Көп сатылы сығымдау тиімділікті қалай арттырады және газ күштерін қалай азайтады?

Газды төмен қысымнан өте жоғары қысымға дейін сығымдау қажет болған кезде — мысалы, сутегін сақтау үшін атмосфералық қысымнан 300 барға дейін немесе табиғи газды тасымалдау үшін 5 бардан 250 барға дейін — бір сығымдау сатысы сирек жағдайда ең жақсы шешім болып табылады. Көп жағдайдапоршеньді компрессорлар, жауап көп сатылы сығымдау: жалпы қысымның көтерілуін екі немесе одан да көп сатыларға бөлу, сатылар арасында салқындату. Бұл қарапайым болып көрінетін құрылым екі маңызды артықшылық береді: ол газды сығымдау үшін қажетті қуатты азайтады және компрессордың қозғалатын бөліктеріне әсер ететін механикалық күштерді күрт төмендетеді.

Көп сатылы сығымдаудың бұл жетістіктерге қалай жететінін түсіну инженерлерге күрделі қолданбалар үшін дұрыс конфигурацияны таңдауға көмектеседі.

Термодинамикалық көзқарас: аз жұмыс, төмен температура

Газды сығымдау оны әрқашан қыздырады. Газды төмен қысымнан жоғары қысымға көтеру үшін қажетті жұмыс температураның көтерілуімен тікелей байланысты. Бір сатылы сығымдау кезінде газ температурасы өте жоғары болуы мүмкін - кейде майлау материалдарының, поршень сақиналарының немесе тіпті газдың өзінің қауіпсіз шегінен асып кетуі мүмкін (жанғыш газдар үшін автоматты түрде тұтану қаупі).

Көп сатылы сығымдаумұны келесі жолмен шешеді:

1. Бірінші цилиндрде газды тек жартылай сығу.
2. Газды сатылар арасындағы интеркулерде қоршаған орта температурасына жақын температураға дейін салқындату.
3. Оны екінші (және кейінгі) цилиндрлерде одан әрі қысу.

Газ әрбір сатыға бір сатылы машинаға қарағанда әлдеқайда төмен температурада кіретіндіктен, әрбір сатыға сығымдау жұмысы айтарлықтай азаяды. Сондықтан қысымның жалпы көтерілуіне кететін жалпы жұмыс төмен болады. Сондықтан көп сатылы компрессорлар жоғары қысым қатынастары үшін термодинамикалық тұрғыдан тиімдірек. Жылудың аз шығындалуы қозғалтқыштан аз энергия алынуын және пайдалану шығындарының төмендеуін білдіреді.

Механикалық көрініс: газ күштерінің төмендеуі, жеңіл компоненттер

Поршеньге әсер ететін газ күші оның ішіндегі қысым айырмашылығына және поршень ауданына пропорционалды. Бір сатылы компрессорда соңғы разряд қысымы қысу жүрісінің көп бөлігі кезінде поршеньге тікелей әсер етеді, бұл өте жоғары газ күшін тудырады. Бұл күш поршень штангасы, көлденең басы және шатун арқылы берілуі керек және мойынтіректер мен рамамен қарсылық білдірілуі керек.

Жоғары газ күштері мыналарға әкеледі:

• Үлкенірек, ауыр поршеньдер мен шыбықтар
• Мойынтіректерге түсетін жүктеме жоғары және қызмет ету мерзімі қысқарады
• Шыбықтың шаршау немесе сыну қаупі жоғары
• Көбірек діріл және шу

Көп сатылы қысу бұл күштерді айтарлықтай азайтады. Жалпы қысымның көтерілуін бөлу арқылы әрбір саты соңғы қысымның тек бір бөлігін ғана дамытады. Ең үлкен қысым айырмашылығы тек соңғы сатыда пайда болады, ал бұл сатыда кіші диаметрлі поршень қолданылады (өйткені газ көлемі кішірейген). Нәтижесінде кез келген бір поршеньдегі ең жоғары газ күші бірдей жалпы қысым қатынасын қамтитын бір сатылы конструкцияға қарағанда әлдеқайда төмен.

Төмен газ күштері мынаны білдіреді:

• Жеңіл, ықшам компрессорлық рамалар
• Поршень сақиналарының, шыбықтарының және мойынтіректерінің ұзақ қызмет ету мерзімі
• Діріл мен іргетасқа қойылатын талаптардың төмендеуі
• Ондаған жылдар бойы қызмет ету мерзімі ішінде жоғары механикалық сенімділік

Мысал ретінде көрсету

Сутекті 10 бардан 300 барға дейін сығуды қарастырыңыз (қысым қатынасы 30:1). Бір сатылы компрессордың жүріс соңында поршеньге түсіру температурасы өте жоғары және газ күші өте жоғары болады.

Екі сатылы компрессор бірінші кезеңде 10 бардан 55 барға дейін (5,5:1 қатынасы) қысылып, газды салқындатып, екінші кезеңде 55 бардан 300 барға дейін (5,45:1 қатынасы) қысуы мүмкін. Әр сатының шығару температурасы қауіпсіз болып қалады. Бірінші сатылы поршеньге түсетін газ күші орташа 55 бармен шектеледі; екінші сатылы поршеньнің диаметрі кішкентай, сондықтан оның газ күші де басқарылады. Жалпы жұмыс төмен, ал компрессор жылдар бойы үздіксіз жұмыс істейді.

Көп сатылы сығымдау қашан қажет?

Жалпы ереже бойынша, жалпы қысым қатынасы ауа үшін шамамен 6:1 немесе сутегі үшін 4:1 асқан кезде (оның меншікті жылу қатынасы жоғары болғандықтан), көп сатылы сығымдау ұсынылады. 10:1-ден жоғары қатынас үшін бұл әрқашан қажет. Көптеген жоғары қысымды өнеркәсіптік поршеньді компрессорлар (мысалы, CNG үшін 200–400 бар, сутегімен жанармай құю үшін 350–700 бар) үш немесе тіпті төрт сатылы пайдаланады.

Сюйчжоу Хуайань тәсілі: газ үшін сатылы конфигурацияны оңтайландыру

УақытыСюйчжоу Хуаянь газ жабдықтары компаниясы, ЖШС, біз 40 жылдан астам уақыт бойы поршеньді компрессорларды жобалап және шығарып келеміз. Біздің инженерлеріміз сатылар саны барлығына бірдей сәйкес келетін шешім емес екенін біледі. Бұл мыналарға байланысты:

• Газ түрі (меншікті жылу қатынасы, молекулалық салмақ)
• Кіріс қысымы және температурасы
• Қажетті шығару қысымы
• Ағын жылдамдығы және жұмыс циклі
• Қауіпсіздік шектеулері (рұқсат етілген максималды шығару температурасы)

Біз сіздің қолдануыңызға оңтайлы сатылы конфигурацияны анықтау үшін қатаң термодинамикалық және механикалық модельдеуді қолданамыз. Біздің компрессорларымыз екі, үш немесе төрт сатылы, тік, көлденең немесе бұрыштық (V/L) орналасуларда қолжетімді. Біз сондай-ақ сатылы салқындатқыштарды, газ құбырларын және пульсациялық демпферді интеграцияланған жүйе ретінде жобалаймыз.

Тиімді және сенімді сығымдауға арналған біздің инженерлік міндеттемеміз:

• Ішкі жобалау және өндіріс – Біз цилиндрлердің, клапандардың және салқындатқыштардың біркелкі интеграциясын қамтамасыз ете отырып, жобалаудың, құюдың, өңдеудің және құрастырудың әрбір кезеңін бақылаймыз.
• Тапсырыс бойынша конфигурациялау – Біз сатылар санын, цилиндр диаметрлерін және материалдарды сіздің нақты газ бен қысым талаптарыңызға бейімдейміз.
• Дәлелденген тәжірибе – Біздің көп сатылы поршеньді компрессорларымыз бүкіл әлем бойынша сутегі жанармай құю станцияларында, CNG каскадтарында, биогазды жаңартуда және өнеркәсіптік газды сығымдау кезінде сенімді жұмыс істейді.
• Ұзақ мерзімді қолдау – Біз көп сатылы компрессорыңыздың ең жоғары тиімділікте жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін толық құжаттаманы, қосалқы бөлшектерді және техникалық кеңестерді ұсынамыз.

Қорытынды

Көп сатылы сығымдау тек техникалық нюанс емес, бұл тиімді, сенімді және берік жоғары қысымды сығымдаудың негізгі стратегиясы. Әр сатыдағы температураның көтерілуін азайту арқылы энергия тұтыну азаяды. Әрбір поршеньдегі газ күштерін азайту арқылы механикалық қызмет ету мерзімін ұзартады. 6:1-ден жоғары қысым қатынасын қажет ететін кез келген қолданба үшін көп сатылы өзара сығымдау дәлелденген, практикалық шешім болып табылады.

Егер сіз жоғары қысымды газ сығымдау жүйесін жоспарлап отырсаңыз және механикалық кернеуді азайта отырып, тиімділікті барынша арттырғыңыз келсе, қырық жыл бойы сатылар мен қозғалтқыштарды оңтайландырып келе жатқан инженерлермен сөйлесіңіз.

Поршеньді компрессорыңыздың дұрыс сатылы конфигурациясын талқылау үшін бізбен хабарласыңыз.

Сюйчжоу Хуаянь газ жабдықтары компаниясы, ЖШС
Email: Mail@huayanmail.com
Телефон: +86 19351565170
40 жылдан астам уақыт бойы инженерлік тиімді компрессия.