Компрессоры

Эксплуатация компрессоров зависит от свойств сжимаемых и транспортируемых газов: способности гореть и образовывать взрывоопасные смеси (водород, аммиак, все углеводородные газы); коррозионного действия (аммиак, природные газы с большим содержанием сероводорода и вла­га), высокой токсичности (хлор, аммиак и др.); перехода из газообразного состояния в жидкое при температурах, близких к температуре окружающей среды (пропан, бутан); способнос­ти взрываться при соприкосновении с некоторыми веществами и материалами (кислород в контакте с маслом); повышенной способности проникновения через неплотности (фреон, гелий) и др. Указанные выше свойства газов учитывают при констру­ировании компрессоров, а также при выборе материалов для изготовления компрессоров и смазочных материалов для них.

Основные мероприятия но технике безопасности при экс­плуатации компрессоров и компрессорных станций — предотвра­щение повышения давления и температуры и возможности образования взрывоопасных смесей.

При эксплуатации газовых компрессоров взрывоопасные смеси могут образовываться при нарушении их герметичности, пропуске газа в атмосферу или подсосе воздуха в компрессор, а в воздушных компрессорах — при подсосе в компримируемый воздух горючих паров и газов.

Наиболее опасны при эксплуатации компрессоров испарение и разложение смазочных масел при неправильной или нерациональной смазке и при отсутствии необходимого охлаждения. Масло должно подаваться в нужном количестве. При его недо­статке повышается износ оборудования, а при избытке появля­ется взрывоопасный масляный туман. Чтобы исключить испа­рение и разложение смазочного масла, оно должно удовлет­ворять соответствующим требованиям (по вязкости, темпера­турам вспышки и самовоспламенения, термической стойкости) и, кроме того, специфическим особенностям, характерным для работы компрессора данного типа в конкретных условиях. Например, смазочное масло для цилиндров воздушных компрессоров должно иметь температуру самовоспламенения не ниже 400°С, а температура его вспышки (200—240 °С) должна быть на 50°С выше температуры сжатого воздуха. При более высо­ких рабочих температурах смазочное масло заменяют глицери­новым мылом или другими продуктами с низкой степенью окисления.

Для смазки азотных, водородных и азотно-водородных компрессоров применяют легкие, а при высоких давлениях тя­желые цилиндровые масла. При сжатии углеводородных газов, растворяющих масла, для смазки компрессоров используют смеси цилиндрового масла, вапора и гудрона. Специальные требования предъявляют к смазке компрессоров, предназначенных для компримирования кислорода и хлора.

Чтобы исключить испарение и разложение смазочного мас­ла, его необходимо своевременно отделить от перекачиваемого газа (воздуха) в специальных аппаратах — маслоотделителях. В маслоотделители газовый поток поступает охлажденным из холодильника, в котором конденсируются пары смазочного масла. Охлаждение сжатого газа (воздуха) замедляет процесс окисления нагаров, отлагающихся в трубопроводах и промежу­точных емкостях.

Чтобы уменьшить нагарообразование, воздух или газ перед поступлением в компрессор очищают от пыли на различных фильтрах: матерчатых, керамических и др.

Для предотвращения самовозгораний нагаров и образования масляных отложений компрессоры, воздухопроводы и воздухо­сборники периодически тщательно промывают 5%-ным раство­ром каустической соды. Воздухопроводы и воздухосборники промывают также раствором технического сульфанола, подо­гретого до 50-90 °С, в течение 3- ч. Промывка сульфанолом проста, высокоэффективна, не требует больших затрат времени и исключает применение для этой цели агрессивного реагента.

Безопасность эксплуатации компрессоров во многом опреде­ляется надежной работой системы охлаждения.

Чтобы предотвратить резкое повышение давления, на комп­рессорах устанавливают предохранительные клапаны и раз­рывные мембраны, а также специальные устройства, которые при давлении газа или воздуха выше допустимого переводят компрессор на работу вхолостую («на себя») или полностью его останавливают. На случай повышения температуры сжима­емого продукта, прекращения подачи смазочного масла, перегрева коренных подшипников компрессора предусмотрены спе­циальные блокировки и сигнализация.

К компрессорам для ацетилена, кислорода, хлора, исходя из особенностей их эксплуатации, предъявляют дополнительные требования безопасности.

Компрессоры для ацетилена. Основная опасность при эксплуатации этих компрессоров — термическое разложе­ние ацетилена, нередко переходящее во взрыв, особенно при повышении давления и температуры сжимаемого ацетилена или при наличии в нем механических примесей.

Максимально допустимая температура при сжатии ацетилена 100—110°С. Поэтому компрессоры для ацетилена имеют малую степень сжатия (не выше 0.2—0.4 МПа), чтобы при адиабатическом сжатии температура не превышала указанную. Особенно строго необходимо следить за температурой на последних ступенях сжатия.

При сжатии ацетилена следует устранять местные перегревы газа, которые могут привести к его разложению. Для этого в поршневых компрессорах ограничивают скорость движения поршня обычно до 0.7—1 м/с. Для поддержания требуемого по условиям безопасности температурного режима в компрессорах для ацетилена и ацетиленовых смесей сжимающий газ охлаждают в корпусе или межступенчатых выносных холодильниках.

На установках получения ацетилена его сжимают до 0.15— 0.2 МПа; при наполнении баллонов и в процессе переработки давление ацетилена составляет от 0.5 до 5 МПа. Более высокие давления в промышленных условиях не применяют.

При компримировании ацетилена в целях безопасности уменьшают производительность компрессоров: например, если при давлениях 0.15—0.2 МПа используют в основном центро­бежные компрессоры производительностью до 2000 м³/ч, то при давлении 2, 5 МПа производительность компрессоров {обычно поршневых) ограничивают до 25—200 м³/ч.

Компрессоры для кислорода. При компримировании кислорода недопустимо присутствие минерального масла, так как соприкосновение с ним кислорода вызывает взрыв. Поэтому компрессоры для кислорода оборудуют специальными фонарями, в которых находятся буферные коробки с газоуплотняющими и маслослизывающими сальниками, препятствую­щими утечке кислорода наружу и предотвращающими попада­ние масла по штоку из механизма движения в цилиндры.

Поршни компрессоров уплотняют фибровыми манжетами, а для смазки цилиндров применяют дистиллированную воду, иногда с добавкой 7—8% химически чистого глицерина, что увеличивает срок службы манжет. Большинство компрессоров снабжают цилиндровыми втулками из нержавеющей стали; в таких компрессорах износ манжет незначителен и применение глицерина не требуется. Компрессоры для кислорода с бронзовыми и латунно-баббитовыми поршневыми кольцами смазывают водомыльной эмульсией.

Водоглицериновая или эмульсионная смазки увлажняют сжатый кислород, поэтому для транспортирования необходима его последующая осушка. Для получения сухого сжатого кис­лорода разработаны и применяют компрессоры с поршневыми кольцами из графита, не требующие смазки.

Детали компрессоров, соприкасающиеся со сжатым влажным кислородом, во избежание быстрого износа от коррозии изготовляют из латуни, бронзы, нержавеющей стали или чугуна. Перед установкой в компрессор эти детали предварительно обезжиривают, промывая тетрахлоридом углерода или дихлор­этаном, а затем тщательно просушивают.

Компрессоры для хлора. При сжатии хлора необходимо исключить возможность контакта его со смазочным маслом. Поэтому для смазки поршневых компрессоров используют концентрированную (95—100%-ную) серную кислоту.

В ротационных компрессорах для хлора (центробежных, винтовых) необходима смазка только опорных деталей (подшипников), на которых лежат цапфы ротора, т. е. деталей, не соприкасающихся с хлором. Рабочее пространство машины, где происходит компрессия хлора, не имеет трущихся частей (металл - металл). Это одно из основных преимуществ ротационных машин.

Для сжижения хлора глубоким охлаждением при давлении конденсации не выше 0.1-0.15 МПа используют как сухие, ротационные компрессоры, так и с жидкостным (сернокислотным) поршнем. Ротационные компрессоры с жидкостным порш­нем, развивающие давление до 0.3-0.4 МПа, применяют и при комбинированном методе сжижения хлора.

Компрессоры для хлора должны быть надежно герметизированы, что обусловлено большой токсичностью хлора. Так, в турбокомпрессорах для хлора с целью уменьшения возможности утечки хлорного газа в корпусе (из ступени в ступень), а также на выходе вала из корпуса установлены лабиринтные уплотнения в виде гребней, вращающихся вместе с ротором в соответствующих пазах уплотнительных колец и втулок кор­пуса. Газ, прошедший концевые лабиринтные уплотнения кор­пуса, отводится в систему абгазов. Компрессоры снабжены также системой отсоса газа и поддувкой инертного газа - азота.