой и неразъемную крейцкопфную головку. Разъемные вкладыши кривошипной головки с антифрикционным слоем из алюминиевого сплава. В крейцкопфную головку запрессована бронзовая втулка. Смазка пальца крейцкопфа осуществляется через отверстие шатуна.

Крышка кривошипной головки шатуна соединяется со стержнем шатуна, двумя шатунными болтами легированной стали и гайками. На головке каждого шатунного болта указывается его начальная длина, необходимая для оценки остаточного удлинения болта за время эксплуатации.

Цилиндры:

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. Сменные гильзы цилиндров ступеней высокого давления изготовляются, из хромистой стали с закалкой для увеличения твердости зеркала гильз.

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.

Привод компрессора:

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 12,33 с-1 (740 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 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.

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.

Система смазки высокого давления:

Масло в количестве 25 л (в компрессорах высокого давления - 6,3 л) заливается в лубрикатор, откуда многоплунжерным насосом подается к цилиндрам. 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 Госгортехнадзором СССР от 07.12.1971 г. для воздушных компрессоров и <Правил устройства и безопасной эксплуатации компрессорных установок с поршневыми компрессорами, работающими на взрывоопасных и вредных газах>, ПБ 09-297-99 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 воздуха:

а) при превышении температуры воздуха после каждой ступени сжатия;

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

с) при недопустимом уменьшении протока охлаждающей воды;

d) при превышении давления нагнетания выше допустимого;

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

2) 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).

Более подробно особенности систем автоматики изложены в технических описаниях и инструкциях по эксплуатации, которые входят в комплект поставки эксплуатационной технической документации.

Предприятие - изготовитель может изменять тип комплектующих изделий системы автоматики на более современные. Системы автоматики выпускаются в климатическом исполнении У при эксплуатации в помещении для изделий 4 ГОСТ 15150-69.

Технические требования к монтажу компрессорных установок:

Монтаж и эксплуатацию компрессоров необходимо проводить в соответствии с руководством по эксплуатации ВП.ЗАО-РЭ завода изготовителя, а также для воздушных компрессоров в соответствии с <Правилами устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздухопроводов и газопроводов> и для газовых компрессоров в соответствии с ПБ 09-297-99.

Монтаж и эксплуатацию электрооборудования необходимо проводить в соответствии с <Правилами устройства электроустановок> (ПУЭ).

При работе компрессорных установок с газами, агрессивными по отношению к меди и стали, перед приборами контроля параметров следует применять разделительные сосуды, которые в комплект поставки не входят,

Для устранения вибрации щита автоматики между его корпусом и основанием необходимо проложить резиновую прокладку.

Комплект поставки:

Типовой: промежуточные и концевые газоохладители, влагомаслоотделители, система автоматики. Воздухосборник (только для компрессоров для сжатия воздуха на конечное давление, 0,882 МПа (9 кгс/см'), поставляется по отдельному договору).

Межступенчатые трубопроводы поставляются заводом в виде готовых патрубков с припуском на одном конце для подгонки по месту установки. В патрубки должны быть вварены штуцеры и бобышки для отбора давления, установки датчиков температуры и установки предохранительных клапанов. По согласованию с заказчиком все трубопроводы могут быть поставлены метражом.

Компрессорные установки в моноблочном исполнении поставляются с газопроводами, смонтированными на заводе-изготовителе.

Трубопроводы к отдельностоящим газоохладителям поставляются метражом.

Нагнетательный трубопровод последней ступени и всасывающий трубопровод первой ступени (их конфигурация определяется при монтаже установки на месте эксплуатации) не входят в объем поставки.

Для удобства обслуживания к компрессорной установке прилагается соответствующая техническая документация, комплект ЗИП и спец. инструмент для обслуживания.

Фундаменты компрессорных установок:

Выполняются по рабочим чертежам, разработанным специализированной организацией, применительно к конкретному месту расположения установки. Проект фундамента должен соответствовать требованиям, определяемым технической документацией компрессорной установки. Разбивка отверстий под фундаментные болты, а также исходные ориентировочные данные для расчета фундамента приведены в каталоге. При проектировании следует иметь в виду, что соединение фундамента с фундаментом другого рядом расположенного оборудования и стенами здания не допускается. Удаление фундамента от стен и другого оборудования должно обеспечивать удобное обслуживание компрессорной установки при работе, осмотре и ремонте.

Для получения минимальных размеров фундамента разрешается под ответственность организации, вводящей изменения, уменьшать длину фундаментных болтов, а также заменять болты, поставляемые заводом, фундаментными болтами не заводского типа. При этом прочность заделки болтов должна быть не ниже прочности самого болта. При подготовке фундамента обязательно должна быть соблюдена технология его изготовления. Монтаж компрессорной установки допускается только после полной готовности фундамента и затвердевания бетона. Высота фундамента, а также размеры его основания назначаются в зависимости от свойств грунта. Зазор между фундаментом и полом заполняется асфальтом или другим эластичным материалом.