Основные характеристики и показатели промышленных компрессоров

На компрессорных станциях промышленных пр приятий в основном используются поршневые и ту-бокомпрессоры. Компрессоры этих типов значительно но различаются по производительности: тур6окомпрессоры имеют производительность в диапазоне VTk = 100-7000 нмз/мин, а поршневые, соответственно, VП = 5-100 нмз/мин.

При одинаковых конечных давлениях за компрес сором турбокомпрессор, как правило, имеет больше число ступеней (из-за ограниченности степени повышения давления в одной ступени примерно 1,15-1,2), чем поршневой. Так, для обычных заводских пневмосетей с давлением 6-8 атм турбокомпрессор имеет 6 ступеней сжатия, а поршневой - всего2.

Турбокомпрессор имеет большое преимущественно перед поршневым вследствие чистоты подаваемого сжатого воздуха, в то время как в большинстве поршневых компрессоров сжатый воздух загрязняется смазкой, что требует очистки и, следовательно, неизбежно связано с гидравлическими потерями.

Основные характеристики наиболее распространенных марок поршневых воздушных компрессоров выпускаемых отечественной промышленностью, приведены в табл. 2.5.3.

Технические характеристики современных турбокомпрессоров приведены в табл. 2.5.4.

 

Технические характеристики наиболее распространенных поршневых воздушных компрессоров

Марка компрессора Производительность, м3/мин Давление нагнетания, МПа Количество ступеней Мощность потребляемая, кВт Число оборотов, об/мин
ВУ-3/8 0,8
2006-10/8 0,8
2ВП-10/8 0,8
ВУ-22/6 0,78
5ВП-30/8 0,8
ВП-50/8 0,8
ВГ-100/8 0,8

 

Технические характеристики наиболее распространенных центробежных воздушных компрессорных машин

Марка ком- прессора Производи- тельность, м3/мин Давление нагнета- ния, МПа Мощность потребля- емая, кВт Частота вра- щения рота- ра, об/мин Число сту- пеней по секциям Приводной двигатель Мощность привода, кВт
К-250-61-1 0,9 2+2+2 СТД-1600-23-УХЛЧ
К-500-61-1 0,88 2+2+2 СТМ-3500-2
К-1500-62-2 0,731 2+2+2 СТД-10000-2У-У 10 000
К-3000-61-1 0,647 15 100 2+2 турбина К-19-35 19 000
К-3250-41-2 0,441 11 200 2+2 турбина К-12-35 12 800
К4250-41-1 0,38 13 500 2+2 К-19-35 19 000
К-5500-42-1 0,51 16 300 2+2 К-19-35 19 000

 

Технические характеристики наиболее распространенных винтовых воздушных компрессоров

Марка компрессора Производительность, м3/мин Давление нагнетания, МПа Количество ступеней Мощность потребляемая, кВт Вес, кг
ES7 1,1 0,75
ЕSS18 3,0 0,75
ЕSS 37 6,3 0,75
ЕS55 9,4 0,75
ЕSD 110 20,9 0,75
ЕSN 160 29,0 0,75
ЕSN 250 43,4 0,75
ЕSN315 51,3 0,75
ЕSN400 63,3 0,75
ESN 500 73,5 0,8

 

В последнее время в связи с тенденцией к децент­рализованному воздухоснабжению на многих пред­приятиях в СВС для обеспечения сжатым воздухом удаленных потребителей устанавливают винтовые компрессоры. По производительности и развиваемо­му давлению эти компрессоры ближе к поршневым, однако, как правило, имеют большую автономность, работают без водяного охлаждения, снабжены (осо­бенно импортные марки) частотным регулированием.

В табл. 2.5.5 приведены характеристики наи­более часто применяемых в заводских пневмосетях винтовых компрессоров отечественных и зарубеж­ных марок.

При проведении энергоаудита СВС инженеру не­обходимы сведения по основным показателям комп­рессоров, позволяющие проанализировать конкрет­ные значения потребляемой мощности, КПД, затрат электроэнергии.

К основным показателям компрессоров относятся следующие.

Объемная производительность компрессора Vk, м3/мин. Определяется всегда по условиям всасывания при нормальных условиях: Р = 0,1 МПа и Тпс = 293 К.

Массовая производительность компрессора:

где р — плотность воздуха при тех же условиях, при которых определена V.

где Рвс.н, Твс, — давление и температура при нормальных условиях всасывания.

Отношение давлений на выходе и входе компрессора называется также степенью сжатия:

где: Pн — давление нагнетания компрессора, МПа. Используется степень сжатия отдельных ступеней и компрессора в целом или . Приближенно можно считать .

Мощность, потребляемая компрессором:

кВт

где: lk — удельная работа компрессора, дж/кг; Gk —секундный массовый расход, кг/с.

Для идеального процесса сжатия без охлаждения

изоэнтропная (адиабатная) работа сжатия определяется:

, Дж/кг

где: k = 1,4 — показатель адиабаты воздуха;

R = 287 дж/кг, k — газовая постоянная воздуха.

Для действительного процесса сжатия без охлаждения работа определяется:

где: — адиабатный КПД неохлаждаемых ступеней или секций компрессора.

Для современных компрессоров значения изменяются в пределах 0,8=0,85.

Для процесса сжатия с отводом тепла в идеальном случае (изотермический процесс) работа сжатия определяется:

,Дж/кг

Действительная работа компрессора охлаждения:

, Дж/кг

где: — изотермический КПД компрессора с охлаждением, для современных компрессоров значения изменяются в пределах 0,55 - 0,65.

Для наиболее распространенного способа реализации процесса сжатия в нескольких ступеням охлаждением между ними действительная работа сжатия определяется:

,Дж/кг,

где: li — действительная работа i-й неохлаждаемой ступени (секции) при соответствующих каждой ступени .