Подшипники скольжения – сферическое гнездо

Центробежные компрессора. Назначение и работа. Основные узлы конструкций центробежных  компрессоров. Важность смазки для всех типов компрессоров. Важность системы охлаждения

Центробежные компрессоры

           Принцип действия центробежного компрессора основан на том, что давление газа создается за счет центробежных сил , возникающих во вращающемся газовом потоке. Кинетическая энергия, сообщаемая газу рабочим колесом, превращается в энергию давления. Центробежные компрессоры получили значительное распространение на современных технологических установках нефтеперерабатывающих заводов. Они имеют ряд преимуществ по сравнению с поршневыми: газ не загрязняется маслом, так как оно подается только в подшипники; благодаря большой частоте вращения достигается высокая производительность; плавный ход и отсутствие вибрации позволяет сооружать более легкие фундаменты; в связи с равномерной подачей газа отпадает необходимость в ресиверах; более легкие условия эксплуатации. К недостаткам центробежных компрессоров можно отнести ухудшение технико-экономических показателей при увеличении степени сжатия.

             Центробежные компрессорные машины соединяются с быстроходным двигателям – паровой турбиной или электродвигателем, непосредственно с помощью муфты. На ЦКМ имеется циркуляционная система смазки которая предназначена для подачи масла в подшипники компрессора , электродвигателя или турбины.          

Узлы и детали ЦКМ

Рабочие колесазакрытого типа применяют в стационарных компрессорах. Рабочее колесо состоит из двух покрывных  дисков, между которыми находятся лопатки. Рабочее колесо устанавливается на валу на одной или двух шпонках.

Всасывающая камераслужит для подвода потока газа к рабочему колесу.

Диффузоры служат для уменьшения скорости газа, благодаря чему часть кинетической энергии газа преобразуется в потенциальную энергию давления. В центробежных компрессорах применяют два типа диффузоров безлопаточные и лопаточные. Безлопаточный диффузор представляет собой кольцевое пространство, при течении в котором скорость газа понижается вследствие увеличения проходной площади из-за увеличения радиуса. Безлопаточный диффузор образован неподвижными стенками двух вставленных кольцевых дисков или отлитый в корпусе компрессора. В лопаточном диффузоре происходит более быстрое замедление скорости, он представляет собой круговую решетку, образованными прямыми или чаще изогнутыми по дуге окружности лопатками. Лопаточные диффузоры бывают с подвижными и неподвижными лопатками. Диффузоры с подвижными лопатками применяют для регулирования производительности.   

Разгрузочный поршень (Думмис) – служит для уменьшения действия осевых сил. Со стороны колеса на думмис действует конечное давление нагнетания, а с противоположной стороны — давление всасывания. При этом возникает результирующая сила, стремящаяся подвинуть ротор в сторону нагнетания. Она уравновешивает осевую силу, действующую на колесо в результате увеличения давления при сжатии.

Редуктор - это механизм, состоящий из одной или нескольких механических (зубчатая, цепная, червячная и т.д.) или гидравлических передач, предназначенный для уменьшения скорости вращения и увеличения мощности крутящего момента.

Лабиринтные уплотнения это уплотнение вала, представляющее собой бесконтактное уплотнение в виде малого зазора сложной извилистой формы. Уплотняющее действие основывается на удлинении пути уплотнения благодаря попеременному расположению колец на валу и неподвижном корпусе.

 Ставят между ступенями и в местах выхода вала из корпуса машины. Назначение их не допускать перетока газа из ступени в ступень и утечку его наружу.

Торцовые уплотнения -применяют для предотвращения утечек газа в атмосферу

Уже более 20 лет применяются сухие газовые уплотнения. В настоящее

время свыше 80% парка центробежных компрессоров оснащено подобными

системами.

Такая схема применяется для минимизации утечек уплотнительного газа, например в случае биологически опасных газов. Наиболее широкое распространение в промышленности получили торцевые уплотнения типа «Тандем». Конструктивно состоит из двух уплотнений, расположенных в одном картридже. Идеально подходит с точки

зрения надежности и безопасности при магистральном транспорте природного газа. Все рассматриваемые ниже требования к эксплуатации и разработке систем сухих газовых уплотнений будут относиться, в основном, к типу «Тандем».

Первичный газовый затвор действует как основной, а вторичный является резервным. Отфильтрованный газ подается в полость между картриджем уплотнения и внутренним лабиринтом. Большая часть этого газа будет перетекать обратно в компрессор по внутреннему лабиринту, обеспечивая отсутствие жидкости и механических частиц в уплотняющей полости, которые могут повредить газовый затвор. Небольшая часть подаваемого газа будет перетекать через уплотняющий зазор в полость между картриджами первой и второй ступени. Эта полость вентилируется, и утечка отводится на свечу. Картридж второй ступени будет уплотняться газовой утечкой из первой ступени или разделительным газом (опционально, если предъявляются повышенные требования к безопасности процесса) и функционирует как резервное уплотнение. Для изоляции газового уплотнения от подшипниковых камеры и предотвращения попадания масла на уплотнительные поверхности служит барьерное уплотнение. Оно также выполняет функцию уплотнения "последнего шанса" на случай катастрофических разрушений газовых затворов 1 и 2 ступени. Конструктивно обычно выполняется в виде лабиринтного уплотнения или сегментного графитового кольца. Уплотнение достигается за счет подачи буферного воздуха. Графитовое кольцо дает некоторое преимущество, в основном за счет более низких требований к расходу буферного газа (воздуха), по сравнению с лабиринтными барьерными уплотнениями, т.к. имеет меньший зазор с валом компрессора.

Фильтрация уплотняющего газа.Фильтры уплотняющего газа устанавливаются сразу за

точкой подключения стойки СГУ. Они должны использоваться как финальная ступень очистки. Устанавливаются два параллельных фильтра, позволяющих произвести замену

фильтрующего элемента при работе компрессора. Система фильтрации должна обеспечивать абсолютную фильтрацию менее 3-х микрон. Фильтра оборудованы ручным дренажным вентилем. При достижении максимально допустимого перепада срабатывает предупредительная сигнализация.

Система буферного газа буферного газа.Буферный газ требуется для работы барьерного уплотнения. Давления буферного газа должно соответствовать, заявленному фирмой производителем барьерного уплотнения, с учетом потери давления в технологических трубопроводах. Наиболее предпочтительным является использование в качестве буферного газа азота.

Буферный газ подлежит фильтрации сразу после точки подключения.

Фильтры должны быть оборудованы системой контроля перепада давления

на фильтрах. Перепад давления между давлением газа после второй ступени СГУ и буферным газом обычно должен быть 0.2-0.35 кгс/см2 для лабиринтного уплотнения.

Наличие давления буферного газа является необходимым условием алгоритма запуска компрессора, при исчезновении расхода буферного газа на режиме- останов компрессора.

Опорные и опорно-упорные подшипники. Подшипники - это технические устройства, являющиеся частью опор вращающихся осей и валов. Они воспринимают радиальные и осевые нагрузки, приложенные к валу или оси, и передают их на раму, корпус или иные части конструкции. При этом они должны также удерживать вал в пространстве, обеспечивать вращение, качание или линейное перемещение с минимальными энергопотерями. От качества подшипников в значительной мере зависит коэффициент полезного действия, работоспособность и долговечность машины.

Подшипники используемые на турбомашинах:

Подшипники скольжения – сферическое гнездо

В качестве опор и для радиального позиционирования ротора используются два

сегментных самоустанавливающихся подшипника с горизонтальной линией

разъема. Подшипники скольжения

представляют собой самоустанавливающиеся подшипники с принудительной

смазкой, расположенные в сферическом гнезде.

Узел сегментного самоустанавливающегося подшипника состоит из отдельных

позиций, а именно: цилиндрического опорного кольца и узла

самоустанавливающихся сегментов, состоящего из пяти сегментов пяти гнезд.

Опорное кольцо имеет горизонтальную линию разъема и устанавливается в

сепаратор подшипника. Опорное кольцо удерживает узел самоустанавливающихся

сегментов. Пять покрытых баббитом сегментов располагаются под углом 72° друг к

другу. Сегмент может занимать любое положение, определяемое прилагаемой

нагрузкой, вращаясь при этом в гнезде вокруг своего центра (на тщательно

отполированной поверхности). Гнезда изготавливаются из

сплава меди, что необходимо для улучшения отвода тепла.

С каждой стороны опорного кольца имеются покрытые баббитом маслосъемные

кольца. Зазор этих двух покрытых баббитом маслосъемных колец больше

величины зазора между сегментами подшипника. Это гарантирует скольжение

цапфы по самоустанавливающимся сегментам без соприкосновения с

маслосъемными кольцами. Одновременно с этим, маслосъемные кольца помогают регулировать поток масла черезпо дшипник и гарантируют заполнение

подшипника маслом.

Подшипники скольжения смазываются и охлаждаются подаваемым под давлением

маслом. Масло входит в подшипники скольжения через просверленные проходы,

отверстия которых выходят в подшипник.

Упорный подшипник

Упорный подшипник предназначается для гашения горизонтального давления

ротора и его осевого позиционирования в корпусе компрессора.

Опорные сегменты упорных подшипников изготавливаются из баббита на основе

олова, наносимого на основу из меди . За счет вращения на

самоустанавливающихся звеньях эти сегменты легко образуют клинообразную

пленку масла между поверхностью сегмента и подкладной плиткой. Упорные

сегменты поставляются со встроенными термометрами сопротивления (RTD).

СИСТЕМА СМАЗКИ

 Система циркуляционной смазки предназначена для подачи масла в подшипники компрессора и электродвигателя.

Система смазки состоит из:

· маслобака и трубопроводов подвода масла к подшипникам и возврата масла в маслобак. В условиях нормальной эксплуатации масло из маслобака поступает на главный маслонасос и далее в водяные холодильники и фильтры. Охлажденное и отфильтрованное масло поступает к подшипникам. Маслобак разделен перегородкой на две части одна часть приема масла и другая часть, из которой масло засасывается в маслосистему;

· аварийный маслобак. Предназначен для подачи масла на подшипники компрессора и электродвигателя во время аварийного останова компрессора и маслонасосов.

· маслонасосов;

· два маслофильтра (рабочий и резервный) для очистки смазочного масла от механических примесей. Фильтр снабжен трехходовой арматурой, позволяющей на ходу компрессора переключать рабочий на резервный для замены фильтрующий элемент;

· маслоохладителей горизонтальных. Подача масла на охладители регулируется терморегулирующим вентилем в зависимости от заданной температуры;

· электрического нагревательного элемента;

· регулирование давления масла в трубопроводе за фильтрами осуществляется посредством регулятора мембранного типа (перепускным вентилем).