Конструкция и монтажные характеристики

Центробежные компрессоры изготовляют преимущественно с горизонтальным разъемом корпуса и используют для сжатия и подачи воздуха и газов в химической» нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности.

При вращении рабочего колеса компрессора на стороне входа в него образуется разряжение, вследствие чего газ поступает по всасывающему патрубку в канал между лопатками рабочего колеса.

В зависимости от требуемого давления центробежные компрессоры изготовляют одноступенчатыми и многоступенчатыми. Компрессоры одностороннего всасывания имеют на валу думмис, расположенный на противоположной стороне от всасывающего патрубка. Думмис уравновешивает ротор от сдвига в одну сторону. Остаточная осевая сила, не разгруженная думмисом, воспринимается рабочими колодками опорно-упорного подшипника. В компрессорах, у которых рабочие колеса всасывающей стороной обращены в противоположные стороны и их число четное, осевые силы уравновешиваются без думмиса, а остаточная осевая сила воспринимается колодками двухстороннего опорно-упорного подшипника.

В состав компрессорной установки (рис. 24) входят компрессор (одно-, двух- или трехкорпусный), редуктор или мультипликатор (для высокооборотных машин), электродвигатель, охладители газа и воздуха, система смазки (циркуляционная принудительная со свободным сливом масла в бак) и вспомогательные трубопроводы. Вал ротора компрессора соединяется с редуктором или мультипликатором с помощью зубчатых муфт, а редуктор с электродвигателем через упругую или зубчатую муфту.

Для подачи масла в систему маслоснабжения используют как объемные (зубчатые, шестеренчатые, винтовые, плунжерные), так и динамические (центробежные, струйные) насосы. Привод насосов « от вала компрессора, электродвигателя или паровой турбины. Для подачи масла на смазку подшипников, в систему регулирования, а также к уплотнениям компрессоров при давлении до 3 МПа применяют центробежные, шестеренчатые и винтовые насосы. При более высоком давлении, требуемом для систем уплотнения, применяют только объемные насосы, а при давлении до 30 МПа плунжерные насосы различных типов.

Рис. 24. Центробежный компрессор с тремя цилиндрами (низкого, среднего и высокого давления)
а — установочный чертеж; б -- продольный разрез корпус» высокого давления; 1 -- корпус низкого давления; 2 --корпус среднего давления; 3 — корпус высокого давления; 4 мультипликатор; 5 — электродвигатель; 6* - возбудитель;    7 —   маслобак;

1. -  влагоотделитель;
2. - газовые коммуникации

В системах маслообеспечения используют турбинные масла марок Т-22, Т-30 (или модификации этих масел с различными композициями присадок). Маслоохладители предназначены для поддержания температуры масла в пределах 40-45°С. Они представляют собой кожухотрубчатые вертикальные или горизонтальные теплообменники с гладкими или оребренными трубами.

Аналогично выполнены теплообменники для охлаждения сжимаемых компрессором воздуха или газов.

Система регулирования (скорости вращения, производительности и давления нагнетания) компрессора состоит из регулятора, усилительных звеньев, исполнительных органов и обратной связи. Компрессоры устанавливают на железобетонном фундаменте рамного типа. На втором этаже фундамента расположены корпуса компрессора, редуктор или мультипликатор и электродвигатель. Вспомогательное оборудование и коммуникации размещают в межэтажном пространстве и на нулевой отметке.

Наиболее сложную конструкцию имеют центробежные компрессорные установки высокого давления, применяющиеся в технологических линиях по производству аммиака. Так, компрессор азотоводородной смеси (рис. 25) предназначен для сжатия 176 ООО м7ч азотоводородной смеси до давления 32 МПа и подачи ее в отделение синтеза аммиака, а также для обеспечения циркуляции газа в отделении синтеза 64 ООО м3/ч газа. Он состоит из трех корпусов, четырех секций и ступени рециркуляции газа (одно колесо). Номинальная частота вращения ротора компрессора 11 300 мин'1.

Азотоводородная смесь под давлением 2,4 МПа при температуре около 40°С поступает в корпус низкого давления, состоящий из двух секций, в каждой из которых по пять рабочих колес. После первой секции газ под давлением 4,9-5,1 МПа при 150°С подают в промежуточный холодильник с воздушным охлаждением, затем в сепаратор и во вторую секцию компрессора, которая, как и первая, имеет пять рабочих колес. Колеса первой и второй секций расположены в корпусе "спина к спине". Во второй секции газ сжимается до 10 МПа и при этом нагревается до 1й0°С. Затем газ проходит последовательно два холодильника: с воздушным охлаждением и аммиачный, где охлаждается от 50 до 8°С испаряющимся аммиаком.

Далее из сепаратора газ поступает в третью секцию компрессора (корпус среднего давления), в которой сжимается до давления 22 МПа, нагреваясь до 118°С. Третья секция компрессора имеет десять рабочих колес: первые пять направлены стороной всасывания к турбине, следующие установлены к ним тыльной стороной. После этого синтез-газ поступает в четвертую секцию, в которой в зависимости от модификации установлены шесть или семь рабочих колес. В ней газ сжимается до 33,9 МПа при 115-145°С. Потребляемая мощность компрессора составляет 28 580 кВт и слагается из следующих значений по секциям: первой - 6480, второй - 6650, третьей - 7470, четвертой - 5794, ступени рециркуляции - 185 кВт.

Для антипомпажной защиты компрессорной установки предусмотрены клапаны, при помощи которых происходит перепуск газа: для корпуса низкого давления из трубопровода линии нагнетания первой секции в трубопровод линии всасывания той же секции; для корпуса среднего давления из линии нагнетания третьей секции в трубопровод линии всасывания второй секции; для корпуса высокого давления из линии нагнетания четвертой секции в трубопровод линии нагнетания третьей секции. Байспасные линии и клапаны обеспечивают работу компрессора в циркуляционном контуре, когда не принимается газ в отделение синтеза. Если необходимо, при помощи этих клапанов ведут также более глубокое, чем позволяет турбина, регулирование производительности компрессора. При остановке компрессора открываются клапаны с линии нагнетания второй секции на линию всасывания первой и с линии нагнетания третьей — на линию всасывания второй соответственно.

Компрессор приводит во вращение паровая турбина. Давление пара на входе в турбину 10,5 МПа, температура 485°С. Турбина выполнена из двух частей в одном корпусе. Первая часть по ходу пара — часть высокого давления, после нее 300 т/ч пара под давлением 3,6—4,2 МПа направляют в коллектор, вторая — часть низкого давления, после нее пар поступает на конденсационную установку.

Имеются насосы подачи смазочного масла на подшипники компрессора и паровой турбины, а также на соединительные муфты и в уплотнения валов (уплотнительное масло). Один из них — основной с приводом от паровой турбины, другой — резервный с приводом от электродвигателя (табл. 19).

Для предотвращения аварий на компрессорной установке предусмотрены системы блокировки, которые останавливают компрессор. Остановка компрессора наступает в случае осевого (продольного) смещения вала в каждом из корпусов на 0,25 мм. Компрессор останавливается также при температуре подшипников компрессора и турбин выше 90"С; при температуре газа в нагнетании после первой и второй секции выше 190°С, после третьей « 170°С, после четвертой « 190°С; при падении давления смазочного масла в напорном маслопроводе до 0,006 МПа; при повышении давления на линии отбора пара после турбины высокого давления до 4,7 МПа. Система уплотнения валов снабжена напорными бачками, в которых поддерживают постоянный уровень масла. При понижении в них уровня масла компрессор останавливается.

В случае увеличения перепада давления между линиями нагнетания и всасывания циркуляционной секции компрессора срабатывают блокировки, открывающие клапаны перепуска газа с линии нагнетания четвертой секции на линию всасывания рециркуляции и с линии нагнетания рециркуляции на линию нагнетания четвертой секции.

При падении давления смазочного масла в маслопроводе до и после регулятора давления соответственно до 0,8 и 0,18 МПа происходит пуск резервного насоса смазочного масла. Насосы подачи смазочного и уплотнительного масла корпуса низкого давления расположены на одном валу, поэтому их пуск происходит также при понижении уровня в напорном баке уплотнительного масла корпуса низкого давления. Пуск резервного насоса уплотнительного масла для корпусов среднего и высокого давлений производится при понижении уровня в напорных баках этих корпусов.

Уровень заводской готовности, блочности, монтажной технологичности и комплектности центробежных компрессоров должен соответствовать требованиям действующих нормативно-технических и директивных документов (см. гл. 1). Научно-производственные объединения "Невский завод" им. В.И. Ленина, "Дальэнергомаш" и "Казанькомпрессор-маш" изготовляют компрессоры с учетом их монтажа крупными блоками (табл. 20 и 21).