RU26254U1 - Компрессорная установка - Google Patents

Abstract

Компрессорная установка, содержащая компрессор, установленные на линии нагнетания теплообменник-утилизатор, концевой холодильник, воздухосборник, соединенные между собой основными и дополнительными трубопроводами, которые снабжены клапанами, электрически связанными с блоком управления, и пневмосеть, причем компрессор посредством всасывающего трубопровода соединен с фильтром, представляющим собой корпус с крышкой и коническим днищем, а в нижней части которого установлен поплавок-конденсатор, в верхней части корпуса выполнено устройство в виде суживающегося сопла, к входному отверстию которого прикреплена сетка, а после его выходного отверстия установлена отражательная перегородка, отличающаяся тем, что корпус фильтра выполнен в виде рубашки с воздушной полостью, образованной внешней и внутренней стенками, при этом к внешней стенке корпуса фильтра присоединен в области днища штуцер ввода обогревающего воздуха, а к верхней части корпуса фильтра присоединен штуцер вывода обогревающего воздуха, причем штуцер ввода обогревающего воздуха через управляемый клапан соединен с нагнетательной линией, а штуцер вывода обогревающего воздуха трубопроводом соединен через управляемый клапан с концевым холодильником.

Description

2О021051454

««ИШРШМ 6 МПК F 04 D 29/58

Комнрессорная усгановка

Изобретешш относится к упра&лешш компрессорными установками, эксрл атируемыми в различных отраслях рародного хозяйства, находя1цимися в клжматичестсих условиях с длительным воздействием мищъ-овых температур и особенно на шахтных нред11р11ятиях горной промышленности.

Известна компрессорная установка (см. а. с. т 1746078, МКл F 04 D 29/58, 1992. Бюл. JN2 25), содержащая компрессор, установленные на лишш нагнетания теплообменник-утилизатор, концевой холодияьиик, воздухосборник, соединенные между собой основными и доиолиительмыми трубопроводами, которые снабжены клапанами, электрически связанными с блоком управления, и гшевмо/естью.

Недостатком является поступление зпачительиото количества каплеобразной влаги со всасываемым воздухом в компрессор, особенно в зимне-весенний и осенне-зилший периоды, когда атмосферный воздух с высокой относительной влажностью дополнительно насыщается влагой гфи дожде, туманах, при снегопаде и метелях ™ льдом и кксем, псреходяпйхх в Ж15дкость в процессе охлаждения после сжатия, что приводит к низкой эксплуатаШюнной надежности работы компрессорной установки и повышению энергозатрат на прошводство сжатого воздуха, обусловленных необходимос гью последуюш,его удаления влаги из пневмосети энергоешагми устройствами, например вдатоотдежггедями.

Известна компрессорная установка (см. патент РФ Ка 2169294 МГЖ F 04 D 29/58. 2001 Бюл. 17), содержащая компрессор, установленные на лишш агнетаН11Я теплообмеш1ик-ут11)П1затор, концевой холодильник, воздухосборник, соединенные между собой основными и дополните. трубопроводами, которые снабжены клапанами, электрически связанными с блоком управления и пиевмосеть, причем ко&шрессор посредством всш ывашщего трубопровода соединен через крышку с фильгром, нредставля1Ош,им собой корпус с крьшжой и кош1че |р|М днищем, в нижней части которого установлен поплавок-конденсатор, в

jtopnyca выподнено устройство всуживающегося соола, к входному

отвсрспйо которого 1ф51жрей11сна оетка. а после его выходного отверстия ус новлсна отражр тсльная перегородки.

Недостатком является воз растанме энергоемкости производства сжатого воздуха при ноддержашш нормированной массовой прошводигельност компрессора, определяемое увеличением аэррдипами юскрго сопротивлеиьш при от р1щательных температурах атмосфернох о воздуха, осрбе шо при MexdJbpx js снегопадах, а также в осенце-зик1ний и зимне-весешйш периоды ш-за процесса наледенешш агмосферной влаги на внутренних поверхностях элементов воздушного фщ1Ьфа.

Технической задачей изoбpeгeшiя является устранение дополнительных энергозатрат на производство сжатого возд} х;а при поддержании нормированной массовой прошводйтельности компрессорной установк нутемналедеиеш1я атмосферной влши на элементах воздушного фильтра, приводящей к; меньшениро проходных сечещж и., соответственно, возрастаняш 1ж аэродинамических сопротивлений.

Техш1ческ1Ш результат по досп1жешйО нормированных энергозатрат производстве сжатот воздуха зад ппого колк юства в вменяющихся погодно К1шма:ги4есш1х условиях обеспечивается за счет снабжешю ко нтрессорной установки воздушным фильтром с корпусом, который выполнен в рубашк41 с воздушной полостью через которуто про11у:скают горячийвоздух, поступающий из нагнетательной шшии компрессора и з одяпцта в концевой холодильшж. Про1рев корпуса воздушного филь-фа горячим воздухом предотвращает возможцость наледенсния атмосферной влаги на его элементах и, соответственно, ПС доп скает зпвсшпения аэродипамичсского сопротивления 11рохож де1П2о всасываемого воздуха.

На фи1 1 представлена пр1ШЦ1и1иш1ьная схема компрессорной установю ; на фш 2 - обшдш вад воздушного фильтра компрессора.

дильшжа 5 и воздухосборника 6, причем последшш через клапан 7 соединен с пневмосегью 8. Тешюобменник-уп1лизшор 9 дополнительным трубопроводом 10 и клапаном 11 соединен с чшнета1ёл&ной 2, а дшl0JШIтгeльFlы л трубопроводом 12 и клапаном 13 соединен с концевым холодильником 5, кроме того теплообменник- утш1изатор у дополшетельным 1рубог1роводом14 и клапаном 4р соединен с воздухосборшжом 6, а дополнительным трубопроводом 16 и клапаном 17 соединен с пневмосегью 8. Блок управления 18 эл етргиески соединен с датч1жами давления и reivuiepaiypbi 19, установленными на всасывающем трубопроводе 20 и датчиками давления и 1емперагуры 21, усгаяовлейнмми на ннев& осети 8. На всасывающем трубопроводе 20 укреплен воздушный фiijiьтp 22, состоящий из корщ са с крышкой 21 и конического дн11ща 24, в Ш4жней части которого усгановлен поплавок-конденсатор 25, а в верхней часрл корпуса выполнено ус1ройс1 во в виде с ткиван щегося сопла 26 к входному отверстию 27 которш о прикреплена 28, при этом после выходного отверстии 29 слаживающегося сопла 26 установлена отражательная перегородка 30. Корпус воздушного фильтра 22 выполнен в виде рубашки с воздумшой полостью 31, образованной впугренней 32 и внешней 33 стенкааш, при этом к внешней стенке 33 в области KOHIIческого дшшда 24 укреплен штуцер 34 ввода обо1реваемого воздуха, а в верхней части корпуса на внешней стенке крышки 23 укреплен штуцер 35 вывода обо1реваемого воздуха. Штуцер 34 трубопроводом 36 соед1шен с нж нетательной линией 2 через регулирующ1Ш вентиль 37, а штуцер 35 трубопроводом 38 посредством ре1 лирующего вентиля 39 связан с воздухосборником 6. Компрессорная установка работгшт следующим образом. При положительных температурах окружающей срёда.1 в осеине-311МШ1Й Шриод с высокой втносительной влажностью и еоответетнуюпршя параметрами по давлению и темперагуре, фиксируемылщ датчиками 19, установленными па всасывающем трубопроводе 20, атмосферный воздух поступает через сетку 28 во входное отверстие 27 суживающегося сошщ 26, где, в результате образования воронки, закручиваеiся и поступшг к вьгходном отверстию 29.

llJWH i b

После выходного отверстия суживающе1 ося coima 26 наблюд гся ноджа тие струи закрученного потока атмосферного всасываемого воздуха, что npiiBoД1ГГ к догюлшггельной коагуляции мелкодисперрьвдх капелек, скоцденеировавшихся в процессе завихрения атмосферной влаги. После гюджат11я перед отра5к;агельной перегородкой 30 пройсходт внеза1шое расяофешш с эффек1ом ДжоуляТомсона. Внезапное расиофение сопровождается €Ш1жеш1ем скорости Всймого потока воздуха и образованием факела (опраделяемого ра етоянием до отражательной нерегородки), оптимальные размеры которого обеснечивают эффекгивное использование теплоты испарения,

Термодина ически расслоенный в слаживающемся дозвуковом сопле 26 атмосферный воздух представляет собой два потока: холодный, нас1р1щенный мелкод11сиерсной влагой, появляется в процессе конденсащш паров атмосферной влаги за счет 1к)лее Ш1зкой температуры его по сравнению с средой и горячий, насыщенный твердьт и часпщами пыли и крзттаодисперсиой жидкостью в случ наличия в окружающей филь ф среде дождя или тумана. Хо юдный поток, представляющими собой ядро влажноЗго всасываемого воздуха, насыщенный твердыми и каплеобразными частицами ударяетсд об отражательную перегородку 30. Жидкость, имеющая темверачуру холодного потока, образует «пятно Ж1адкости. Последующт контагг «пятна жидкости с влажным воздухом Имеющим усредненную темнерагуру (происходит смешивание в корпусе фшштра 22 на О1ршкательной перегородке 30 горячего и xoJюдI oгo потоков), превышающ то теАшературу Ж11дкости в «пятне, пр1шодит к ее испаревию. В результате отбора некоторого количества тепла от влажного воздуха на процесс испарения жидкости на отражательной перегородХе 30. наблюдается дш1Ьпе1Щ1ее охлаждение влажного воздуха, и yaemiHemie его плотности. В результате в компрессор поступает льшее KOjm4ecTBO всасываемого воздуха, что приводит к снижению энергозатрат на производство сжатого воздуха.

Очищенный от каплеобразной атмосферный воздух, огибая отражательную перегородку 30 по всасы 1ающе|йу 1рубопроводу 20 поступает в компрессор 1, где осуществляется его сжатие с меньшими энергозатратами, чем если

SMZ

бы наряду с воздухом в кокшрессор 1юсту11Ш1а каплеобразная BjiSia, 11юбук щая дополнительных затрат на сжатие пара (температура при сжатии воздуха резк0 возрастает и каплеобразная влага превращается в пар). Под воздействием блока управления 18 клапаны 11, 13, 15 и 17 закрываются, а клапаны 4 к 7 открываются. После сжатия, воздух с ем1терш}ф0Г1 свьгше 120 грещу сов направляется по нш нетательной шшии 2, основному трубопроводу 3 через клалан 4 в концевой холодюгьпик 5, где охлаждается до гемперат фы Около 100 градусов, Дале- з процесс охлаждения сжатого воздуха продолжается в воздухосборшже 6. Здесь происход11Т ковденсащш паров злати, находящихся в сжагом воздухе. Ш эоздухосборника 6 через открытый клапан 7 сжатый воздух с температурой, превышающей телшературу окружающей среды на 20-401радусов, поступает в трубопровод 5 пневмосети. По длине пневмосети 8 не насгупает теплового равновесия, т.е. равенства температур сжатого возду ха м окружающей среды. В результате 11рак:гически не происходцсг конденсащш оставшихся паров влащ и сжатый возд с заданной гелшературой и давлением, фиксируемыми датчикам 21, поступает в пневмосетъ потребигеля. Управление работой компрессора 1 осуществляется на основашш известных схем блоком управлешш 18 по соотношению температуры и давлеш1я, ф1жсируемыми датчиками 19 на всасывающем трубопроводе 20 и датчиками давления и температуры 21, установленн&гми на пневмосети 8.

При шфнусовых температурах окружающей ср€;ды и высокой относительной влажности атмосферного воздуха (особенпо часто наблюдаемой при зимиевесеннем и осенне-зимнем периодах), фиксируемых датчиками 19, всасывае&щй поток, насыщенный тверды 1и част1щами жидкости в В1ще снега, инея и (или) каплеобразной влши, через сетку 28 и входное отв€:рстие 27 пост пает в суживающееся со1Ъ1о 26- Воронкообразное движение всасываемого возД}ха в суж1 шающемся сопле 26 приводиг к укрупнению и коагуляции замердшей влаги в виде льда и снега и (гиш) каплеобразной влшт1, которая пОсле выходного отверстия 29, внезатшо расширяясь, удщзяется об офажа:гельную перегородку 30.

наблюдается намерзание атмосферной влага, нрнводящее к уменьшен11к проходных сечешш элементов воздушного фшштра 22. Это, как известно, приводит к возрастанию аэродянаАшческого со11рот11влеш1я воздушного фшгыра 22 и, соответственно, к уменьщешпо массовой производительности коа4Щэессорной установки, т.е. шсл11чсншо энергоемкости О1оводства сжатого воздп а зада1щого кош1чества. Для устранения даннО1о явления блоком управления iS иодасгся команда на регулрфующий вешиль 37, через которьод осуществляется: п0дача части горячего воздуха (около 120 С) по трубопроводу 36 через штуцер 34 в полость 31, где он отдает тепло внутренне 32 и внешней 33 стешсам воздушного фильтра 22. После этого охлажденный сжатый воздух через открытый блоком управления 18 регулирую1ций вентиль 39 по трубопроводу 38 поступает в вшдухосборник 6. В результате ирО1рева корнуса воздуищого фильгра 22 устраняете вшможностъ намерзания атмосферной влаги на его злеменгы, т.е. обесйеч1 Бается нормированное сопротивление прохождешйо агмосферного всасываемого воздуха в компрессор.

Атмосферная после удара об О1раженную пере1рродку 30 стекает в коническое днище 24. По мере накопления в коническом днище влага, она воздействует на поплавок-конденсатор 25 и выводится из воздушного филыра 22. Ошщенный от влаги всасываемый воздух по всасывающему трубопроводу 20 поступает в компрессор 1, где сжилмается и по нагнетательному грубопроводу 2, основному 1рубонроводу 3 через открытый клапан 4 поступает с температурой около 120 градусов в {сонцевой хо.шдильник 5 для част тчнош охлаждения и далее в воздухосборник о.

В воздухосборнике 6 осуществляется процесс конденсации паров влаги, не отделенной в воздушном филыре 22. Сжатый с температурой на 10-20 градусов превышающей те отературу окружающей среды, через открытый клапан 7 постугшет в пневмосегь 8. В результате воздействия на пневмосеть 8 окружающей среды с &ишусовыми температурами осущесхвляетсяохлаждение сжатого воздуха с коиденсацией парв& влагм, а появившаяся в трубогидравлического coiiponiBjisHiiH трубопроводов гшевмосети 8, В этом сдучае, нарядч с тзькиением температуры сжатого воздз а, 1вм ижпся его давлению, что ф жеируется датчика&ш давления и температуры 21 и передается на блок управления 18.

В результате воздействия блока управления 18 на электрически связаниме с HfiM клапаны осуществляются следующие опсращш: открываются I l,i3,15,K 17, safqjbrBapoiCH клапаньг 4 и /. Тогда сжатый ш компрессора 1 с температурой около 120 градусов через открытый клапан 11 по вспомогательному трубопроводу 10 поступает в тешюобменшш-утшБоатор 9, где отдшзт часть тепла и по вспомогательному трубопроводу 12 через открытый клапан 13 направляете в воздухосборник 6. Совместное охлаждение в теплообменшжеутилизаторе 9 и в воздухосборнике 6., обеспе-П1вает дополнительное снижение температуры сйсатого воздуха до значешш близких к температуре среды, т.е. в воздухосборнике 6 осуществлиегся прщтйнесю полная 1ШИденсаид1Я паров вла1Т1. Из воздухосборника 6 сжатый воздух по дополнительному трубопроводу 14 через клапан 15 цоступает в тeшiooбмeнник-yтилliзaт ф 9, где ншревается на 120 1радусов (отбирается теплота от потока сжатого воддуха, движущегося непосредственнр от компрессора 1) и по дополнительному трубопроводу 16 через клапан 17 1 фавляегся в пневмосе ь 8.

Поступление в наземную пневмосеть 8 подогретого воздуха с уменьшенным количеством парообразной влаш обеспечивает надежность прохождения потока без охлаждения до температуры окружающей среды и, соответственно, без выпадения конденсата по длине пневмосети, В результате в пневмосеть 8 поCTjTiaeT сжатый заданного нормированиогон несколько повышенной те&и1ерат ры, что фиксируется датчиками 31 и контролируется блоком управления 1В.

ОрИ1Т1нальность предлагаемого изобретения заключается в том, что выполнение корпуса фильтра компрессора с воздуищой полостью, образованной внешней и вн аренней стенками, обеспечивает поддержание нормиревапной массовой прошводйтельностй компрессорной установки при отрицательных

гем11ерат фах окр -жающей среды с наличием во всасываемом воздухе атмосферной влаги в виде снега инея или дождя. Сш жение энергоза р ат в данных погодно юпшатнясских условиях достигается тем. что осуществляется прогрев корщi воздушного фш1ьтра сжатым воздухом из иагиетательиой шшии компрессора с тектературой около 120 ° С. Это обеспеч геает устранение возможности itfftjцесса намерзаш1Я влаги на Бнутренн1 х поверхностях элементов фЕшьтра, npiffioдящего к уменьшению проходных сечений и увелйчешэо их аэродинамического сопротивления IL соответственно, к дополшггельным энергозатратам, связанным с поддержанием нормированной массовой производщельности кумнрессора.

Claims (1)

1. Компрессорная установка, содержащая компрессор, установленные на линии нагнетания теплообменник-утилизатор, концевой холодильник, воздухосборник, соединенные между собой основными и дополнительными трубопроводами, которые снабжены клапанами, электрически связанными с блоком управления, и пневмосеть, причем компрессор посредством всасывающего трубопровода соединен с фильтром, представляющим собой корпус с крышкой и коническим днищем, а в нижней части которого установлен поплавок-конденсатор, в верхней части корпуса выполнено устройство в виде суживающегося сопла, к входному отверстию которого прикреплена сетка, а после его выходного отверстия установлена отражательная перегородка, отличающаяся тем, что корпус фильтра выполнен в виде рубашки с воздушной полостью, образованной внешней и внутренней стенками, при этом к внешней стенке корпуса фильтра присоединен в области днища штуцер ввода обогревающего воздуха, а к верхней части корпуса фильтра присоединен штуцер вывода обогревающего воздуха, причем штуцер ввода обогревающего воздуха через управляемый клапан соединен с нагнетательной линией, а штуцер вывода обогревающего воздуха трубопроводом соединен через управляемый клапан с концевым холодильником.