Принцип получения высоких давлений в поршневом компрессоре

При необходимости сжимать газ до давления, превышающего 0,4 . 0,7Мпа по манометру, применяют многоступенчатое сжатие, сущность которого состоит в том, что процесс сжатия газа разбивается на несколько этапов или ступеней. В каждой из этих ступеней газ сжи­мается до некоторого промежуточного давления и перед тем как по­ступать в следующую ступень, охлаждается в межступенчатом холо­дильнике. В последней ступени газ дожимается до конечного давле­ния. В современных компрессорах высокого давления число ступе­ней сжатия достигает семи.

Причины, заставляющие применять многоступенчатое сжатие,

— выигрыш в затраченной работе;

— ограничение температуры конца сжатия;

— более высокий коэффициент подачи

Как было сказано выше, работа адиабатического сжатия значи­тельно превышает работу изотермического сжатия. При увеличении степени сжатия это расхождение быстро увеличивается. Значитель­ное увеличение давления газа в одном цилиндре приводит к тому, что самое тщательное охлаждение цилиндра не приближает процесс сжа­тия к изотермическому, и он становится близок или практически иден­тичен адиабатическому процессу. Это устанавливает предел повыше­ния давления в одном цилиндре компрессора.

Для уменьшения работы сжатия применяется ступенчатое сжа­тие газа с охлаждением его в охладителях, расположенных между сту­пенями компрессора.

В результате охлаждения газа устраняется и другая причина, обус­ловливающая применение ступенчатого сжатия, это недопустимое повышение температуры газа при большой степени повышения дав­ления одноступенчатым компрессором. Температура на этапе сжатия газа не должна достигать значений, при которых происходит измене­ние свойств компрессорного масла. С повышением температуры газа вязкость масла уменьшается, ухудшаются условия смазки, и увели­чивается износ трущихся деталей компрессора. При достижении тем­ператур порядка 180 . 200 0 С масло разлагается, в результате чего по­верхности деталей цилиндра компрессора и нагнетательная линия покрываются нагаром. Это ухудшает охлаждение компрессора и на­рушает его нормальную работу (увеличивается трение между порш­невыми кольцами и цилиндром, возможны поломки колец и задиры поверхности цилиндра, ухудшается работа клапанов, возникает опас­ность самовозгорания и взрыва в нагнетательной линии).

В одной ступени компрессора можно достичь только определен­ных значений ξ = Р2 / Р1 Так чрезмерное повышение ξ может приве­сти к значительному уменьшению коэффициента подачи и, следова­тельно, к уменьшению производительности компрессора. Предель­ный случай, когда компрессор перестает перемещать газ, будет при λо = О. При этом критическое значение равно:

Так при а = 0,1 и показателе по­литропы т = 1,2 критическое значе­ние ξ = 17,8 компрессор будет рабо­тать вхолостую. Это объясняется тем, что при достижении определен­ныx давлений р2 по сравнению с р1 газ содержащийся в мертвом про­странстве, при расширении будет заполнять весь объем цилиндра. При этом не будет происходить процесса всасывания, а следовательно, и на­гнетания.

На рис. 3.4. приведена диаграм­ма рV, иллюстрирующая зависи­мость всасывающих объемов от дав­ления нагнетания Р2 при Р 1 = const.

Из этой диаграммы следует, что увеличение давления нагнетания до р2»приводит к уменьшению объема всасываемого газа до V».При по­вышении давления нагнетания до р»’ объем всасываемого газа становится равным нулю. Про­цесс сжатия и расширения газа в этом случае характеризуется кривой l’ — 2 »’Указанные причины ограни­чивают степень повышения дав­ления одной ступени компрессо­ра значением ξ = 4 . 5,5.

График зависимости объема всасывания от давления нагнетания

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Увеличение — степень — повышение — давление

Уменьшение числа ступеней вентиляторов и компрессоров дает наибольший эффект при увеличении степени повышения давления в одной ступени и сохранении КПД компрессора.  [31]

Уравнивание поршневых сил ряда при несимметричном дифференциальном поршне осуществляют также посредством увеличения степеней повышения давления в ступенях, расположенных на менее нагруженной стороне-поршня.  [32]

Как изменяется отношение Pw внутренней мощности газовой турбины ГТУ и потребляемой компрессором мощности с увеличением степени повышения давления воздуха тгк .  [34]

Итак, основными направлениями повышения эффективности ГТУ являются: увеличение начальной температуры перед турбиной в сочетании с увеличением степени повышения давления в компрессоре, регенерация теплоты, применение сложных циклов. Окончательное решение в каждом конкретном случае принимают на базе технико-экономического анализа показателей создаваемой установки с учетом конкретных условий применения ГТУ.  [35]

Такое присоединение дополнительных мертвых пространств увеличивает диапазон регулирования производительности, так как уменьшение степени повышения давления в первой ступени компрессора компенсируется равным увеличением степени повышения давления в двух последних ступенях.  [36]

Существенное улучшение показателей ПГУ с КУ происходит при достижении начальной температурой Гнт газов ГТУ стехиометрического значения, особенно если это сочетается с увеличением степени повышения давления воздуха в компрессоре тск. При этом КПД производства электроэнергии нетто может превысить 70 %, а удельная выходная мощность установки составить 2000 кДж / кг.  [37]

Изменение параметра Y приведено на рис. 1.7. Как видно из рис. 1.6, б и 1.7, термический КПД цикла Брайтона при адиабатном сжатии воздуха возрастает с увеличением степени повышения давления в компрессоре.  [39]

При переходе в точку 2 загрузка машин уменьшается до 0 82 от номинальной, а температура сепарации снижается с — 19 да — 30 С за счет увеличения перепада давлений на ТХУ, происходящего вследствие роста давления газа на головках скважин и увеличения степени повышения давления на ДКС.  [40]

При неизменной начальной температуре газов увеличение степени повышения давления в компрессоре приводит к снижению температуры выходных газов.  [42]

Второй важной особенностью работы компрессора с таким полем скоростей является значительное уменьшение радиальной неравномерности при прохождении потока через осевую ступень. Уменьшение осевой скорости перед ступенью ведет к увеличению степени повышения давления яст тем более резкому, чем круче протекает характеристика ступени.  [43]

На рис. 9 — 14 приведены зависимости эксергетического КПД одно — ( 1) и двухцелевых ( 2) ГТУ от степени повышения давления в цикле. Анализ графика показывает, что КПД при увеличении степени повышения давления растет незначительно.  [45]

Источники:

http://poznayka.org/s93873t1.html

http://www.ngpedia.ru/id531296p3.html