Toplinski strojevi i ureaji

4. predavanje

KOMPRESORIKompresori su radni strojevi u kojima se vri poveanje tlaka plinovitom mediju u jednom ili vie stupnjeva kompresije,Kompresori se izvode kao volumetrijski i kao dinamiki (turbo) strojevi,Volumetrijski kompresori se izvode tako da radnom mediju smanjuju volumen, kako bi mu poveali tlak. Za smanjivanje volumena koristi se klip, stap ili rotirajui potiskiva (kao par vijaka, kao rotor s krilcima itd.),Radni medij mogu biti inertni plinovi (zrak, kisik, duik, vodik) ili ugljikovodici (acetilen, gorivi plinovi, plinovi za polimerizaciju) ili to mogu biti razliite smjese plinova.

Podruja primjeneKlipni kompresori se koriste za relativno male kapacitete do ~200m3/h s kompresijom na tlakove do ~2500 bar (npr. u petrokemiji pri sintezi polietilena). Radni medij mogu biti: zrak, gorivi plinovi (zemni plin, gradski plin, koksni plin itd.), industrijski plinovi (kisik, duik, acetilen itd.), rashladni mediji za friidere (amonijak, sumporni dioksid, freon, frigen itd.), smjese plinova za kemijsku industriju, vodena para.Kompresore prema tlaku dijelimo na: puhala, do 2 bar, kompresori, do 50 bar, visokotlani kompresori, do 500 bar, kompresori za najvie tlakove, preko 500 bar.Posebne izvedbe koje spadaju u red kompresora su vakuumske pumpe, kojima postiemo tlakove do 0.00013 bar pri evakuaciji zatvorenih volumena. Tome moramo jo pribrojiti cirkulacijske kompresore za potrebe plinovoda, koji rade pri visokim tlakovima, a sami vre vrlo malu dodatnu kompresiju da bi se pokrili gubici strujanja u plinovodu.

PROCES KOMPRESORA

KOMPRESIJA U JEDNOM STUPNJU

Ostale veliine stanja radnog medija u cilindru oznaene su prema tokama dijagrama. Od toke 1 do toke 2 imamo kompresiju, od toke 2 do toke 3 istiskivanje, od 3 do 4 ekspanziju zaostalog radnog medija i od 4 do 1 usis u cilindar.

Utjecaj na dobavu kompresora pri promjenljivom omjeru tlakova

IDEALNI KOMPRESORIdealni kompresor bi trebao imati sljedee karakteristike:Trebao bi samo stlaiti plin (ne ga pritom zagrijati),Volumen kompresijskog prostora bi trebao po mogunosti biti jednak nuli,Usis i istiskivanje kroz tlani ventil bi se trebali odvijati bez gubitaka strujanja,Plin bi trebao imati svojstva idealnoga plina,Izmeu dijelova prilikom gibanja nebi trebalo biti trenja.

RAD PROCESA KOMPRESORA

KOMPRESIJA U VIE STUPNJEVA

S krajnjim tlakom kompresije raste temperatura radnog medija, dovedena snaga, sile u mehanizmu i habanje dijelova, uz istovremeno smanjenje kapaciteta kompresora. Pritom postoji i granica iza koje dolazi do eksplozije smjese para ulja za podmazivanje i zraka. Doputena temperatura na koju komprimiramo zrak iznosi 200 C (kod kompresora s jednim stupnjem). Da bi se otklonili svi ti problemi, radni medij komprimiramo u vie stupnjeva (maksimalno 7) uz hlaenje radnog medija meu stupnjevima. Ti se hladnjaci nazivaju i meuhladnjaci. Ekonomini omjer tlakova na jednom stupnju se kree u podruju = 3....8.

IZVEDBA I POGONSKE KARAKTERISTIKE

UPRAVLJANJE KOMPRESORA (VENTILI)

Ventili se izvode u raznim izvedbama. Oni se konstruiraju za uvaavanje odreenih kriterija, kao to su: im vea protona povrina, im manja masa pokretnih dijelova, im manja udarna optereenja, im manje trenje i im manji tetni prostori.

Pojedinani ventili se mogu ugraditi paralelno, vertikalno ili koso obzirom na uzdunu os cilindra (slika a i b). Usisni 1 i tlani ventil 2 lee u svojim gnijezdima 3 i 4. Ventili su pritisnuti na svoja leita pomou vijka 5 i zvona 7. Poklopac 6 je brtvljen mekom brtvom 8 i vijcima je privren za cilindarsku glavu. Vijak 5 ima posebno izvedeno brtvljenje. Izvedba omoguuje skidanje ventila bez skidanja dijelova cjevovoda. Koncentrini ventili (slika c) su postavljeni koncentrino osi cilindra. Usisni 1 i tlani 2 dio ventila pritisnuti su na svoje leite 4 vijcima 3. Tlani dio se prema usisnom dijelu brtvi bakrenim prstenovima 5. Da bi se skinuo ventil potrebno je skinuti cilindarsku glavu.Kompresor rashladnog ureaja (slika d) ima usisni ventil s 20 privodnih otvora 3 u prirubnici 4 cilindarske kouljice. U prirubnici se nalazi i 4 klipova 5 za dranje usisnog ventila otvorenim radi potreba regulacije. Sjedite 6 tlanog ventila 2, koje je istovremeno graninik hoda za usisni ventil 1, ima otvore 7 za odvod ulja i pritisnuto je oprugom 8 na prirubnicu 4. Na taj se nain prilikom istjecanja ukapljenog rashladnog medija podie cijeli ventil i znatno poveava protoni presjek, ime se sprijeavaju tea oteenja stroja.

REGULACIJA KOMPRESORA

IZVEDBE KOMPRESORA

POSEBNE IZVEDBE KOMPRESORA

VELIKI KOMPRESORI ZA NAJVIE TLAKOVE

Veliki kompresor za polemirizaciju polietilena (PET) za kompresiju etilena s 250 bara na 1600 do 3100 bara

Oteenja na dijelovima koljenastoga mehanizma velikog kompresora za polemirizaciju polietilena (PET)Vidi se iskrivlena stapajica sa stopom za vezivanje na krinu glavu (dolje) i klipom (gore). Vide se odlomljeni dijelovi ljevanog kuita i brtvenih pregrada.

Kompresor kojega izravno pogoni motor s unutarnjim izgaranjem

Zahvaljujemo na pozornosti

29