KOMPRESOROVÁ TECHNIKA - TEÓRIA O KOMPRESOROCH

Rozdelenie kompresorov

 

 

 

 

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie

Energetický audit v praxi - Stlačený vzduch od výroby po spotrebu - prednáška

09.03.2012, 09:14 , COMPRESSED GAS s.r.o. | Komentáre: 0 | Počet zobrazení: 1530

Energetický audit v praxi - Stlačený vzduch od výroby po spotrebu - prednáška

Stlačený vzduch od výroby po spotrebu

Hlavným cieľom mojej dnešnej prednášky s názvom „Stlačený vzduch od výroby po spotrebu“ je konkrétne poukázať na možnosti úspory nákladov na elektrickú energiu a zemný plyn, ktoré je možné v súčasnosti dosiahnuť efektívnou výrobou stlačeného vzduchu.
Stlačený vzduch je energia, ktorá sa používa pri veľkom výrobných technologických procesov a zároveň je stále aj najdrahšou formou prenosu energie (energetická účinnosť ak uvažujeme od vstupu uhlia do elektrárne po vstup vzduchu do spotrebiča je na úrovni 6%.

Celý článok...

Teória - kompresor

radialny_kompresor

Kompresor (plyn)
 

Kompresor je zariadenie určené na stláčanie (kompresiu) plynu. Inak povedané kompresor je elektromechanické zariadenie slúžiace na premenu mechanickej energie na energiu tlakovú (energiu stlačeného plynu).

Vzhľadom na to že v kompresore nastáva adiabatické stláčanie dochádza tiež k ohrevu plynu.
 

Charakteristika

* tlakové pomery

ps - nasávací tlak (tlak na vstupe)
pt - tlak na výstupe
π = pt/ps - kompresný pomer
Δp = pt - ps - celkový tlak (tlakový zisk)

Podľa charakteristiky potom môžeme rozdeliť zariadenia na stláčanie vzduchu na:

ventilátor: π < 1.13 (tlak na výstupe neprekračuje 10 kPa)
dúchadlo: 1.13 < π < 3 (tlak na výstupe neprekračuje 200 kPa)
kompresor: π > 3

Špeciálne kompresory podľa tlakového pomeru vstup-výstup

výveva – nasává vzduch pri tlaku nižšom ako je atmosférický (normálny) a stláča ho na atmosférický tlak
booster – pomocný kompresor ( dotlačovací kompresor ), používaný pri príliš vysokom tlakovom pomere. Zaraďuje sa na vstup hlavného kompresora.
cirkulátor - cirkulačný kompresor nasává plyn o vysokom tlaku a ďalej ho stláča s malým tlakovým pomerom. Slúži ako vyrovnávač tlaku napr. v plynovodoch.

* Objemová výkonnosť (nasávaný objem plynu)

V/t (m3s-1)

* Príkon na hriadeli kompresora

Teória o dúchadlách, Rootsovo dúchadlo

rootsovo_duchadlo

Rootsovo dúchadlo je dúchadlo s dvoma špeciálne tvarovanými rotačnými piestami. Osi rotácií piestov sú rovnobežné a špeciálny cykloidný tvar ich prierezu ( tvar osmičky - 'piškóty', alebo aj s viacerými výstupkami) zabezpečuje, že sa vzájomne dopĺňajú v každej polohe. Piesty sú navzájom spojené prevodom, umožňujúcim ich rotáciu v oválnom telese dúchadla v opačných smeroch. Pozdĺžne sú piesty priame, alebo mierne zakrútené do skrutkovice, čo zabezpečuje plynulejší chod. Piest je obvykle dvojlamelový, ale vyrábajú sa i troj a viac lamelové (zubové) verzie.

Počas rotácie sa cyklicky mení objem priestoru uzavretého medzi piestami. Zmena (zmenšenie) objemu sa využíva na stláčanie pracovného plynu. V časti, kde sa objem zväčšuje a klesá tlak je vyústenie nasávacieho otvoru, v časti kde sa objem zmenšuje a stúpa tlak je vyústenie výtlačného otvoru.

Rootsovo dúchadlo sa vyrába v širokom výkonovom rozsahu od 20 m3/h až 19000 m3/h.

Výhody a nevýhody

* Hlavnou nevýhodou Rootsovho dúchadla je nespojitosť cyklu plnenie-výtlak, médium na výstupe pulzuje (na rozdiel od kontinuálnych odstredivých kompresorov. Následkom vyššieho tlaku vo výtlačnom priestore dochádza ku spätnému prúdeniu z výtlačného priestoru do komory až do okamihu vyrovnania tlaku. To sa prejavuje pulzom. Prenosové médium musí byť čisté, nečistoty môžu spôsobiť zadrenie kompresora. Ďalšou nevýhodou je zahrievanie, čo sa môže prejaviť roztiahnutím piestov, čo môže opäť viesť až ku dotyku piestov so skriňou a tým k poškodeniu kompresora.
* Hlavnou výhodou je dosiahnutie výstupného tlaku už pri malých otáčkach. Účinnosť je závislá hlavne na presnosti výroby piestov a vzdialenosti medzi piestami navzájom a ku skrini. Ozubené súkolie zabezpečuje synchrónny bezdotykový chod oboch piestov. Piesty preto nevyžadujú žiadne mastenie a dopravované médium nie je znečisťované mastivom a oterom. Princíp dúchadla umožňuje prepravu nie len plynov, ale aj kvapalín a sypkých látok - napr. cementu, rôznych granúl a pod.

Využitie

Rootsove dúchadlá sa používajú na spracovanie vysokých prietokových množstiev pri potrebe malého tlakového rozdielu. Konkrétne sa používajú pre vytvorenie vákua, alebo pri preplňovaní spaľovacích motorov. Používajú sa aj na transport plynov, odvetrávanie, prepravu médií a pod., aj v potravinárskom priemysle. V aeračných systémoch v čistiarňach odpadových vôd, pri úprave pitnej vody, doprave agresívnych plynov, v priemyselných kotloch, pneumatická doprava sypkých hmôt a granúl, v potravinárskom priemysle, vo vákuovej technike, odbery vzoriek vzduchu, vytváranie podtlaku v priestoroch, odsávanie kontaminovaných pár a pod.

Rozdelenie kompresorov

Delenie kompresorov
Rozdelenie kompresorov

 

Podľa spôsobu premeny energie

* objemový kompresor - zvýšenie tlaku plynu nastáva zmenšením objemu pracovného priestoru v ktorom je plyn uzatvorený
* dynamický kompresor (tiež rýchlostný kompresor) - zvýšenie tlaku plynu nastáva jeho urýchlením (zvýšením jeho kinetickej energie) a nasledujúcou premenou kinetickej energie na tlakovú energiu.

Objemové kompresory

Podľa konštrukcie delíme ďalej

* Objemový kompresor s vratným pohybom - tlak je vytváraný priamočiaro sa pohybujúcim zariadením zmenšujúcim objem priestoru a sústavou jednocestných ventilov
o Piestový - objem priestoru zmenšuje priamočiaro sa pohybujúci piest (podobne ako pri spaľovacom motore)
o Membránový kompresor - je vhodný len pre malé množstvo plynu, nasává a stláča ho mechanickým prehýbaním membrány (kovovej, gumovej, plastovej a pod.)
o Kompresor s voľným piestom - piest oddeľuje dve rôzne médiá, samotný nie je mechanicky spojený s pohybovým mechanizmom. Pohon môźe byť stlačeným vzduchom, alebo hydraulicky.


* Objemový rotačný kompresor - k stláčaniu dochádza rotáciou jedného / dvoch rotorov otáčajúcich sa okolo svojich osí rovnobežných s osou pracovného valca. Stláčaný plyn se pri pohybe rotujúcich piestov (rotorov) oddelí od nasávacieho priestoru potom sa jeho objem tlakom rotorov na plyn zmenšuje, čím stúpa jeho tlak. Obvodová rýchlosť rotačného pohybu piestov je rádovo vyššia, ako piestová rýchlosť pri kompresoroch s vratným pohybom piestu. Preto majú menšie rozmery. Malá hmotnosť malá zložitosť vedú k nízkej výrobnej cene. Rotačné kompresory môžu byť spojené priamo (bez prevodu) s rychlobežným motorom, čím odpadnú aj náklady na prevodovku. Avšak v porovnaní s kompresorami s vratným pohybom piestu sa vyznačujú nižšími energetickými účinnosťami a vyššou hlučnosťou. Najväčšie straty predstavuje netesnosť.


o Lamelový kompresor je tvorený valcovým rotorom s hlbokými zárezami excentricky uloženým v pracovnej komore. V zárezoch sa nachádzajú voľne posuvne uložené lamely. Pri otáčaní rotora sa lamely odstredivou silou vysunú, až sa oprú o steny pracovného valca. Pracovný priestor polmesiacovitého prierezu je jednotlivými lamelami rozdelený na komôrky, ktorých objem sa postupne zmenšuje, čím dochádza k stlačeniu plynu a jeho presunu smerom k výtlačnému otvoru.

o Vodokružný kompresor - plyn sa dopravuje v komôrkach tvorených pevnými krídlami excentricky uloženého rotora a vodného prstenca obiehajúceho v statore. Plyn vstupuje sacím otvorom a odchádza výtlačným otvorom v čelnej stene rotora. Pri otáčaní tesní kvapalinový prstenec medzi rotorom a krídlami pracovný priestor. Počet lopatiek bývá 8 až 12 niekedy až do 20. Vpyvom priameho styku s kapalinou je kompresia takmer izotermická, avšak celková izotermická účinnosť je nízka.

o Skrutkový kompresor. Stlačenie plynu sa dosahuje zmenšovaním objemu párových komôrok medzi skrutkami rotorov. Rotory sú skrutkového tvaru so závitom o veľkom stúpaní. Hlavný (hnací) rotor má najčastejšie štyri zuby, vedľajší má obvykle šest zubov. Rotory sa otáčajú v opačných smeroch, čím sa objem pracovných komôrok na sacej strane postupne zväčšuje a na výtlačnej strane sa postupne zmenšuje. Existujú suché kompresory, so vstrekovaním vody, mazané olejom.

o Dúchadlo - dva rotačné piesty se po sebe odvaľujú a dopravujú plyn v komorách vytvorených stenami rotora a statora. Ide o kompresor s vonkajšou kompresiou - stlačenie plynu nenastáva vo vnútri samotného kompresora, ku zvýšeniu tlaku dochádza až pri vytláčaní plynu do uzatvoreného priestoru. Typickým príkladom je Rootsovo dúchadlo s dvoma rotorami piškótovitého tvaru otáčajúcimi sa okolo rovnobežných osí. Piesty sú navzájom spriahnuté priamym prevodom a majú navzájem odlišný zmysel otáčania. Medzi stenami valca a rotorami sa pri otáčení vytvárajú komôrky spojené so sacím, resp. výtlačným kanálom.
o Špirálový kompresor používa dve združené lamely stočené do špirály. Vytvárajú tzv. Archimedovu špirálu.

o Zubový kompresor je tvorený dvoma navzájom do seba zaberajúcimi, tesnými ozubenými kolesami. Medzery medzi zubami vytvárajú komôrky na prenos plynu. V mieste záberu je plyn z komôrok vytláčaný.

Dynamické kompresory

Rýchlostné, tiež turbokompresory dosahujú zvýšenie tlaku zrýchlením prúdiaceho plynu a po ňom nasledujúcou premenou kinetickej energie prúdiaceho plynu na tlak.

Výhody: kľudný chod, jednoduchá konštrukcia, jednoduchá obsluha a údržba, vysoká spoľahlivosť, dlhá životnosť, plyn neprichádza do styku s mazadlami
Nevýhody: hlučnosť, vysoké otáčky, pomalý nábeh výkonu, nízka účinnosť, pre vyšši tlak je potrebných viac stupňov

* Radiálny kompresor. Plyn je nasávaný sacím hrdlom, v obežnom kolese (rotore). Pri prechode lopatkovými kanálami je mu udelená kinetická energia. Tá sa v difúzore tvorenom lopatkami opačnej orientácie premieňa na tlakovú energiu, čiže stúpa tlak plynu. Takto stlačený plyn je privedený do nasledujúceho stupňa. Posledným stupňom je špirálová skriňa a výtlačné hrdlo. Hriadeľ je uložený na ložiskách. Dynamické stláčanie vyžaduje vysoké obvodové rýchlosti až 450 m/s, čiže i vysoké otáčky 5000-100000 ot./min. Z toho vyplýva aj požiadavka na vysoko kvalitný materiál lopatiek obežného kolesa. Pre vyššie tlaky je potrebné viac stupňov. Stupeň tvorí obežné koleso, difúzor a vratný kanál. Plyn je nutné po prechode cca. troma stupňami chladiť, čím sa zvýši hustota plynu, čo je potrebné pre ďalšie stláčanie.
* Axiálny kompresor. Plyn sa nasává hrdlom do komory, usmerní sa lopatkami statora, urýchli obežnými lopatkami jednotlivých obežných kolies rotora, v smerovacích lopatkách statora se zvýši jeho tlak a je presmerovaný do ďalšieho stupňa. Za posledným stupňom je zaradený difúzor. Z neho tečie stlačený plyn do výtlačného hrdla. Pri týchto kompresoroch sa plyn väčšinou nechladí, kôli zložitosti vedenia plynu. Axiálne kompresory sa vyrábajú pre tlaky okolo 2 MPa. Obvodová rýchlosť obežných lopatiek sa volí až 450 m/s (nadzvukový ventilátor motora DV-2), a otáčky 3000-20000 ot./min.

Ejektor

* Ejektor (difuzér). Slúžia pre odsávanie, alebo stláčanie plynov. Stlačený vzduch sa privedie do pracovnej dýzy, kde expanduje na tlak nižší, ako je v sacom hrdle. Pri výtoku v zmiešavacej komore zo sebou strháva plyn zo sacieho hrdla. V difúzore sa kinetická energia oboch prúdov opäť mení na energiu tlakovú. Ejektory (prúdové kompresory) sa používajú na odsávanie plynov a v priemysle. Tlak hnacieho plynu je do 1 MPa.

Iné delenia

Podľa poču stláčacích stupňov

* jednostupňový
* viacstupňový - dva a viacstupňové. Pri dynamických kompresoroch môže býť počet stupňov aj viac ako 40.

Podľa výstupného tlaku

* nízkotlaký - výtlačný tlak < 2,5 MPa
* strednotlaký - výtlačný tlak 2,5 < 10 MPa
* vysokotlaký - výtlačný tlak 10 < 250 MPa

Podľa stavby

* stacionárne
* prenosné
* pojazdné

Podľa chladenia

* chladené vodou
* chladené vzduchom
o pasívne chladenie
o chladené náhonom od vstupného hriadeľa kompresora
o chladené externým ventilátorom


Podľa pohonu

* priamo (elektromotor)
* nepriamo (remeň, hydraulicky)

Dejiny

Prvé kompresory boli zariadenia na stláčanie vzduchu a používané boli väčšinou v oblasti hutníctva, kde sa používali na vháňanie vzduchu do priestoru ohniska. tieto kompresory boli modifikáciou piestových kompresorov. Boli tvorené kožennými vakmi s pevným dnom. Piest bol súčasťou vaku a tvorila ho doska. Kompresory boli s ručným pohonom, neskôr na bola na pohon použitá voda (hámor).

S narastaním spotreby kovov, s baníckou činnosťou a pri výrobe ocele prišla zvýšená požiadavka na množstvá dodávaného vzduchu ako aj na nárast tlaku na výstupe kompresorov. Bola potreba zvýšiť kompresný pomer, čo je jedna z hlavných charakteristík kompresorov. V tých časoch sa ako pohn používali parné stroje a princíp vratného piestu bol vinikajúci prostriedok na konštrukciu kompresora.

V polovici 19 storočia zároveň s pokusmi so spaľovacími motormi boli položené teoretické základy pre konštrukciu lopatkových kompresorov. Táto konštrukcia prežila svoj boom v 20 storočí s rozvojom letectva a spotrebou zvýšiť dostup lietadiel. Najväčší rozvoj zaznamenala s vývojom prúdových motorov.



COMPRESSED GAS s.r.o.

Bošianska cesta 1127 /19

956 33 Chynorany

  info@compressedgas.sk

pobočky Stupava a Prešov

www.boge.sk

 

VÝPREDAJ SKRUTKOVÝCH KOMPRESOROV

 

Ako ušetriť peniaze pri kúpe kompresora?

 

5 ročná záruka bez príplatku

5 ročná záruka kompresory

kompresory CZ

Najpredávanejšie produkty:

 

Membránové dúchadlo EsoAir Enviro 60 do čov

 
168 € s DPH
(5061,20 Sk)

Piestikové dúchadlo Nitto LA60 B do čov - pre domácu čističku odpadových vôd

 
318 € s DPH
(9580,10 Sk)

Membránové dúchadlo SECOH EL-S-60

 
240 € s DPH
(7230,20 Sk)

Dúchadlo Air Mac DB60 dúchadlá pre čov

 
204 € s DPH
(6145,70 Sk)

Membránové dúchadlo Hiblow HP 60 do čov

 
234 € s DPH
(7049,50 Sk)

membránové dúchadlo LP-60HN YASUNAGA pre čov

 
264 € s DPH
(7953,30 Sk)