способ подачи сжатого воздуха двухрежимной компрессорной установкой

Формула изобретения

СПОСОБ ПОДАЧИ СЖАТОГО ВОЗДУХА ДВУХРЕЖИМНОЙ КОМПРЕССОРНОЙ УСТАНОВКОЙ, включающий сжатие атмосферного воздуха последовательно в ступенях двух компрессоров при одинаковой их частоте вращения и подачу сжатого воздуха при расчетных параметрах на потребитель на основном расчетном режиме, а также подачу сжатого воздуха при повышенном расходе и пониженном давлении на дополнительном нерасчетном режиме, путем перевода упомянутых двух компрессоров в параллельную работу из атмосферы, отличающийся тем, что на расчетном основном режиме воздух в компрессорах сжимают последовательно с одинаковой степенью сжатия и промежуточным охлаждением до температуры атмосферного воздуха, а на дополнительном режиме работы компрессорной установки воздух сжимают в компрессорах параллельно с расходом и давлением, определяемыми зависимостями





где и G_д степень повышения давления и расход воздуха компрессорной установки на дополнительном режиме;

и G_р те же параметры воздуха на основном режиме,

причем при переводе двух упомянутых компрессоров в параллельную работу из атмосферы сохраняют расчетную частоту вращения общего вала установки и температуру воздуха на входе компрессоров.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к компрессоростроению, в частности к способам подачи сжатого воздуха компрессорной установкой (КУ), путем последовательного переключения ступеней КУ из последовательного в параллельный режим работы.

Известен способ подачи сжатого воздуха КУ путем дросселирования [1]

Недостатком этого способа является низкая экономичность.

Известен способ подачи сжатого воздуха путем изменения частоты вращения ротора компрессора [2]

При таком способе привод компрессора должен быть регулируемым с переменной частотой вращения. В таких КУ не могут быть использованы электродвигатели переменного тока с постоянной частотой вращения, что ограничивает возможность его использования. Кроме того, в таких КУ при снижении расхода воздуха одновременно снижают и давление подаваемого воздуха.

Наиболее близким к изобретению является способ подачи сжатого воздуха двухрежимной КУ [3] В такой КУ имеется четыре группы ступеней, две из которых на входе сообщены с атмосферой, а остальные на входе и выходе сообщены соответственно с первыми и с общим потребителем сжатого воздуха. В КУ все шесть ступеней выполнены конструктивно одинаковыми, что упрощает технологию их изготовления. Образованные два компрессора на основном (первом) режиме работают параллельно при пониженном давлении. На другом режиме при повышенном давлении все ступени КУ подключены последовательно. Такой способ не обеспечивает высокой экономичности одновременно на двух режимах работы КУ.

Цель изобретения повышение экономичности установки на втором, нерасчетном режиме.

Цель достигается тем, что на расчетном режиме КУ воздух в компрессорах сжимают с одинаковой степенью сжатия, с промежуточным охлаждением до атмосферной температуры, а на дополнительном нерасчетном режиме КУ в последней воздух подают с расходом и давлением, определяемых зависимостями

П_д= и G_д= G_p+G_p/ где П_д и G_д степень сжатия и расход воздуха на дополнительном нерасчетном режиме;

П_р и G_р те же параметры воздуха на основном режиме.

При таком переводе двух компрессоров установки из последовательной в параллельную работу из атмосферы сохраняют расчетную частоту вращения компрессоров и температуру воздуха на их входе.

На фиг.1 представлено общее устройство компрессорной установки; на фиг.2 универсальная характеристика одного из компрессоров.

Установка содержит вращающийся с постоянной частотой электродвигатель (ЭД) 1, первую ступень компрессора (К) 2, и компрессор 3, соединенные общим валом 4. Вход 5 компрессора 2 сообщен с атмосферой, а вход 6 компрессора 3 сообщен с атмосферой через запорный клапан 7. Воздухоохладитель (ВОХ) 8 на входе сообщен с компрессором 2 и на выходе его напорный патубок 9 через запорные клапаны 10 и 11 сообщен соответственно с входом 6 компрессора 3 и с дополнительной группой 12 общего потребителя 13. Напорный патрубок 14 компрессора 3 через запорные клапаны 15 и 16, а также через охладитель 17 сообщен соответственно с дополнительной 12 и основной 18 группами общего потребителя 13. На фиг.2 представлена универсальная характеристика компрессора 3, где точка А соответствует рабочим точкам как на основном, так и на дополнительном режимах.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

На основном расчетном режиме КУ, когда сжатый, например до давления 6 кг/см², воздух используют в транспортирующем эжекторном устройстве 18 для транспортировки сыпучего груза, например цемента или муки, из емкости (хранилища) 13, компрессоры 2 и 3 вращают электродвигателем 1 с постоянной частотой и воздух через приемный патрубок 5 подают в первый по ходу компрессор 2. Затем сжатый воздух при давлении 2,45 кг/см² в охладителе 8 охлаждают до атмосферной температуры и через трубопроводы 9 и 6 и клапан 10 подают на вход компрессора 3. При этом клапаны 11, 15, 7 закрыты, и потребитель 12 отключен. После этого сжатый воздух охлаждают до атмосферной температуры в ВОХ 17 и при давлении 6 кг/см² подают на потребитель 18. Степени повышения давления компрессоров 2 и 3 одинаковы и равны 2,45. Расчетная точка на таком режиме компрессора 3 на универсальной характеристике соответствует точке А (параметры указаны на фиг.2), определяемой значением координат: приве- денный расход воздуха G_пр.1= и степени повышения давления компрессо- ра П_к= где G_р расход воздуха КУ на расчетном режиме; Т_а атмосферная температура воздуха; П_р степень повышения давления КУ, а степень повышения давления компрессоров 2 и 3 равны между собой и соответствуют величине П₂= П₃=

Для надежной транспортировки цемента необходимо периодически встряхивать цемент в емкости 13 во избежание образования твердых застойных зон. С этой целью сжатым воздухом барботируют весь объем емкости 13. На таком режиме каждый компрессор 2 и 3 работает в параллель самостоятельно, забирает воздух из атмосферы, и через ВОХ 8 и 17, трубопроводы 9 и 14 и запорные клапаны 15 и 11 подают сжатый воздух при давлении 2,45 на потребитель 12 (барботажное устройство). После определенной по времени работы КУ возвращают в исходное состояние, т.е. в режим транспортировки цемента. На этом втором режиме на унивеpсальной характеристике рабочая точка компрессора 3 определяется аналогичным образом. С учетом сохранения частоты вращения вала 4 компрессоров 2 и 3 КПД компрессора одинаков на обоих режимах.

Преимущества изобретения по сравнению с прототипом заключаются в следующем. В прототипе при переходе компрессорной установки из основного на дополнительный режим работы изменяются рабочие параметры компрессоров и рабочая точка на универсальной характеристике перемещается от расчетной точки, что в общем итоге снижает КПД установки. В изобретении за счет сохранения отношения рабочих параметров на всех режимах рабочая точка на универсальной характеристике сохраняет свое положение и КПД установки не снижается.