Модернизация поршневого компрессора

Содержание

Введение        3

Анализ непрогнозируемых поломок        4

Основные технические данные и характеристика компрессора        6

Устройство и работа составных частей компрессора        8

Принцип работы уплотнений из полимерных сплавов        12

Модернизация компрессора        15

Заключение        23

Список использованных источников        25

Введение

Компрессоры наряду с насосами являются наиболее распространенными машинами в химической, газовой и многих других отраслях промышленности. Современная технология часто не допускает даже следов масла в компримируемом газе.

Компрессор поршневой 4ВМ10-40/70 предназначен для сжатия атмосферного воздуха в установках разделения воздуха. В воздухоразделительных установках смазка компрессоров и детандеров становится источником повышенной опасности разделительных аппаратов ввиду появления взрывоопасных концентраций органических веществ. Для очистки трубопроводов и арматуры приходится затрачивать много труда и использовать растворители, иногда токсичные. Отказ от применения смазываемых машин в воздухоразделительных установках упрощает работу вспомогательного хозяйства предприятия за счет сокращения ассортимента масел на предприятии, так как для смазки компрессоров требуются малораспространенные и дефицитные масла.

В разветвленных системах подачи воздуха (общезаводские системы разводки воздуха и др.) при переходе на компримирование без смазки предотвращает замасливание системы и, следовательно, сокращаются расходы на содержание трубопроводов (отказ от периодического обезжиривания) и устраняется возможность вспышек и взрывов в системе коммуникаций.

К достоинствам машин сухого трения с поршневыми уплотнениями следует отнести простоту конструкции и относительно низкие потери производительности за счет перетечек. При применении  машин сухого трения или переводе смазываемых компрессоров на режим сухого трения может быть решен одновременно ряд технических задач: получение технологического эффекта, экономия масла, предотвращение загрязнений окружающей среды и снижение шума в компрессорном зале, увеличение межремонтного пробега компрессора и сокращение трудозатрат на его ремонт (за счет предотвращения износа цилиндра), повышение надежности и безопасности работы систем, использующих компримируемый газ и др.

Анализ непрогнозируемых поломок

[pic 1]

Рисунок 1 Статистика отказа поршневых компрессоров

Поршневой компрессор, особенно многоступенчатого сжатия, представляет собой довольно сложную и дорогую машину. Поэтому при ее создании ориентируются на обеспечение относительно большой продолжительности эксплуатации. Как показывает анализ различных показателей, в том числе и ресурса работы, этому условию удовлетворяет, в основном, механическая часть компрессора, преобразующая вращение вала в возвратно-поступательное движение поршней. Что касается деталей компрессора, к которым предъявляются взаимоисключающие требования, то они подлежат частой замене, причем не только в ходе профилактических и средних ремонтов, но и в связи с их непрогнозируемыми поломками. Данные для построения изображенной на рисунке 1 диаграммы взяты из ремонтной документации эксплуатируемых компрессоров. Из анализа приведенной на рисунке 1 диаграммы следует, что при рассмотрении возможностей модернизации поршневых компрессорных установок необходимо особое внимание уделять повышению надежности всасывающих и нагнетательных клапанов различных ступеней сжатия, уплотнительных и маслосъемных поршневых колец, втулок, цилиндров, поршней и крейцкопфов, штоков и уплотняющих их сальников. Для подтверждения сказанного сошлемся на резкое отличие в показателях долговечности поршневых компрессоров и применяемых в них клапанов. В то время, как у компрессоров средней мощности долговечность достигает нескольких десятков тысяч часов, у большинства обычно используемых клапанов - всего от 500 до 1000 ч. Поэтому показатели работы компрессоров сильно зависят от срока службы самодействующих клапанов. Из-за значительных ударных нагрузок они часто выходят из строя. Причем, их поломки вызывают серьезные повреждения машины, когда отломившаяся часть клапана попадает в цилиндр компрессора. Ввиду этого срок службы клапанов, а также их другие характеристики (герметичность, газодинамическое сопротивление, своевременность закрытия) оказывают значительное влияние на основные показатели поршневого компрессора в целом. Единственно возможный выход из сложившейся ситуации - замена морально устаревших прямоточных клапанов типа ПИК на современные аналоги. Использование таких клапанов значительно повысит надежность компрессорной установки, увеличит ее энергетическую эффективность, а, следовательно, позволит сократить расходы на ее обслуживание. Отметим также неоднозначность применения смазки в подавляющем большинстве эксплуатирующихся в настоящее время поршневых компрессоров. C одной стороны, смазка увеличивает долговечность машины, но, с другой, - обусловливает наличие сложного и не всегда хорошо работающего оборудования для очистки сжимаемого газа от смазки. Масло, находящееся в газе, кроме этого, вызывает нагары на нагнетательных клапанах при высоких температурах в конце процесса сжатия газов. В поршневых крейцкопфных компрессорах используются две системы смазки. Одна - для смазки цилиндров и сальников специальными маслами, а другая - для смазки всех остальных узлов трения обычным машинным маслом. Я предлагаю провести модернизацию компрессора 4ВМ10-40/70 путем перевода его на работу без смазки цилиндров и сальников с целью увеличения межремонтного пробега оборудования и экономии материальных и трудовых ресурсов. Так же работы по модернизации в разы увеличивают безопасность работы, исключая основные причины возгорания компрессоров и возможных взрывов, т.к. процесс сжатия происходит без масла и все коммуникации и оборудование не засоряются взрывопожароопасными продуктами распада масла. Перевод компрессора на работу без смазки цилиндро-поршневых групп, т. е. на «сухое» компримирование, заключается в полном отключении систем смазки цилиндров и сальников. При полном отключении системы цилиндровой смазки исключается контакт сжимаемого газа с маслом. В этом случае сальники штоков также переводятся на работу в условиях «сухого» трения.