- Получение сжатого воздуха
-
Пневматическое и гидравлическое оборудование. Приводные системы.
- Подготовка сжатого воздуха
- Пневмораспределители
- Клапаны/ Фильтры
- Пневмодроссели / обратные клапаны
- Пневматические цилиндры/приводы
- Резьбовые соединения / трубки
- Контрольно-измерительная аппаратура
- Вакуумное оборудование
- Оборудование для смазки и обдува
- Гидравлическое оборудование
- Запорная арматура / шаровые краны
- Электромеханический привод
- Компрессоры
Получение сжатого воздуха
Для получения сжатого воздуха на судах используют поршневые компрессоры.
Судовые компрессоры можно классифицировать по следующим основным признакам.
Расположение цилиндров: вертикальное однорядное (применяется
наиболее часто), V-образное.
Число цилиндров: одноцилиндровые (используют в качестве первичных и подкачивающих), многоцилиндровые (2—5 цилиндров используют в качестве основных и подкачивающих).
Число ступеней: одноступенчатые (используют в качестве компрессоров низкого давления), многоступенчатые (2 ступени для среднего давления, 3 ступени—для высокого).
Конструктивный тип ступеней: дифференциальный (низкая и высокая ступени расположены в одном цилиндре, при этом над поршневая и под поршневая полости рабочие), тандем (поршни низкого и высокого давлений расположены один над другим).
Величина давления (в кг-с/см 2 ): высокое (более 150), среднее (20—150), низкое (до 20).
Наиболее распространены компрессоры среднего давления с рабочим давлением 30 кг-с/см 2 . В последнее время используют также компрессоры с давлением 25 кг-с/см 2 для предотвращения значительного охлаждения цилиндров расширяющимся воздухом при пуске двигателя.
основные (производительностью 60—430 мч), в каждом отдельном случае каждый основной компрессор должен обеспечить заполнение в течение 1 ч баллонов главных двигателей начиная от давления 5 кг-с/см 2 до давления, необходимого для выполнения числа пусков, предусмотренных Правилами,
подкачивающие (производительность 10—100 мч), в основном
применяют компрессоры с производительностью до 30 мч,
первичные (производительность 10—30 мч).
Частота вращения судовых компрессоров в основном 600— 900 об/мин. Однако в последние годы некоторые зарубежные фирмы выпускают компрессоры с повышенной частотой вращения (до 2500 об/мин), что позволяет уменьшить вес и габарит компрессора.
Тип привода: электродвигатель (широко распространен благодаря малому габариту, высокому к. п. д., кратковременности и надежности пуска, простоте обслуживания и большим межремонтным периодом), дизель для первичных и высоко мощных компрессоров, применение электропривода в последних нежелательно вследствие глубоких провалов напряжения при пуске).
На некоторых судах применяют дизель-генератор-компрессорные агрегаты, которые позволяют сэкономить место в машинном отделении и ликвидировать опасные для судового электроснабжения провалы напряжения при пуске.
В качестве примера приведена схема (рис. 36) и описание принципа действия компрессора WH 200D-3S завода Хатлапа (ФРГ), конструкция которого характерна для компрессоров сжатого воздуха, выпускаемых различными западноевропейскими фирмами. Такие компрессоры
установлены на отечественных судах типов «Пула», «Сплит» и др. Компрессор — вертикальный, однорядный, двухцилиндровый, двухступенчатый, дифференциального типа, с электроприводом.
Конечное давление, кг-с/см 2 ,………. 25
Частота вращения, об/мин……. 980
Мощность двигателя, кВт …. 47,8 Диаметр поршня I ступени, мм . . 150, П-ой мм . . 135 Ход поршней , мм ,……………………………………….. . . . 144
Через фильтр / воздух из машинного отделения поступает во внутреннюю полость крышки 2, откуда через всасывающий клапан 3 засасывается в цилиндр 5 I ступени при движении поршня 7 вниз. Следующий за этим подъем поршня вызывает повышение давления в 1 ступени, благодаря чему всасывающий клапан 3 закрывается.
Сжатый воздух с давлением 5—7 кг-с/см 2 открывает нагнетательный клапан 4 и по патрубку 23 поступает через соответствующее отделение воздушной камеры 21 в трубки пучка 17 воздухоохладителя 18. Охлажденный воздух по трубе 26 через всасывающий клапан 25 II ступени поступает в дифференциальную полость А.
При движении поршня вниз воздух сжимается в полости А до 25 кг-с/см 2 , после чего через нагнетательный клапан 6 II ступени по трубе 22 поступает в трубный пучок 16 воздухоохладителя.
Воздух в систему подается через патрубок 15, на котором установлен
предохранительный клапан 14. Давление воздуха после I ступени контролируется по манометру 24, а после II ступени — по манометру 20.
Техническая эксплуатация компрессора включает работы по подготовке его к пуску, ввод в действие, уход за работающим агрегатом и остановку.
Перед пуском компрессора нужно проверить уровень масла в картере 9 футштоком 27, при необходимости долить масло. Открыть вентили 11 продувания водомаслоотделителей I и II ступеней, установленных на воздушной камере 12. Вал 10 компрессора провернуть вручную для проверки свободного хода компрессора и заполнить полость масляного насоса 8 и масло подводящие каналы смазочным маслом.
Непосредственно перед пуском следует пустить воду в систему охлаждения компрессора. Более ранняя подача охлаждающей воды вызовет переохлаждение цилиндров и ухудшение их смазки в начальный период работы компрессора.
Для пуска компрессора включают электродвигатель. Первые 3—5 мин компрессор должен проработать с открытыми продувочными вентилями для удаления возможных скоплений влаги в цилиндрах. После этого необходимо открыть запорный вентиль на воздушной магистрали II ступени и закрыть продувочные вентили I и II ступеней.
Во время работы компрессора необходимо следить за параметрами масла, охлаждающей воды и сжатого воздуха в системах, обслуживающих компрессор. Давление масла после циркуляционного насоса не должно быть ниже 1,5 кг-с/см 2 , а температура масла в картере не должна превышать 60° С. Давление воздуха после I и II ступеней должно соответствовать паспортным данным компрессора, температура воздуха после холодильников должна составлять 40—60° С, для чего следует регулировать подачу охлаждающей воды.
После каждого часа работы необходимо открывать продувочные вентили водомаслоотделителей I и II ступеней. В тропических условиях продувка необходима через каждые 30 мин.
Для остановки компрессора следует открыть продувочный вентиль II ступени, закрыть запорный вентиль на воздушной магистрали после компрессора, открыть продувочный вентиль I ступени и выключить электродвигатель, после этого закрыть подвод охлаждающей воды.
Техническое обслуживание предусматривает работы по поддержанию компрессора в надлежащем техническом состоянии. Эти работы в зависимости от содержания и объема выполняют ежедневно и в сроки, предусмотренные планом-графиком профилактических осмотров и ремонтов судового оборудования.
Ежедневно при использовании компрессора для подкачивания воздуха в баллоны производят внешний осмотр агрегата для своевременного выявления возможных повреждений. Во время работы компрессора осматривают соединения трубопроводов для выявления не плотностей. После остановки компрессора насухо протирают его наружные поверхности и трубопроводы обслуживающих систем. Замеченные неисправности устраняют.
Через каждые 100 ч работы, но не реже чем через 3 месяца необходимо проверять затяжку болтов и гаек компрессора, очищать масляный и воздушный фильтры и проверять на срабатывание предохранительный клапан II ступени, повышая давление на работающем компрессоре выше 25 кг-с/см 2 .
Через каждые 200 ч работы, но не реже чем через 6 месяцев кроме перечисленных работ, необходимо сменять масло в картере компрессора. При этом картер, насос и маслопроводы следует очищать и промывать.
Всасывающие и нагнетательные клапаны компрессора нужно разбирать, очищать от нагара, промывать и проверять на плотность керосиновой пробой. При не плотностях необходима притирка или замена соответствующих деталей.
В эти же сроки следует очищать внутренние поверхности трубок воздухоохладителей.
Через каждые 1500 ч работы, но не реже одного раза в год полностью разбирают кривошипно-шатунный механизм компрессора для осмотра и очистки цилиндров, поршней, уплотнительных колец, пальцев, шатунных и рамовых подшипников коленчатого вала. Выполняют необходимые обмеры этих деталей. В случае необходимости регулируют зазоры в подшипниках.
Для очистки внешних поверхностей трубок вынимают вместе с трубными досками 13 и 19 трубный пучок.
Полости охлаждения компрессора очищают от накипи, используя рассмотренные выше химические препараты.
Неисправности, повреждения и поломки, обнаруженные в процессе технического обслуживания, подлежат немедленному устранению, что позволяет поддерживать постоянную готовность компрессора к действию.

Пневматическое и гидравлическое оборудование. Приводные системы.
Подготовка сжатого воздуха
Пневмораспределители
Клапаны/ Фильтры
Пневмодроссели / обратные клапаны
Пневматические цилиндры/приводы
Резьбовые соединения / трубки
Контрольно-измерительная аппаратура
Вакуумное оборудование
Оборудование для смазки и обдува
Гидравлическое оборудование
Запорная арматура / шаровые краны
Электромеханический привод
Компрессоры
3.1 Производство и подготовка сжатого воздуха
На производство сжатого воздуха расходуется около 20% всей электроэнергии, потребляемой промышленностью. Поэтому он является одним из самых дорогих энергоносителей, используемых в современном производстве. На предприятиях, где широко применяются пневматические приводы и системы, обычно существует центральная сеть питания сжатым воздухом. Диапазон давлений в ней, принятый как у нас в стране, так и за рубежом, составляет 0,4 — 1,0 МПа (4 — 10 бар).
Чтобы преобразовать воздух из окружающей среды в рабочее тело пневматического привода, над ним необходимо произвести ряд последовательных действий: сжать до требуемого значения давления, осушить и очистить. Для нормальной работы пневмоприводов необходимо, чтобы загрязненность сжатого воздуха не превышала допустимого уровня. Основные загрязнители воздуха — вода и компрессорное масло в жидком и парообразном состояниях, а также твердые и газообразные вещества.
Источником воды, содержащейся в сжатом воздухе, является водяной пар, засасываемый компрессором вместе с атмосферным воздухом. Для характеристики влагосодержания (влажности ) воздуха используются понятия абсолютной и относительной влажности.
Абсолютная влажность/а6с (г / м³) — это масса паров воды, содержащихся в 1 м³ воздуха.
Влажность насыщенного пара fm — это наибольшая масса паров воды, которые могут содержаться в 1 м³ воздуха при данной температуре.
Относительная влажность (р , измеряемая в процентах, определяется по формуле:
Способность некоторого постоянного объема сжатого воздуха удерживать пары воды зависит от температуры и не зависит от давления (рис . 3.1).
Рис. 3.1. Зависимость абсолютной влажности от температуры
При понижении температуры воздух насыщается водяными парами, его относительная влажность возрастает. В момент, когда относительная влажность достигает значения 3 /ч.
Производство сжатого воздуха сопровождается значительным потреблением электроэнергии. Например, при получении 10 м³ сжатого воздуха под давлением 0,6 МПа с использованием поршневого компрессора затраты электроэнергии составляют 0,76 — 0,98 кВт-ч, а с использованием турбокомпрессора — 0,82 — 1,77 кВт-ч. При этом чем выше производительность компрессора, тем ниже затраты электроэнергии на каждый 1 м³ сжатого воздуха. Следовательно, стоимость производтва сжатого воздуха зависит от типа компрессора и от его производительности. Несложный расчет показывает, что сжатый воздух необходимо расходовать экономно и не допускать бесполезных утечек через неплотности в пневматических агрегатах и особенно в трубопроводах.
На принципиальных пневматических схемах условное графическое обозначение компрессора, каким бы ни было его конструктивное исполнение, согласно действующим стандартам имеет следующий вид (рис . 3.12, а).
Рис. 3.12. Условное графическое обозначение компрессора
Незакрашенный треугольник своей вершиной, лежащей на окружности, указывает направление движения потока сжатого воздуха (рис . 3.12, б).
Изображение простейшей компрессорной установки, состоящей из компрессора, воздухозаборника на линии всасывания, приводного электродвигателя и соединительной муфты, принимает, таким образом, следующий вид (рис . 3.12, в).
Чтобы производительность компрессора соответствовала изменяющемуся потреблению сжатого воздуха, необходимо регулировать давление, развиваемое компрессором, в диапазоне от максимального до минимального. На практике применяют различные виды регулирования.
Регулирование по нагрузке. Уровень давления в напорной магистрали регулируется путем изменения частоты вращения приводного двигателя компрессора.
Регулирование периодическим отключением. При достижении заданного максимального уровня давления приводной двигатель компрессора отключается. Включение двигателя производится при снижениивеличины давления до минимально допустимого значения. Чтобы обеспечить приемлемую периодичностьвключений-выключений компрессора необходимо иметь резервный запас сжатого воздуха на его выходе,который создается с помощью ресивера. Для предотвращения выхода воздуха из ресивера в атмосферучерез неработающий компрессор на выходе последнего (в напорной магистрали) устанавливают обратный
клапан (рис . 3.13).
3.13. Обратный клапан
Обратный клапан предназначен для пропускания потока воздуха только в одном направлении. При этом запорный элемент 1 отжимается от седла 2 клапана потоком воздуха. Когда же воздух подается в обратном направлении, клапан закрывается под действием оказываемого им давления и встроенной пружины.
3. Регулирование холостым ходом. Различают регулирование на входе, на выходе и коротким замыканием. Регулирование на входе выполняют следующими способами:
а) прекращение подачи осуществляется путем перекрытия всасывающей магистрали компрессора.
б) всасывающий клапан компрессора удерживается открытым посредством встроенного привода, что не позволяет воздуху в рабочей камере сжиматься (рис . 3.14).
Рис. 3.14. Управление всасывающим клапаном компрессора
Регулирование на выходе состоит в том, что на линии нагнетания компрессора устанавливают устройство разгрузки, через которое сжатый воздух начинает стравливаться в атмосферу при достижении максимально допустимого давления.
Регулирование коротким замыканием заключается в том, что вход и выход компрессора закольцовывают, компрессор работает «сам на себя».
Компрессорные установки размещают в помещениях, обеспечивающих защиту от шума, создаваемого оборудованием, расположенным на основных производственных площадях. Место установки должно обеспечивать свободный доступ к компрессору для его обслуживания и эксплуатации. Чтобы свести к минимуму гидравлические сопротивления, всасывающие трубопроводы выполняют по возможности короткими и с большими проходными сечениями. Всасываемый воздух должен быть сухим, холодным и незапыленным, поэтому возду-хозаборные устройства рекомендуется располагать на высоте 4 — 6 м.

Станьте первым!