Новое компрессорное оборудование

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

 

 

Градирни “Росинка” в  системах оборотного водоснабжения

 

 

Научно-производственная фирма  “Техэкопром” совместно с ВНИХИ  разработала на основе результатов исследований, выполненных институтом ВОДГЕО, малогабаритные градирни “Росинка”[8, c.31]. Они предназначены для охлаждения технологической воды в системах оборотного водоснабжения с расходом от 10 до 500 м³/ч и более.

Для удобства компоновки оборотных  систем с различными расходами воды градирни “Росинка” выпускают с  расчетной производительностью 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80 и 100 м³/ч.

Корпус выполняется  сварным из листового металла и угловой стали. Вентиляторы имеют металлическую обечайку и пластмассовые лопасти. Ороситель и водоуловитель изготовляются из полиэтиленовых решетчатых призм. Оценочные показатели градирен приведены в таблице 1.

Таблица 1– Технические  характеристики градирни “Росинка”

 

Отличительной особенностью градирен “Росинка” является расположение водораспределителя между ярусами (слоями) оросителя. При этом сопла направлены вверх. Такая схема (рисунок 1.1) позволяет регулировать гидравлическую и тепловую нагрузки на ороситель путем изменения поверхности контакта воды с воздухом за счет большего или меньшего напора подаваемой воды[8, c. 31].

Подачу воды за счет изменения напора в пределах 2,5—5,0 атм. организуют так, чтобы факелы разбрызгивания из сопел при минимальной тепловой нагрузке достигали нижней кромки верхнего яруса оросителя, а при максимальной — нижней кромки водоулвитля. При промежуточной тепловой нагрузке верхняя часть факела разбрызгивания уходит в верхний ярус оросителя и занимает часть

его объема. Охлаждение воды при минимальной нагрузке происходит только в нижнем ярусе оросителя, а при максимальной и промежуточной — в нижнем ярусе и в заполненной факелом части верхнего яруса. Путем изменения высоты подачи воды в верхний ярус оросителя можно регулировать его поверхность теплообмена и тем самым тепловую нагрузку градирни.

 

 

1 — вентилятор; 2 — нижний ярус оросителя; 3 —  верхний ярус оросителя;

4 — водоуловитель; 5 — водораспределитель.

 

Рисунок 1.1 – Градирня “Росинка”.

 

Воздушный поток  в градирнях “Росинка” движется со скоростью 2,5 м/с снизу вверх навстречу стекающей воде. Это создает эффективную противо- точную схему тепломассообмена между водой и воздухом. В то же время воздушный поток способствует поддержанию рационального заполнения водой верхнего яруса оросителя и образованию в верхней его части псевдоожиженного слоя, усиливающего эффект охлаждения.

Относительно  небольшая для малогабаритных градирен скорость воздуха позволяет использовать в качестве водоуловителя несколько слоев призм, таких же как и в оросителе.

Призмы (рисунок 1.2) для устройства оросителя и водоуловителя изготовляются методом экструзии в достаточно большом количестве по разработанным институтом ВОДГЕО Техническим условиям 249- 5479-01 — 92 “Призма решетчатая ПР50. Блок оросителя и водоуловителя из ПР50”. Блоки оросителей и водоуловителей из призм разработаны совместно этим институтом и научно-производственной фирмой ’’Техэкопром”[8, c.31].

В качестве исходного  материала используется полиэтилен низкого давления марки 273-79, стабилизированный  сажей, по ГОСТ 16338-85Е и ТУ 6-05-1870 -84.

Контактной  поверхностью тепломассообмена между  водой и воздухом в оросителе из призм служит поверхность пленок и капель, образующихся на волокнах решетчатых призм, поэтому его следует классифицировать как капельно-пленочный.

 

а — общий вид; б — схема расположения призм и блоке

Рисунок1.2 – Решетчатая призма ПР50:

 

Ороситель из призм можно применять при температуре нагретой воды до

50 °C, концентрации в воде жиров, смол и нефтепродуктов до 25 мг/л, механических примесей до 50 мг/л [8, c.32].

Водоуловитель из призм работает по инерционному принципу действия. При проходе через решетчатую структуру водоуловителя из призм в потоке воздуха, содержащем капельки воды, происходят многократные изменения направлений местных скоростей движения. Не успевающие за этими поворотами воздуха капельки воды оседают по инерции на волокнах (нитях) призм.

НПФ “Техэкопром” имеет трехлетний опыт изготовления градирен. Осуществляется их поставка в различные районы Российской Федерации и страны СНГ.

В состав документации при поставке входят паспорт на градирню и техническое описание с номограммой охлаждения воды в зависимости от гидравлической нагрузки на градирню и температуры воздуха по смоченному термометру.

Номограмма  предназначена для подбора градирни и оценки режима ее работы в обычных климатических и производственных условиях средней полосы европейской части страны. В других случаях необходимо проводить специальные теплотехнические расчеты градирни применительно к конкретным условиям.

Пример выбора градирни “Росинка” по номограмме охлаждения воды приложение А и [8, c.32]. Требуется выбрать градирню для следующих условий: температура нагретой воды t_w2 = 31 °С; перепад температур воды в градирне ∆t^гр_w= 5 °С; температура воздуха по смоченному термометру t_см = 20 °С; производительность градирни (расход охлаждаемой воды) V_w = 40 м³/ч.

• Из точки t_w2 = 31 °С опускаем вертикальную линию до пересечения с линией

t_см =20 °С.

• Из точки пересечения проводим горизонтальную линию до базисной линии, соответствующей G_ном =1.
• Из точки пересечения с базисной линией проводим линию, эквидистантную (равноудаленную) кривым, расположенным в правом верхнем углу номограммы, до пересечения с горизонтальной линией ∆ t^гр _w=5 °С.
• Из точки пересечения согласно предыдущего пункта опускаем вниз вертикальную линию.
• Из точки, соответствующей V_w=40 м³/ч на шкале гидравлической нагрузки (расхода воды) проводим горизонтальную линию до пересечения с вертикальной линией.
• Пересечение горизонтальной и вертикальной линий указывает на тип градирни — Р40.

Изготовленные и поставленные заказчикам в различные  регионы России и страны СНГ градирни “Росинка” работают в основном в системах оборотного водоснабжения компрессорных станций холодильных установок. Опытных эксплуатации показал следующие преимущества: высокую охлаждающую способность; удобство монтажа и ремонта; надежность работы вентиляторной установки, так как она не подвергается воздействию влажного нагретого двухфазного (с капельками воды) потока воздуха, выходящего из градирни;минимальный вынос капельной влаги [8, c. 33].

Градирни типа “Росинка” удовлетворяют требованиям, предъявляемым к охладителям для систем оборотного водоснабжения с расходом воды до 500 м³/ч. Они выпускаются НПФ “Техэкопром” в количестве, достаточном для удовлетворения потребности предприятий, нуждающихся в таком оборудовании.

 

Новое компрессорное оборудование

 

В России основными  изготовителями компрессорного оборудования разных типов являются акционерные общества: «Пензкомпрессормаш» (Пенза), «Маш-завод» (Чита), «Румо» (Нижний Новгород), «Сибкриотехника (Омск). Ранее совместные работы проводились также с московскими заводами «Компрессор» и «Искра», черкесским заводом «Холодмаш», Касимовским заводом холодильного машиностроения[1, c.4].

В отделе роторных и поршневых компрессоров создётся компрессорное оборудование новых типов: винтовые компрессоры и агрегаты для холодильных машин, тепловых насосов и сжатия газов, поршневые герметичные, бессальниковые и сальниковые, спиральные компрессоры.

Разработанный институтом и выпускаемый АО «Пензкомпрессормаш»  ряд аммиачных винтовых компрессорных  агрегатов с роторами наружным диаметром 180, 250 и 315 мм охватывает диапазон холодопроизводительности от 300 до 3200 кВт.

В 1994 г. по заказу АО «Воронежсин-тезкаучук» был создан аммиачный винтовой компрессорный  агрегат холо-допроизводительностью 3200 кВт при температуре кипения -25 °С и конденсации 30 °С. Для этого агрегата разработан компрессор, в корпусе которого расположены две винтовые пары, унифицированные с серийным компрессором 7-й базы (диаметр роторов 315 мм) с одним регулирующим золотником. Привод осуществляется от электродвигателя мощностью 1250 кВт через распределительные шестерни на ведущие четырехзубые роторы [1, c.5].

Унификация  с серийным компрессором 7-й базы позволила снизить производственные и эксплуатационные затраты на роторы, зуборезный инструмент, подшипники скольжения. Электрооборудование агрегата отвечает требованиям эксплуатации во взрывоопасной зоне помещений класса В-1а.

В 1995 г. разработаны  аммиачные винтовые холодильные  компрессорные агрегаты холодопроизводительностью 300 кВт на стандартном режиме на базе роторов (АО «НИИтурбокомпрес-сор») наружным диаметром 180 мм: агрегаты 22А300-7-1(3) для работы в высоко- и среднетемпературном диапазонах; агрегат 21А300-7-5 с экономайзером для работы при температуре кипения до -45 °С, агрегаты 23А300-7-1(3) для работы в холодильных системах с воздушными конденсаторами при температуре конденсации до 55 °С. Масло в таких агрегатах охлаждается в маслоохладителе кипящим жидким хладагентом по схеме термосифона. Агрегаты 21А300-7-1(3) используются также в качестве верхней ступени в двухступенчатом компрессорном агрегате 22АД300-7-5 [1, c.5].

На базе винтовых холодильных компрессоров отделом разработан ряд теплонасосных агрегатов теплопроиз-водительностью от 360 до 1100 кВт для использования в системах отопления и горячего водоснабжения. Агрегаты работают на хладагентах R134a и R142b с температурой конденсации до 85 °С. Исполнения - с ручным и автоматическим регулированием производительности.

Основные характеристики винтовых компрессоров и теплонасосных  агрегатов приведены в таблице 2 по [1, c. 6].

Tаблица 2 – Основные характеристики винтовых компрессоров

 

База ком прес сора	Марка компрессорного агрегата (машины)		Марка винтового компрессора (агрегата)	Наружный диаметр роторов, мм	Относи тельная длина винтов	Произво дитель ность, м3/ч	Хлад агент
	Винтовые компрессоры  и агрегаты для холодильных машин
2	21АК50-2-1		24ВБ50-2-1	100	1	123	R22
	21АК50-2-5		24ВБ50-2-5	100	1	123	R22
	21А50-2-5		24ВБ50-2-5	100	1	123	R22
	(21МВВ50-2-3)
	(21 MKB50-2-2)		24ВБ50-2-5	100	1	123	R22
	21А50-7-3		21ВХ50-7-5	100	1	123	R22
3	21АК100-2-1		21 ВБ 1 00-2-1	125	1	241	R22
	21АК100-2-5		21 ВБ 100-2-5	125	1	241	R22
4	21А1 30-7-1 (3)		21ВХ130-7-1 (3)	120/117	1.4	321	R717
	21АН50-7-7		21ВХ130-7-7	120/117	1.4	321	R717
Продолжение таблицы 2
База ком прес сора	Марка компрессорного агрегата (машины)		Марка винтового компрессора (агрегата)	Наружный диаметр роторов, мм	Относи тельная длина винтов	Произво дитель ность, м3/ч	Хлад агент
5	21А300-7-3 21АД300-7-5		21ВХ300-7-3 21А800-7-7 21А300-7-3	250	1.1	742	R717
5а	21А600-7-3		21ВХ300-7-3	250	1.1	1484	R717
6	21А800-7-1 (3)		ВХ800-7-1 (3)	250	1.4	1812	R717
	21А800-7-7		ВХ800-7-7	250	1.4	1812	R717
	23АД600-7-5		21А1600-7-7 21А600-7-3
	АГК17/21-02		ВХ800-7-5	250	1.4	1812	Пропан
7	22А1600-7-1		ВХ1400-7-1	315	1.4	3529	R717
	21А1600-7-1(3)		ВХ 1600-7-1 (3)	315	1.4	3529	R717
	21А1600-7-7		ВХ1600-7-7	315	1,4	3529	R717
8	21BX3200-7-2		21ВХ3200-7-2	315	1.4	6887	R717
Винтовые компрессоры  и теплонасосные агрегаты
4	ATH130		21ВХ130-7	120/117	1.4	321	R134а
5а	АТ360-4-0(1)		ВТ360-4-0(1)	180	1.4	1088	R 14 2Ь
6	21АТ550-4		22ВХ800-02-3	250	1.4	1812	R142b
	АТЭ650-4-0(1)		23ВХ800-02-3	250	1.4	1812	R142b
7	АТ 1 100-4-0(1)		22ВХ1600-02-3	315	1.4	3529	R142b

 

Тепло-насосный агрегат АТ360-4-0 (1) выполнен на базе нового винтового компрессора ВТ360-4-0 (1) с наружным диаметром ротора 180 мм. Компрессор имеет мультипликатор с передаточным отношением 1,6. На базе такого компрессора со сменными шестернями мультипликатора может быть создан агрегат на озонобезопасном хладагенте R134a теплопроизводительностью 100... 150 кВт.

Винтовые компрессорные  агрегаты малой холодопроизводительности с бессальниковыми фреоновыми вертикальными  компрессорами (наружный диаметр роторов 100 и 125 мм) были разработаны в конце 80-х годов по заказу Минсудпрома. Их выпускает сейчас АО «Машзавод» (Чита).

К числу последних  разработок относятся компрессорные  агрегаты 21А50-2-5 и 21А50-7-3 холодопроизводитель-ностью 50 кВт. Хладагенты соответственно R22 и R717 [1, c. 7].

Фреоновый компрессорный агрегат 21А50-2-5 в составе холодильной установки с воздушным конденсатором обеспечивает охлаждение воздуха в камерах замораживания и хранения продуктов при температуре кипения хладагента до -35 ^оС. Маслоохладитель агрегата кожухотрубный, масло проходит по трубкам с алюминиевым сердечником, в межтрубном пространстве кипит жидкий хладагент, который поступает из первой секции воздушного конденсатора.

Аммиачный компрессорный  агрегат 21А50-7-3 предназначен для работы в холодильных установках с воздушным  конденсатором в диапазоне температур кипения хладагента от -35 до -20 “С и конденсации до 50 °С. В агрегат входит сальниковый маслозаполненный компрессор. Масло охлаждается в межтрубном пространстве кожухотрубного маслоохладителя кипящим внутри трубок жидким аммиаком; хладагент циркулирует через маслоохладитель по схеме термосифона. Агрегат выполнен с экономайзером, т.е. он работает по схеме с двухкратным дросселированием жидаого хладагента и отсосом пара после первого дросселирования компрессором при промежуточном давлении, что повышает его эффективность при низких температурах кипения и высоких температурах конденсации.

Для АО «Румо» (Нижний Новгород) разработан сальниковый винтовой компрессор ВХ130 с числом зубьев винтов 5:7 и новым профилем роторов (патент РФ). Наружный диаметр пятизубого ротора 120 мм. Компрессор имеет встроенный мультипликатор. Предусмотрено плавное регулирование геометрической степени сжатия и холодопроизводительности. На базе этого компрессора разработаны аммиачные винтовые компрессорные агрегаты 21А130-7-1(3) и 22А130-7-1 холодопроизводительностью 130 кВт, перекрывающие диапазон по температуре кипения от -35 до 10⁰С при температуре конденсации до 53 ⁰С, а также бустерный компрессорный агрегат 21АН50-7-7. Охлаждение агрегатов водяное [1, c. 6].

В 1994 г. в АО «Румо» изготовлена головная партия аммиачных  компрессорных агрегатов 21А130-7-1(3), а  также опытные образцы компрессорно–конденсаторного агрегата 21АК130-7-1(3) и машины 21МКТ130.