Какие компрессоры предназначены для обеспечения циркуляции газа в замкнутом технологическом контуре

Обновлено: 25.06.2024

Компрессор (5м3/мин, 7 Атмосфер) на базе автомобиля — 8000 рублей (7ч работы + 1ч подачи на объект внутри МКАД, включая топливо и обслуживание оператором). Если вам необходим автомобиль на полном приводе, просьба сообщить при подаче заявки!

Производительность, м3	Рабочее давление, атм	Расход топлива, л/ч	Масса, кг	Цена	Цена с НДС (по безналу)
На базе автомобиля
5	7	8	900	9000 8000	9440
Стационарные или на шасси
11	7	15	2040	10000	11100
10	11	18	2080	12500	13800
15	11	22	3230	23000	24400
18,5	7	25	3225	23000	24400
21,3	7	27	4400	26000	28000
21,3	13	38,5	5350	33500	35600

Доставка компрессоров на шасси, а так же стационарных, осущетвляется манипулятором либо эвакуатором. Уточнить стоимость и тип доставки вы можете по телефону.

Цены на аренду компрессоров без топлива и оператора

Atlas Copco и Airman являются мировыми лидерами-производителями дизельнных винтовых компрессоров

Модель компрессора	Производительность,м.куб.	Давление	Расход топлива, л/ч	Стоимость,сутки
Atlas Copco XAS88/97	5,0	7	8	от 2700
Airman PDS390S	11	7	15	от 4000
Airman PDSF530S	15	10	22	от 5800
Airman PDS655S	18,5	7	25	от 5000
Airman PDS750S	21,2	7	27	от 6500
Airman PDSG750S	21,2	13	38,5	от 9000

Компрессор. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать

Компрессор – оборудование, которое служит для сжатия воздуха и подачи его для дальнейшего использования. Такая техника используется практически во всех отраслях промышленности и народного хозяйства. Появление компактных и мобильных устройств, позволило применять их в быту, и сейчас такой агрегат есть в хозяйстве у большинства домашних мастеров.

Виды компрессоров

Существует классификация такого оборудования по нескольким признакам.

По типу рабочей среды они могут быть:

Воздушные. Самый распространенный вид. Такое оборудование сжимает воздух, после чего он применяется для разных целей, например для работы пневмоинстурмента и другого оборудования.

Газовые. В этом случае, агрегаты используются для сжатия газов и их смесей, чаще всего они применяются для сжатия водорода и кислорода.

Циркуляционные. С их помощью воздух или газ сжимаются, после чего циркулируют по замкнутому контуру.

Аппараты многослужебного типа. Они способны одновременно сжимать несколько видов газов.
Многоцелевые. Используются для сжатия газов по переменной схеме.

По типу конструкции:

Поршневые. Это самая старая модификация, но она до сих пор является популярной и востребованной. Такое оборудование имеет двигатель внутреннего сгорания, в котором есть поршневая группа, и сжатие воздуха выполняется поршнем. Компрессор может приводиться в действие и при помощи электродвигателя. Самыми доступными являются аппараты небольшой мощности с одним поршнем.

Мембранные. Они похожи на предыдущий тип, но здесь рабочим элементом является поршневая мембрана. Во время работы агрегата она колеблется и нагнетает воздух. Мембраны делают многослойными, чтобы увеличить их срок службы. Хотя такие приборы имеют производительность меньше, чем поршневые, но на выходе получается воздух без примесей.

Роторно-винтовые. В таких конструкциях нет клапанов, поэтому винт имеет максимальные обороты. Чтобы обеспечить необходимое давление, рабочая камера должна быть большой. Мощность таких приборов может быть от 4 до 250 кВт, и они создают давление от 5 до 13 бар.

Роторно-пластинчатые. Они имеют прямой приводной механизм, поэтому у них высокая производительность, надежность и большой срок службы. Ротор вращается со сравнительно небольшой частотой, поэтому мощность таких агрегатов в пределах 1-75 кВт, и они могут создавать давление до 10 бар.

Особенности устройства

Самым распространенным является поршневой компрессор:

Винтовые агрегаты имеют немного другое устройство:

Основным рабочим элементом является винтовая пара.
Всасывающий клапан.
Фильтр.
Электромотор.

Для того чтобы оборудование меньше нагревалось во время работы, на любых его типах дополнительно устанавливаются охлаждающие радиаторы. Для накопления сжатого воздуха, могут быть встроенные ресиверы или они устанавливаются отдельно.

Принцип действия

Независимо от типа конструкции, любой компрессор имеет одинаковый принцип действия: воздух засасывается в рабочую камеру, где он сжимается до определенного давления, после чего открывается выпускной клапан и сжатый воздух подается напрямую к потребителю или накапливается в ресивере.

В зависимости от типа устройства компрессора, воздух может нагнетаться поршнем, мембраной или винтовой парой. Лопастные приборы будут подавать сжимаемый воздух в непрерывном режиме, так как увеличивают скорость потока за счет вращения лопастей. В объемных агрегатах воздух подается в пульсирующем режиме. Есть большой выбор видов, поэтому всегда можно подобрать тот, который соответствует предъявляемым требованиям.

Область применения

Сжатый воздух необходим для многих технологических процессов, поэтому такое оборудование используется на разных предприятиях. В зависимости от того, для чего используется воздух, к его качеству предъявляются разные требования. Приборы, применяемые в медицине, электронной промышленности, должны подавать воздух без примесей.

Продувка горячим воздухом

Благодаря мощному потоку сжатого воздуха, есть возможность продувать территорию от мусора и ненужных объектов. Данная опция необходима на строительной площадке при монолитных работах, для наилучшей и быстрой очистки территории, ее подготовки к работам. Так же воздухом возможно продувать осадки в виде снега, что действительно освобождает от хлопот с уборкой постоянно падающего снега на месте проведения работ. Для такой продувки оптимально будет использовать компрессор, производительностью от 5 м3/мин. и рабочим давлением 5-7 бар (атмосфер). Станция с такими характеристиками дает мощный поток воздуха, который без труда удалит весь ненужный мелкий мусор с Вашей стройплощадки, а так же можно без труда продувать снег. Теперь продувка снега — это наилучший и самый быстрый способ уборки вашей территории.

Вы можете воспользоваться такой услугой, как аренда компрессора для проведения очистки площади путем обдувки. Мы предлагаем Вам эту услугу на самых выгодных условиях, со 100% гарантие результата, а при заказе на длительный срок действуют хорошие скидки. Вам будет предоставлена только качественная надежная техника зарубежных производителей, отвечающая мировым стандартам и высоким требованиям безопасности. Будьте уверены: благодаря A-kompressor, Ваша продувка будет самой эффективной.

Компрессор – устройство, обеспечивающее функционирование пневмоинструмента, что достигается посредством сжатия воздуха. Отличается распространенностью: промышленное производство, медицина и стоматология, включая бытовое применение.

С точки зрения конструкции под компрессорными агрегатами понимаются устройства, работа которых приводит к повышению давления воздуха до требуемых значений. Тип аппарата определяет его мощность. К популярным относят такие компрессоры:

поршневые;
роторно-винтовые;
роторно-пластинчатые.

В зависимости от сделанного выбора потребитель получает агрегат с характеристиками, соотносящимися со сферой его будущего применения.

Виды компрессоров

Соответствующий аппарат сжимает рабочую среду, определяющую вид этого оборудования:

Газовое – газ или смесь на основе некоторого числа газов, исключая воздух.
Воздушное – воздух, давление которого нагнетается до 1,5 МПа.
Многоцелевое – использование нескольких газов с учетом того, что сжатие происходит попеременно с переходом от одного газа к другому.
Многослужебное – одновременное сжатие более, чем одного газа.
Циркуляционное – поддержание процесса циркуляции в замкнутом контуре.

Оборудование роторно-пластинчатого типа с прямым приводом отличается высокой производительностью, достаточной надежностью и длительным сроком эксплуатации. Рабочий режим этих аппаратов соотносится с незначительной скоростью вращения, мощностью в пределах 75 киловатт и давлением не более 10 бар. При выходе техники из строя понадобится ремонт компрессоров, для восстановления технических характеристик эксплуатируемой техники.

Конструкция мембранных компрессоров перекликается с тем, как устроены поршневые агрегаты. Особенность такого оборудования – использование мембраны в качестве поверхности, создающей давление. Этот элемент изготавливают из особо прочных материалов. Для улучшения характеристик прочности зачастую устанавливают многослойную мембрану. Ее колебания приводят к увеличению давления воздуха (газа). По сравнению с поршневым типом оборудования производительность ниже.

Характеристики компрессоров

При выборе подобных устройств надо обращать внимание на следующие параметры:

производительность;
давление;
рабочая среда;
тип;
конструкция;
стабильность функционирования в соответствии с конкретной средой.

Условия работы определяют вид рассматриваемого оборудования: стационарное, передвижное. На основе рабочего элемента компрессорные агрегаты подразделяют на поршневые и винтовые. Дизельные и электрические – это классификация компрессоров в зависимости от потребляемой энергии.

Какой компрессор лучше

Специфика работ обусловливает выбор конкретного вида компрессорного оборудования. Если требуется круглосуточное функционирование, что соотносится с длительными перерывами на техобслуживание, то лучший выбор – винтовые агрегаты. Это обеспечит необходимую надежность и производительность. В случае с промышленностью и бытовым применением остановите свой выбор на поршневых компрессорах.

Назначение компрессоров

Устройства для сжатия воздуха или другой среды применяют в медицине, промышленности и быту. Но в большей мере это оборудование востребовано при работах, когда возникает необходимость восстановления дорожного полотна или прокладки нового. Для этого применяют компрессорные станции и другие виды компрессоров, способных подать воздух под давлением, что необходимо для работы пневмоинструментов.

Важный элемент компрессорной станции – ресивер. Это устройство контролирует подачу сжатого воздуха. Его технические характеристики влияют на эффективность проводимых работ.

Выбор компрессора надо соотносить с вместительностью ресивера. Если он вмещает в себя достаточно много воздуха, то это продлевает время работы пневмоинструмента, когда компрессорный агрегат дает сбой. Еще один положительный момент, зависящий от величины этой характеристики, – гашение пульсации, которая наблюдается при подаче сжатого воздуха к оборудованию.

Применение компрессоров

Компрессорные агрегаты применяют в зависимости от профиля ожидаемых работ, что предполагает выбор соответствующего вида подобного оборудования. Необходимо соотносить технические возможности компрессоров и особенности их функционирования в заданных условиях.

Если аппарат нацелен на постоянное использование с перерывом лишь на техобслуживание, что может быть длительным по времени, то винтовые компрессоры станут лучшим решением. Такие устройства оптимально сочетают в себе характеристики надежности и производительности. В промышленности, что в той же мере относится и к бытовому использованию, распространены компрессоры поршневого вида как аппараты для сжатия воздуха, необходимого для работы пневмоинструмента.

Строительство и ремонтные работы – сферы, где широко применяются компрессоры, в которых рабочая среда представляет собой воздух. Преимущественно под таким оборудованием понимаются компрессорные станции или отдельные виды компрессоров с техническими характеристиками, соответствующими специфике подобных работ.

Поршневые компрессоры – простота конструкции на фоне других подобных агрегатов, что определяет их широкое распространение не только в промышленности, но и в быту. Также на это влияют такие факторы, как высокая производительность и разнообразие моделей компрессорных устройств этого типа. Например, компрессоры поршневого вида используют в дыхательных аппаратах, к которым предъявляют серьезные требования безопасности.

Вывод

Перечисленные выше компрессоры – это несколько видов, где каждый отличается наличием своих минусов и плюсов. В связи с этим надо заранее побеспокоиться о том, чтобы получить правильную информацию о компрессорном оборудовании от специалистов. Именно это позволит избежать проблем в будущем: будет приобретен аппарат для решения тех задач, что актуальны для потребителя. Только профессионалы способны на дельный совет, связанный с выбором компрессорной установки применительно к ожидаемым условиям эксплуатации.

Что такое Компрессор это специальный агрегат, предназначенный для сжатия воздуха/газа и его последующей подачи на различные пневматические инструменты и приборы другого назначения. Компрессорная техника применяется весьма широко во многих областях – в строительной и промышленно-производственной сфере, в медицине и др.
Все компрессорное оборудование классифицируется в зависимости от типа конструкции, мощности/производительности и функциональности; а также – по типу рабочей среды, уровню давления и по критерию эксплуатации при соответствующих условиях внешней среды.

Классификация компрессоров по типу рабочей среды

1. Обычные воздушные компрессоры. Этот вид является самым распространенным. Данные агрегаты применяют для сжатия воздуха, который полается на пневмоинструмент, предназначенный для проведения целого ряда строительных работ. Оснащается воздушными компрессорами и медицинское оборудование.

2. Газовые компрессоры. Их назначение – это сжатие разных газов и газовых смесей. Наибольшей востребованностью пользуется компрессорное оборудование для сжатия водорода и кислорода.

3. Циркуляционные компрессоры обеспечивают циркуляцию воздуха/газа в непрерывном режиме по замкнутому рабочему контуру.

4. Специальные компрессорные установки многослужебного типа применяются для сжатия сразу нескольких видов газов одновременно.

5. Специальные многоцелевые компрессоры предназначены для сжатия газов по попеременной схеме.

Классификация компрессоров в зависимости от особенностей конструкции

2. Поршневые компрессоры известны каждому. Их изобрели раньше других модификаций. До сих пор данная разновидность компрессорных установок остается самой востребованной. Все поршневые модели компрессоров оснащены моторами внутреннего сгорания со стандартной для таких двигателей поршневой группой. Воздух сжимается рабочей поверхностью поршня. На современном рынке поршневое компрессорное оборудование представлено в широком ассортименте – по мощности, производительности, количеству цилиндров, габаритным размерам и др. Наиболее доступны по цене модификации средней и малой мощности, укомплектованные одним цилиндром.

3. Роторно-винтовые компрессоры также пользуются хорошим спросом. Особенность их конструкции заключается в отсутствии клапанов, что дает возможность максимально увеличить обороты винта-нагнетателя. Из-за этого требуемое давление воздуха способны обеспечить только модели с большими рабочими камерами. Роторно-винтовые модификации обладают показателями мощности 4/250 кВт. Они способны создавать давление 5/13 бар. Такие рабочие характеристики позволяют использовать данный вид компрессорного оборудования для решения различных задач.

4. Роторно-пластинчатые установки для сжатия воздуха оборудованы прямым приводным механизмом. Из преимущества – это высокий уровень надежности и высокая производительность, а также – долговечность и стабильность работы. Скорость вращения роторно-пластинчатого вала сравнительно небольшая. Характеристики мощности – 1/75 кВт. Рабочее давление – до 10 бар.

Классификация компрессоров по другим параметрам

Все без исключения компрессорные установки подразделяются на стационарные и мобильные. Высокомощные стационарные модификации чаще всего используются для обслуживания различных объектов в области промышленности и производства. Передвижные модели компрессоров наиболее часто закупают компании строительного сектора. Такое оборудование удобно транспортировать и перемещать по территории стройплощадки.
В зависимости от энергоисточника компрессоры разделяются на жидкотопливные (дизельные/бензиновые) и оборудованные электродвигателями. Агрегаты, работающие на жидком топливе, отличаются автономностью и высокой мобильностью. Они просто незаменимы для объектов, где нет источника тока.

Что необходимо учитывать при выборе компрессора

Само собой, что следует учитывать мощность конкретной модели и тип рабочей среды. Не последнее значение имеет и производитель – лучше выбрать из компрессоров солидных марок, которое уже успели должным образом себя зарекомендовать.

Компрессор. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать

Компрессор представляет собой прибор, предназначенный для перекачки сжатого воздуха или газа. Он используется для обеспечения работы пневматического инструмента, циркуляции охлаждающего хладагента в замкнутом контуре и накачки давления в различные емкости. Данное оборудование широко используется в медицине, промышленности и быту. Его наличие позволяет выполнять широкий спектр действий.

Конструкция и разновидности по строению

Компрессор представляет собой воздушный насос, работающий в автоматическом режиме. Он обеспечивает подачу воздуха или газа с избыточным давлением. Устройство может работать от электрического мотора или двигателя внутреннего сгорания. Конструкция нагнетателя часто предусматривает не только насос, но и специальный металлический ресивер для нагнетания давления.

По принципу действия самого насоса, устройство может быть:

Существует также еще несколько технологических разновидностей устройств для нагнетания воздуха, но они являются более редко применимыми, в связи с дороговизной производства или низкой эффективностью работы.

Винтовой

Винтовой является дорогостоящей конструкцией, применяемой на промышленных объектах. В его основе лежит специальный шнек, который захватывает воздух или другой газ по принципу винта мясорубки. Для обеспечения более эффективного забора воздуха он смешивается с маслом, находящимся внутри нагнетателя. Получаемая смесь подается под давлением, после чего фильтруется и очищенный воздух подается на выход. Также существует более дорогие безмасляные конструкции, используемые химической и фармакологической промышленностью, а также в стоматологических клиниках, где важна чистота воздуха без наличия микрочастиц масла.

Винтовая конструкция является очень надежной, но в случае поломки затраты на ремонт могут достигать половина стоимости самого агрегата. Хотя прибор и имеет такой недостаток, но все же его преимущества довольно большие:

Поршневой

Поршневая конструкция является более бюджетной, поэтому большинство компрессоров сделаны именно по ее принципу. Она представляет собой двигатель, который при вращении поршня засасывает поток в камеру сжатия, после чего перекачивает его дальше по контуру. Специальный клапан в месте забора не позволяет воздуху выйти обратно через вход. Поршневое устройство являются менее надежными, но не дорогим при покупке и обслуживании.

Если сравнивать поршневую конструкцию с винтовой, то она проигрывает по всем параметрам, кроме габаритов и стоимости. Нужно отметить, что разница в цене между двумя видами настолько велика, что поршневой вариант выбирают даже несмотря на его недостатки:

Мембранный

Мембранный компрессор в отличие от первых двух разновидностей применяется преимущественно на промышленных объектах для работы с различными газами. В быту такую конструкцию можно встретить в холодильных установках и на мини аэрографах. Очень редко в продаже можно увидеть и обычные бытовые нагнетатели данного типа. Принцип их действия заключается в том, что в результате колебательных движений двигателя осуществляется дребезжание гибких мембран, которые сжимают и разжимают газы, обеспечивая их передачу под высоким давлением.

Данная конструкция является очень успешной. Она имеет ряд достоинств:

Компактный размер.
Создание высокого давления.
Предотвращение подачи механических примесей.
Не сложное техническое обслуживание.
Надежный корпус для предотвращения утечек газа.

Несмотря на перечисленные преимущества, такой тип, хотя и не является сложным и дорогостоящим в обслуживании, все же требует периодической замены мембраны, которая теряет свою эластичность, особенно при работе с агрессивными газами. Стоит также отметить, что хотя промышленные машины и имеют сравнительно небольшие габариты, но их корпус выполнен из толстостенной стали, что существенно влияет на массу оборудования.

Целевая разновидность компрессоров

Компрессоры отличаются между собой не только по принципу действия, но и по целевому предназначению. По данному критерию они делятся на следующие виды:

Газовые применяются для перекачки чистых газов и их смесей. Они устанавливаются на заправочных станциях для закачки баллонов кислородом, водородом и прочими веществами. Они не предназначены для работы с воздухом и имеют специальную конструкцию, которая не допускает образование электрической искры, что может быть опасным при работе с некоторыми взрывоопасными газами.

Воздушный компрессор является самым распространенным. Его можно встретить в автомастерских и на шиномонтаже. Именно такое устройство обеспечивает накачку колес автомобилей, а также подает сжатый воздух в краскопульт, применяемый для малярных задач. От воздушного нагнетателя работает пневматические инструменты, используемые строителями и автомеханиками.

Циркуляционные компрессоры являются узконаправленной разновидностью, основная задача которой состоит в обеспечении непрерывной перекачки воздуха или газа по замкнутому контуру. Такое устройство не имеет накопительного ресивера. Зачастую такие приборы используются для обеспечения циркуляции фреона или другого хладагента в холодильном оборудовании. Чаще всего для данных целей используется мембранная конструкция.

Какой компрессор выбрать для дома или работы

Для домашнего использования, применения в автомастерские или для решения строительных задач преимущественно выбираются воздушные поршневые компрессоры с накопительным ресивером. Они хотя и уступают стальным конструкциям по долговечности, но является сравнительно дешевыми и легкими. Большинство моделей, которые применяются для частных целей, можно с легкостью разместить в багажнике автомобиля.

Выбирая поршневой, или другой бытовой компрессор, следует обратить внимание на его рабочие характеристики:

Что касается объема ресивера, то он подбирается индивидуально в зависимости от использования устройства. Если планируется, что агрегат будет применяться исключительно для накачивания колес и редких несложных покрасочных работ, то вместительности в 24 л будет более чем достаточной. Если компрессор используется профессионально для масштабных малярных задач, когда важно поддержание заданного давления, то лучше всего выбирать устройства с ресивером от 50 л и выше. Это правило касается подключения пневматического строительного или слесарного оборудования. В противном случае после нескольких секунд работы, накопленный насосом воздух в ресивере выйдет, что позволит продолжить работу только после возобновления требуемого для инструмента давления.

Немаловажным фактором является и производительность. Если она высокая, то даже агрегат с небольшим ресивером станет вполне пригодным для выполнения профессиональных задач. Для комфортной работы не стоит брать оборудование, производительность которого ниже 150 л/минуту.

Чем мощнее компрессор, тем лучше. Стоит учитывать, что при увеличении данного показателя возрастает и уровень шума. Для домашнего устройства оптимальной считается мощность 1,5 кВт. Если объем ресивера составляет 50 литров и более, и если оборудование будет эксплуатироваться для выполнения профессиональных задач, то лучше отдать предпочтение прибору мощностью 2-2,5 кВт. Конечно, он не будет избыточно производительным, но в соотношении цены и эффективности этот вариант является оптимальным.

Что касается давления, то подавляющее большинство бытовых компрессоров нагнетают 8 бар. Этого более чем достаточно для выполнения практически любых задач. К примеру, для использования компрессора в покрасочных целях давления на выходе ставится 4-6 бар, то же самое касается и пневматического инструмента. Ну а если использовать прибор исключительно для накачки колес, то для легкового транспорта было бы достаточно компрессора с возможностью нагнетания давления до 3 бар. Также при выборе стоит обратить внимание, что чем мощнее прибор, тем он объемней, громче и тяжелее. Делая покупку, не стоит гнаться за производительностью, а отталкивается от целей, которые будут стоять перед оборудованием.

Как продлить жизнь компрессора

Для того чтобы оборудование работало как можно дольше, оно нуждается в несложном уходе. В первую очередь не рекомендовано оставлять ресивер под давлением после завершения работы. Для этого следует спустить закаченный воздух, что позволит увеличить срок службы прокладок и кранов.

Периодически, особенно в холодное время, необходимо выкручивать специальное сливное отверстие внизу ресивера для слива конденсата, который выделяется из пара. Особенно это важно, если компрессор используется для подключения краскопульта. В противном случае вместе с воздухом из него будут вылетать капли воды, что совершенно неприемлемо при малярных работах. Отсутствие влаги в ресивере надежная защита от коррозии. Ржавые частицы быстро забивают фильтрующие элементы, что снижают эффективность работы оборудования. При значительном появлении конденсата внутри ресивера создается характерный хлюпающий звук при раскачивании.

Еще одним немаловажным фактором, который негативно влияет на сохранение работоспособности компрессора, является перегрев. Поршневая конструкция является далеко не совершенной, поэтому при работе устройства создается сильное трение, что нагревает рабочие части прибора. Существенный перегрев может стать критичным, поэтому следует чередовать работу с перерывами. Мембранные и шнековые конструкции чувствительны к морозу, поэтому их лучше не включать при минусовой температуре.

ГТУ замкнутого и полузамкнутого циклов

Замкнутыми ГТУ называют такие установки, в которых рабочее тело непрерывно циркулирует по замкнутому контуру, не обновляясь. Схема простейшей ГТУ замкнутого цикла изображена на рис. 80.

Рабочим телом в установке, работающей по замкнутому циклу, служит чистый воздух или иной газ. В поверхностный нагреватель газа поступают топливо и воздух. Выделяющееся при сжигании топлива тепло передается рабочему телу через поверхность нагрева, обычно образуемую пучками труб. Продукты сгорания, отдав часть тепла нагреваемому рабочему телу, выбрасываются в атмосферу с температурой Т_УХ.

В установке, работающей по замкнутому циклу, отработавшее в турбине рабочее тело не выбрасывается в атмосферу, а охладившись в поверхностном охладителе газа, направляется на всасывание в компрессор. Сжатое в компрессоре рабочее тело поступает в поверхностный нагреватель газа, получает в нем теплоту, образовавшуюся при сжигании топлива, и в нагретом виде направляется в газовую турбину, где совершает полезную работу.

Таким образом рабочий газ, циркулирующий в установке, нигде не соприкасается ни с атмосферным воздухом, ни с продуктами сгорания топлива. Давление газа, поступающего в компрессор, может иметь любое значение, отличное от атмосферного, что позволяет существенно повысить мощность установки только за счет повышения давления циркулирующего в контуре газа без изменения размеров самих турбомашин.

Одним из достоинств ГТУ закрытого цикла является также возможность изменения мощности установки за счет изменения расхода циркулирующего в контуре газа и давления его перед компрессором. Изменение давления газа перед компрессором можно осуществить введением в состав установки аккумулятора рабочего тела. Схемы ГТУ закрытого цикла с аккумуляторами рабочего тела показаны на рис. 81.

Мощность установки уменьшают открытием клапана сброса рабочего тела – КлС. При этом часть газа перетекает с напора компрессора в аккумулятор рабочего тела до тех пор, пока давление в аккумуляторе не сравняется с давлением газа на выходе из компрессора. Массовый расход газа в цикле при этом уменьшается, уменьшая мощность ГТУ.

Увеличение мощности ГТУ осуществляют закрытием клапана сброса КлС и открытием клапана добавки рабочего тела – КлД. При этом часть газа из аккумулятора перетекает во всасывающий трубопровод компрессора до тех пор, пока давление в аккумуляторе не сравняется с давлением всасывания компрессора. Расход циркулирующего рабочего тела в цикле увеличивается, обеспечивая максимальную мощность установки.

В схеме ГТУ с двумя аккумуляторами рабочего тела (рис. 81.б) аккумулятор разделен на две части – высокого и низкого давления. Наличие перекачивающего компрессора позволяет получать в аккумуляторе высокого давления любое давление рабочего тела, позволяющее менять мощность установки в более широком диапазоне.

Преимуществами ГТУ закрытого цикла по сравнению с ГТУ открытого цикла являются:

возможность получения большой мощности при использовании повышенного давления газа;
малое снижение КПД на режимах частичных нагрузок, так как мощность установки можно регулировать путем добавления и выпуска рабочего тела без существенного изменения его температуры (схемы замкнутых ГТУ с аккумуляторами рабочего тела – рис. 81);
возможность использования дешевых сортов топлива, в том числе и твердого, так как рабочее тело не загрязняется продуктами сгорания.

К недостаткам ГТУ закрытого цикла относят:

усложнение схемы установки за счет применения охладителя и нагревателя газа и применения повышенного давления в контуре;
большие размеры поверхностного нагревателя газа;
ограничение температуры газа перед газовой турбиной жаропрочностью элементов нагревателя газа;
пониженный КПД установки на расчетном режиме по сравнению с ГТУ открытого цикла вследствие меньшего КПД поверхностного нагревателя по сравнению с КПД камер сгорания, больших потерь теплоты с уходящими газами и повышенного расхода энергии на собственные нужды.

Из-за своих недостатков замкнутые ГТУ, работающие на органическом топливе, не получили распространения в качестве судовых энергетических установок. Но использование преимуществ замкнутого цикла ГТУ возможно и достаточно перспективно в судовых ядерных одноконтурных и двухконтурных газотурбинных установках с высокотемпературными газоохлаждаемыми реакторами − ВТГР. В ЯГТУ нагрев рабочего тела осуществляется в активной зоне ВТГР, которая заменяет собой поверхностный нагреватель газа. Более подробно принцип действия и конструктивные схемы ЯГТУ, работающих по замкнутому циклу, будут рассмотрены в главе, посвященной ядерным энергетическим установкам.

ГТУ полузамкнутого цикла исключают некоторые недостатки замкнутых ГТУ и могут выполняться по нескольким конструктивным схемам: с разделенными контурами и с соединенными контурами.

В схеме полузамкнутой ГТУ с разделенными контурами могут быть значительно уменьшены размеры поверхностного нагревателя газа за счет подачи в него воздуха для сжигания топлива под повышенным давлением (рис. 82.а). В состав установки дополнительно входит наддувочный агрегат, состоящий из компрессора и газовой турбины. Надувочная турбина работает на газах, уходящих из поверхностного нагревателя газа, и помимо привода компрессора совершает полезную работу (на схеме – выработка электроэнергии в электрогенераторе). Наддувочный компрессор забирает атмосферный воздух и подает его под повышенным давлением в нагреватель газа. За счет увеличения давления воздуха значительно интенсифицируется процесс сгорания топлива в нагревателе и процесс теплообмена, что позволяет существенно сократить размеры поверхностного нагревателя газа.

Таким образом схема установки включает два разделенных контура: основной – замкнутый, и наддувочный – открытый. По сравнению с замкнутыми установками эта схема ГТУ имеет больший КПД и меньшие габариты, но является более сложной и потребляет более качественное топливо (наддувочная турбина работает на уходящих газах).

Другой тип полузамкнутой ГТУ – ГТУ с соединенными контурами, имеет еще меньшие габариты из-за отсутствия поверхностного нагревателя газа (рис. 82.б). Вместо поверхностного нагревателя газа здесь используется камера сгорания. В основной компрессор поступают охлажденные в поверхностном охладителе газа продукты сгорания топлива. После сжатия в компрессоре они поступают в камеру сгорания, куда подается топливо и воздух из наддувочного компрессора. Наддувочный компрессор подает в камеру сгорания столько воздуха, сколько требуется для сгорания поступающего в нее топлива. При сгорании топлива происходит нагрев рабочего тела, циркулирующего по контуру. Основная часть горячих газов из камеры сгорания поступает в главную пропульсивную газовую турбину, совершая полезную работу. Оставшаяся часть газа поступает в газовую турбину наддувочного агрегата, приводящую в действие наддувочный компрессор.

Таким образом в рассмотренной схеме ГТУ агрегат большой мощности работает по замкнутому циклу при повышенном давлении и имеет малые удельные массу и габариты. Дополнительный турбокомпрессор выполнен по открытой схеме. Расход рабочего тела через него в 5 ÷ 6 раз меньше, чем в основном контуре.

Применение схемы полузамкнутой ГТУ с соединенными контурами решает вопрос исключения массивного поверхностного нагревателя газа, но предполагает применение топлива повышенного качества во избежание коррозии и загрязнения не только дополнительной, но и основной газовой турбины.

Выше были рассмотрены простейшие схемы замкнутых и полузамкнутых ГТУ. Конструктивно в схемах замкнутых и полузамкнутых ГТУ могут использоваться те же средства и способы повышения КПД цикла, что и в обычных ГТД:

использование регенерации тепла в цикле;
многоступенчатое сжатие газа с промежуточным его охлаждением;
многоступенчатый промежуточный подогрев газа;
разделение приводов компрессора и пропульсивной турбины.

С учетом этого, более сложные схемы ГТУ замкнутого и полузамкнутого циклов могут иметь в своем составе регенераторы, промежуточные охладители, камеры сгорания и другие элементы, характерные для аналогичных установок открытого цикла. При этом термодинамические циклы аналогичных замкнутых, полузамкнутых и открытых ГТУ не отличаются друг от друга.

Литература

Судовые энергетические установки. Дизельные и газотурбинные установки. Болдырев О.Н. [2003]

Воздушный компрессор представляет собой установку, действие которой основано на сжатии воздуха и подачи его под определенным давлением в пневматическое оборудование. Выбирая компрессорное оборудование для выполнения различных видов работ, необходимо учитывать устройство компрессора, его конструктивные особенности, а также технические и рабочие характеристики установки.

Конструктивные особенности, принцип действия и устройство воздушного компрессора зависят от типа установки. Современные компрессоры имеют несколько классификаций, главной из которых является различие компрессоров по принципу действия. Сегодня производители компрессорного и пневматического оборудования предлагают большое количество данных установок различного типа, наиболее распространенными среди которых являются винтовые и поршневые установки.

Поршневые компрессоры

Винтовые компрессоры

Все виды компрессоров имеют, как общие элементы, так и различия в конструкции. Кроме того, в зависимости от типа оборудования могут быть использованы различные материалы при изготовлении тех или иных составляющих компрессоров.

Устройство компрессоров винтового типа

В промышленных отраслях наиболее распространено использование винтовых воздушных компрессоров, которым характерны высокие технические характеристики. Устройство компрессора воздушного винтового отличается от аналогичных установок наличием винтового блока, в состав которого входят два ротора с ведущим и ведомым типом. Винтовой блок является основным рабочим элементом данного оборудования.

В момент работы данного компрессора, воздух, который проходит через систему фильтрации и клапан, поступает блок с винтами, где происходит смешивание воздуха с маслом. Использование масла необходимо для устранения пузырей воздуха и уплотнения пространства.

Далее воздушно-масляная смесь нагнетается винтовым блоком в пневматическую систему. На следующем этапе смесь поступает в сепаратор, где воздух отделяется от масел и, через систему радиатора, подается в ресивер или же на пневматическое оборудование.

Так как блок, в котором расположены винты, является главным рабочим элементом компрессора, принцип его работы необходимо рассмотреть отдельно. Зубья роторов – ведущего и ведомого, находятся в зацепленном состоянии. Корпус винтового блока и открытые полости роторов создают объем, в который, при вращении винтов, поступает воздух. Вращение роторов имеет противоположные направления. При этом происходит закрытие открытых полостей, что приводит к уменьшению объема между ними и увеличению давления нагнетания.

Подобное устройство винтового компрессора и его принцип действия обеспечивает высокую эффективность работы всей установки, бесперебойную подачу сжатого воздуха на пневмооборудование и возможность интенсивной эксплуатации данной системы на протяжении длительного времени.

Устройство поршневого компрессора и принцип его действия

Другим видом компрессорных систем, широко используемых в быту и на небольших предприятиях, является оборудование поршневого типа. Главным отличием такой установки от винтового и других типов оборудование является достаточно простое устройство поршневого компрессора и принцип его работы.

Основные элементы данной установки можно разделить на группы в зависимости от выполняемых функций:

цилиндровая группа;
поршневая группа;
механизмы движения;
системы регулирования, представляющие собой элементы, регулирующие производительность оборудования – трубопроводы, вспомогательные клапаны;
системы смазки;
элементы охлаждения;
детали для установки оборудования.

Конструктивно поршневой компрессор представляет собой корпус, выполненный из чугуна, алюминия или же другого материала и оснащенный цилиндром, расположение которого может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Основную подвижную и рабочую часть компрессора составляет сам поршень и два клапана, выполняющие всасывающие и нагнетательные функции.

Основу работы данного оборудования составляет движение поршня – поступательные движения приводят к всасыванию воздуха в цилиндр, а при возвратном действии воздух сжимается. Данный процесс и приводит к увеличению силы давления. В этот момент происходит закрытие клапана всасывающего действия, а нагнетательный клапан подает в магистраль сжатый воздух. Данный цикл повторяется на протяжении всего периода работы оборудования, обеспечивая пневмоинструменты воздухом под давлением необходимого уровня. Устройство компрессора воздушного поршневого отличается своей сравнительной простотой в сочетании с высокими рабочими и эксплуатационными характеристиками.

Учитывая устройство компрессоров поршневых и винтовых, их конструктивные, технические и эксплуатационные особенности, можно легко выбрать наиболее подходящий тип оборудования в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями и для использования с различными пневмоинструментами при проведении как промышленных, так и бытовых работ.

Читайте также: