Система охлаждения мембранных компрессоров

 

Не секрет, что при сжатии газа (а, применительно к мембранным компрессорам с гидравлическим приводом, и при сжатии масла) выделяется значительное количество тепла.

 

И эффективный отвод этой тепловой энергии необходим для обеспечения стабильной работы компрессора. Ведь чрезмерный нагрев деталей чреват их деформациями, приводящими к нарушению герметичности компрессора и другим нежелательным последствиям.

 

Сразу отметим, что в мембранных компрессорах, в большинстве случаев, применяется жидкостная система охлаждения. Суть этой системы заключается в том, что средой, поглощающей тепло от нагретых деталей работающего компрессора, является жидкость (как правило, вода).

 

В мембранных компрессорах (компрессорных станциях) Ковинт КСВД-М применяются две разновидности систем жидкостного (далее – водяного) охлаждения. Они отличаются направлением потока охлаждающей воды.

 

В компрессорах с мощностью электродвигателя до 45 кВт применяется «обратный» поток охлаждающей воды.

 

Обратная схема потока охлаждающей воды

Рис.1. Обратная схема потока охлаждающей воды.

 

Охлаждающая вода проходит последовательно через мембранную головку 2-ой ступени, конечный охладитель, промежуточный охладитель и, наконец, мембранную головку 1-ой ступени.

 

В компрессорах с мощностью электродвигателя более 45 кВт применяется «параллельный» поток охлаждающей воды.

 

Параллельная схема потока охлаждающей воды

Рис.2. Параллельная схема потока охлаждающей воды.

 

Охлаждающая вода подается одновременно на все охлаждаемые компоненты компрессора (мембранные головки и охладители), затем собирается в единый коллектор и отводится из компрессора.

 

Принцип создания каналов для протока охлаждающей воды в крышке и корпусе мембранной головки довольно прост и сводится к сверлению в заготовке отверстий, часть из которых затем закрывается резьбовыми заглушками.

 

Схематично это показано на рисунке ниже.

 

Схема организации каналов охлаждения в деталях мембранной головки

Рис.3. Схема организации каналов охлаждения в деталях мембранной головки.

 

Конструкция промежуточного и конечного охладителей также довольно проста и носит название «труба в трубе», которое, собственно, и характеризует устройство теплообменника.

 

Конструкция теплообменника «труба в трубе»

Рис.4. Конструкция теплообменника «труба в трубе».

 

Горячий газ движется по внутренней трубе теплообменника и охлаждается водой, которая движется в пространстве между внутренней и наружной трубами.

 

В случае, когда требуется отвод большого количества тепла, применяются теплообменники, состоящие из нескольких однотипных секций, соединенных последовательно.

 

Многосекционный теплообменник

Рис.5. Многосекционный теплообменник.

 

Для визуального контроля наличия потока воды в системе охлаждения компрессора в стандартной комплектации используется смотровое стекло с крыльчаткой.

 

Смотровое стекло с крыльчаткой

Рис.6. Смотровое стекло с крыльчаткой.

 

По специальному заказу система охлаждения компрессора может быть оснащена магнитным датчиком потока воды (опция).

 

Магнитный датчик потока охлаждающей воды

Рис.7. Магнитный датчик потока охлаждающей воды.

 

Такой датчик представляет собой ротаметр, в поплавок которого вмонтирован магнит. При снижении потока воды поплавок опускается и в какой-то момент магнит воздействует на чувствительный элемент, установленный на наружной стенке ротаметра. Полученный сигнал используется системой управления компрессором для его аварийной остановки или выдачи предупреждающего сигнала о недостаточном потоке охлаждающей воды.

 

Величина потока охлаждающей воды индивидуальна для каждого компрессора и указывается документации на него.

 

Следует отметить, что в стандартной комплектации в компрессорах отсутствуют какие-либо средства контроля температуры.

 

Температура охлаждающей воды на входе в компрессор не должна превышать 32 °С. Величина давления охлаждающей воды на входе в компрессор должна находиться в диапазоне 0,4…0,6 МПа.

 

И в заключение скажем несколько слов о подключении системы охлаждения компрессора к внешним коммуникациям.

 

Если на предприятии имеется система оборотного водоснабжения, подключение к ней компрессора не должно вызвать проблем.

 

В случае отсутствия такой системы можно подать на вход системы охлаждения компрессора водопроводную воду, а выход соединить с канализационной трубой. Но такое решение будет слишком расточительным, т.к. на предприятиях в настоящее время установлены приборы учета расхода водопроводной воды.

 

Оптимальным в случае отсутствия системы оборотного водоснабжения будет организация замкнутого контура охлаждения (по типу автомобильного).

 

Структура замкнутого контура охлаждения

Рис.8. Структура замкнутого контура охлаждения.

 

Основными элементами замкнутого контура охлаждения являются насос, расширительный бак и охладитель.

 

Среди насосного оборудования существует множество готовых решений.

 

На рисунке ниже показан сдвоенный насос, обеспечивающий 100% резервирование оборудования и, при необходимости, увеличение производительности насосной станции.

 

Сдвоенный насос контура охлаждения

Рис.9. Сдвоенный насос контура охлаждения.

 

В качестве охладителя обычно используется трубчатый или пластинчатый радиатор, обдуваемый воздушными вентиляторами и размещаемый снаружи помещения.

 

Воздушный охладитель

Рис.10. Воздушный охладитель.

 

В случае, когда поток циркулирующей в контуре воды велик (для мощных мембранных компрессоров), необходимый воздушный охладитель также может оказаться непомерно большим.

 

Кроме того, воздушный охладитель физически не может охладить циркулирующую в контуре воду до температуры ниже температуры окружающего воздуха. И в местах с жарким климатом может оказаться, что температура воды на входе в компрессор превысит допустимое значение 32 °С.

 

В таких условиях в качестве охладителя необходимо применять чиллер, в котором циркулирующая вода будет охлаждаться уже не воздухом, а хладагентом (фреоном).

 

Чиллер допускается устанавливать внутри помещения и, таким образом, сделать весь контур охлаждения более компактным.

 

На этом все.

 

Прокомментировать эту запись или задать вопрос вы можете в форме ниже. Мы ответим в течение одного-двух рабочих дней.

 

С уважением,

Константин Широких

Вернуться в раздел Полезная информация

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Ваше имя*

Ваш E-Mail*

Сайт