Электрооборудование и автоматизация компрессоров

Наибольшее применение для приводов компрессоров получили асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и синхронные двигатели. Регулирование производительности компрессоров в этих случаях осуществляется путем автоматического открывания всасывающих клапанов с помощью регулятора давления. Регулирование производительности может осуществляться также периодическим включением компрессорных агрегатов с учетом графика нагрузки и давления в воздухопроводах, которое контролируется специальным манометром; контакты манометра вводятся в схему управления двигателем.

Компрессоры предназначены для получения сжатого воздуха или га­за с повышенным давлением с целью его использования в пневматиче­ских устройствах (пневмоустановки, пневмоинструмент, пневмоавтома­тика и т.п.).

Центробежные компрессоры создают давление воздуха на напоре до 15 • 10⁵ Па при высокой производительности и не требуют дополнительных систем для обеспечения нормальной работы.

Они просты по устройству и надежны в эксплуатации.

Турбинные и ротационные центробежные компрессоры отличаются конструкцией роторов (1) и корпусов (2).

В турбинном компрессоре на роторе, расположенном в корпусе эксцен­трично, установлены лопасти (4).

Увеличение давления при вращении создается за счет сжатия воздуха между корпусом и лопастями.

В ротационном компрессоре эксцентрично расположенный ротор имеет пластины (5), которые перемещаются в направляющих ротора под действием центробежных сил при его вращении.

Увеличение давления создается путем сжатия воздуха в камерах, обра­зуемых пластинами и корпусом, к которому они плотно прилегают при вращении.

Для работы компрессора без потребления воздуха (газа) предусмотрен обходной трубопровод с клапаном (6).

На всасывающих и напорных трубопроводах, обычно, устанавливаются невозвратные вентили (3), которые исключают обратный ход воздуха при остановке компрессоров.

Особенностью центробежных компрессоров является равномерное ис­течение воздуха повышенного давления, что не требует установки дополни­тельных приспособлений для выравнивания неравномерности нагрузки на ЭП. При отсутствии противодавления справедливы соотношения, приведен­ные для вентиляторов.

Поршневые компрессоры создают давление воздуха на напоре до 10* Па при сравнительно малой производительности.

Рабочим органом является поршень (7), возвратно-поступательное движе­ние которого обеспечивается ЭД через кривошипно-шатунный механизм (10). При движении поршня вниз воздух поступает через впускной клапан (8), а вверх — выталкивается через выпускной клапан (9).

Особенностью поршневых компрессоров является неравномерность вы­хода воздуха на напоре, что требует дополнительных устройств, выравни­вающих неравномерность.

Сглаживание пульсаций возможно установкой маховика на валу при­водного ЭД.

Для уменьшения колебаний давления воздуха у потребителя после ком­прессора устанавливают ресивер (промежуточный воздухосборник), кото­рый представляет собой герметичный резервуар.

Наличие трущихся частей, а следовательно, и повышенного нагрева тре­бует вспомогательных обслуживающих систем:

- системы охлаждения (СВО — система водяного охлаждения),

- системы смазки (масляная система).

Наибольшая неравномерность получается у компрессоров одинарного действия (подача воздуха только при движении поршня вверх, как показано на рис. 2.1-2).

Для уменьшения неравномерности применяются компрессоры двойного действия (подача воздуха производится при движении поршня в обе стороны).

Высокие давления воздуха (газа) получают в многоступенчатых ком­прессорах, в которых сжатие происходит последовательно в нескольких ци­линдрах или камерах.

Таким образом, очевидно, что поршневые компрессорные установки яв­ляются более сложными конструкциями по сравнению с центробежными.

Основное назначение компрессорных установок (КУ) — это обеспече­ние технологического процесса. В цехах устанавливается КУ небольшой мощности, а на предприятиях, при централизованном обеспечении потреби­телей сжатого воздуха — компрессорные станции (КС).

График потребления сжатого воздуха на промышленных предприятиях, как правило, имеет в течение суток переменный характер.

Для обеспечения нормальной работы потребителей необходимо, чтобы давление воздуха поддерживалось постоянным.

Давление в воздуховоде зависит от потребления воздуха и производи­тельности компрессора. Если расход равен производительности, то давление воздуха в магистрали будет номинальным.

Если потребление воздуха становится больше производительности, то давление падает, и наоборот.

Таким образом, основным условием автоматизации КУ является под­держание постоянства давления воздуха в магистрали.

Производительность КУ регулируется следующими способами:

• путем открывания всасывающих клапанов с помощью регулятора дав­ления,

• периодическим включением компрессорных агрегатов в соответствии с графиком потребления воздуха и величиной давления в магистрали.

Устройства автоматизации

Основным устройством, контролирующим давление воздуха в магист­рали и формирующим сигнал в схему управления является электрокон­тактный манометр.

Так как КУ большой мощности и большого давления (поршневые) об­служиваются вспомогательными системами, то в их составе действуют при­надлежащие им устройства автоматизации, обеспечивающие защиту КУ при отказе.

Например, отказ системы водяного охлаждения контролируется струй­ным реле, а системы смазки — реле давления масла.

Так как при сжатии воздух нагревается, то необходимо не только его охлаждать, но и контролировать температуру воздуха датчиками температу­ры и формировать аварийно-предупредительные сигналы.

Все сигналы, сформированные устройствами автоматизации, вводятся в релейно-контактные схемы управления электроприводом