Компрессорное оборудование на насосных станциях

Введение

Стационарные и передвижные компрессоры и компрессорные установки находят применение во многих отраслях экономической деятельности.
Компрессорное оборудование, как и другие сложные технические устройства, обладает массой разнообразных характеристик, варьирующихся в больших пределах. Однако можно выделить ряд величин, являющихся основными для устройства. Именно свойства компрессорного оборудования определяют сферу их применения, и целесообразность выбора компрессорного оборудования под конкретную задачу.
Прочие характеристики компрессорных установок являются второстепенными и в большинстве случаев они зависят от величины основных параметров и также оказывают влияние на конструкцию, работу и общую эффективность, но в значительно меньшей степени.
Величина основных характеристик определяет условия эксплуатации компрессорного оборудования, а также те показатели потока сжатого газа, которые могут быть достигнуты с помощью выбора оборудования. Благодаря набору небольшого числа параметров можно определить сферу применения такового оборудования, либо наоборот очертить круг подходящих для проставленной задачи устройств. Подбор может проводиться как по одной основной характеристике, так и по набору из нескольких, в зависимости от требований, предъявляемых к компрессорному оборудованию.
Наиболее влияние на целевое предназначение компрессорного оборудования оказывают следующие характеристики: мощность, рабочее давление; производительность.
Несомненно, прочие характеристики, такие как: габаритные размеры, вес, температура газа на выходе, шумность и т.д., также могут оказывать существенное влияние на расчет и итоговый выбор компрессорного оборудования, однако основной выбор подходящего типа устройства строится именно на производительности и рабочем давлении.
При условиях, что для определенной задачи требуется подавать воздух под большим давлением, но с относительно небольшим расходом, то существующее соотношение требуемых основных характеристик не является характерным для различных видов компрессорного оборудования низкого давления. Попытки достичь необходимого рабочего давления на установках таких типов являются невозможными, и экономически нецелесообразными.
В то же время, компрессорное оборудование высокого давления по своему предназначению оказывается более подходящими под условия.
Цель работы ‒ определить основные аспекты применения компрессорного оборудования на насосных станциях.
Достижение цели предполагает выполнение следующих задач:
‒ дать общую характеристику насосных станций;
‒ выявить особенности компрессорных и насосных станций;
‒ охарактеризовать и определить сферы применения компрессорного оборудования;
‒ проанализировать разновидность компрессорного оборудования;
‒ изучить принципы обеспечения безопасности эксплуатации компрессорного оборудования.
Объект ‒ компрессорное оборудование на насосных станциях.
Предмет ‒ теоретические основы применения компрессорного оборудования на насосных станциях.
РАЗДЕЛ 1
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ
1.1 Предназначение и разновидность насосных станций
Насосные станции – это специальные сооружения для перекачки жидкости в большом объеме. Насосы относятся к группе энергетических машин и служат для преобразования механической энергии, получаемая от двигателя в механическую энергию потока жидкости [1, с. 5-6].
Насосные станции разделяются на стационарные и передвижные. Основным оборудованием как стационарных, так и передвижных насосных станций являются насосы. По конструктивно-технологическому исполнению насосы классифицируются следующим образом: центробежные, поршневые и шестеренные, специальных типов (роторные, самовсасывающие, ручные, струйные) [2, с. 26-27].
Компрессорные (КС) и насосные (НС) станции являются движителями, с их помощью нефть, нефтепродукты или газ приводятся в движение в трубопроводе. Головные станции сооружают вблизи промыслов для приема нефти или газа, их очистки и повышения давления в трубопроводе до рабочего. Промежуточные станции размещают для поддержания давления в трубопроводе между начальной и конечной точками трубопровода. Для сбора попутного газа на нефтепромыслах, закачки газа в подземные хранилища и снижения природного газа строят специальные КС. При ликвидации аварий на газопроводе, а также при ремонте агрегатов на станции применяют передвижные КС.
По типу основных агрегатов перекачивающие станции разделяются на поршневые с приводом от двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя и центробежные с приводом от газовой турбины или электродвигателя [3, с. 17].
РАЗДЕЛ 2
ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОМПРЕССОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
2.1 Компрессорное оборудование, и его характеристика и сферы применения
Компрессорное оборудование используется во многих сферах промышленности, в том числе и в нефтегазовой отрасли

. Компрессорное оборудование является преобразователем механической энергии двигателя в энергию состояния газа. В компрессорных установках при повышении давления газа часть механической работы двигателя затрачивается на работу сжатия газа, а именно, на повышение его внутренней энергии, что выражается в повышении температуры [1, с. 9].
Необходимость в сжатии газообразных веществ в разных сферах производства, а, следовательно, и с разными целями сжатия, стала причиной появления различных видов компрессоров с совершенно разнообразными конструкциями, принципами действия и рабочими характеристиками.
В качестве двигателей насосов и компрессоров используются электродвигатели, паровые машины, двигатели внутреннего сгорания, газовые и паровые турбины, гидравлические машины.
Выбор типа двигателя определяется главным образом его мощностью, условиями работы, наличием источников дешевой энергии, способом передачи движения от двигателя к установке, а также общей схемой энергоснабжения предприятия [4, с. 74].
Компрессорные установки, в зависимости от области применения, могут иметь различные состав и комбинации составляющих, влияющие на их рабочие параметры, однако можно выделить основные из них:
• основание;
• компрессор;
• двигатель;
• механическая передача;
• ресивер.
2.2 Разновидность компрессорного оборудования
Все установки можно разделить на следующие группы: объемные и динамические, что зависит от особенностей действия основных механизмов, участвующих в процессе компрессии.
Кроме того, данные установки можно поделить на классы, такие как: по способу охлаждения – могут быть воздушные и жидкостные. по типу привода – электропривод, ДВС, включая также газотурбинные. по роду сжимаемой среды – воздух или же агрессивные газы. по степени сжатия и давлению на выходе. Вакуумные компрессоры в редких случаях способны создать давление до 2кПа, а в режиме отсасывания воздуха возможно разрежение до 10-50кПа. Эти устройства зачастую используются в качестве газонадувок, вентиляторов или же вакуумного насоса.
Компрессорами низкого давления называют устройства, сжимающие газообразную среду до 1,2мПа (12атм). Среднего давления от 1,2 до 10мПа. Высоким давлением можно считать от 10мПа(100атм), а сверхвысоким уже более 100мПа [2].
Принцип работы компрессоров высокого давления не сильно отличается от компрессоров среднего или даже низкого давления. Главное их отличие от менее сильных машин в том, что используется система многоступенчато сжатия. По сути, повторно или же многократно дублируется процесс сжатия, повышая до необходимого, давления. Воздух или иной газ попадает в первую камеру сжатия (первая ступень), давление повышается, затем процесс повторяется уже в следующей камере (вторая ступень), дожимая воздушную среду, соответственно повышая давление и так далее.
В некоторых случаях сжимаемая среда изначально подготавливается и подается в компрессор уже под давлением – это делается для экономии затрат энергии. Процесс подготовки можно считать за первую ступень [2, с. 31].
Вращающиеся элементы, такие как подшипники, находятся в постоянной нагрузке и зачастую используются так называемые подшипники «скольжения» в место характерных компрессорам низкого давления шарико-роликовых «качения». В свою очередь их снабжает маслом насос – обычно зубчатый, так как такие подшипники работают под давлением масла.
Устройство компрессоров высокого давления некоторых из видов требует использования масла для смазывания элементов механизмов, непосредственно участвующих в сжатии – дабы избежать трения металлов между поверхностями необходима масленая пленка. Образуется она путем впрыскивания масла. Однако избыточное количество масла – это не только напрасные затраты, но и возможные неполадки по причине нагара после выхода из компрессора в трубопроводе и собственно в самой рабочей камере. Не устранение вовремя подобных проблем может привести даже к возгоранию.
Во время работы компрессора, вследствие сжатия и трения рабочих поверхностей, неизбежно образуется избыток тепла, и тем более при работе в режиме высокого давления. Во избежание перегрева применяют системы охлаждения непосредственно камер сжатия, смазывающего масла и продукта сжатия.
Некоторые компрессоры высокого давления, устройство которых, по причине своей конструкции можно считать неприхотливыми, так как пыль и мелкие частицы не способны нанести вред работающим механизмам. Но есть и такие установки, конструктивные особенности которых отличаются от других наличием сверхточных подвижных частей. В этом случае присутствие пыли в сжимаемой среде может, подобно абразиву, пагубно повлиять на рабочие поверхности и в итоге привести к потере производительности