شناخت اجزاء انواع کمپرسورهها در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
работни обувки fw34 steelite lusum s1p 38
normamascellani.it
covorase man
bayern münchen spieler
karl sneakers
addobbi fai da te matrimonio
prestonstadler.com
spoločenské šaty pre moletky
fingateau.com
lifeonthevineministries.com
کمپرسورها یکی از مهمترین و شناخته شده ترین تجهیزات آموزشگاه فنی هستندکه پتانسیل تولید گازهای گلخانه ای به اتمسفر در طی تولید نفت و گاز (جمع آوری و تقویت)، پردازش، انتقال و ذخیره سازی دارند. کمپرسورها دستگاه های مکانیکی هستند که فشار گاز طبیعی را افزایش می دهند و اجازه می دهند گاز طبیعی از محل تولید، از طریق زنجیره تامین و به مصرف کننده منتقل شود. انتشارات تهویه شده از کمپرسورها از مهر و موم (کمپرسورهای آب بندی مرطوب) یا بسته بندی اجزای فشرده سازی مکانیکی (کمپرسورهای رفت و برگشتی) کمپرسور رخ می دهد. این انتشار معمولاً با گذشت زمان افزایش می یابد زیرا اجزای کمپرسور شروع به تخریب می کنند.
در بخش نفت و گاز طبیعی، رایج ترین انواع کمپرسورهای مورد استفاده کمپرسورهای رفت و برگشتی و گریز از مرکز هستند. قطعه ای از تجهیزات که فشار گاز فرآیند را با جابجایی مثبت افزایش می دهد و از حرکت خطی میل محرک استفاده می کند.. کمپرسورها در تمام جنبه های توسعه گاز طبیعی استفاده می شوند. در بخش تولید، از کمپرسورها در سر چاه برای فشرده سازی گاز برای حذف سیالات و یکسان سازی فشار با سیستم های تجهیزات جمع آوری استفاده می شود. با این حال، استفاده اولیه از کمپرسورها در بخش های پردازش، انتقال و ذخیره سازی گاز طبیعی (به ویژه ذخیره سازی زیرزمینی) صنعت است.
انواع کمپرسورها
کمپرسورهای گاز با اضافه کردن کار به گاز برای افزایش فشار در جریان عبور از آنها کار می کنند. آنها در بسیاری از کاربردهای مختلف از اقلام روزمره مانند جاروبرقی، اتومبیل و تهویه مطبوع گرفته تا کمپرسورهای صنعتی در مقیاس بزرگ برای پردازش شیمیایی، رانش موتور جت و پردازش و انتقال گاز طبیعی استفاده می شوند. آنها به دو گروه مجزا تقسیم می شوند: کمپرسورهای جابجایی مثبت و کمپرسورهای دینامیکی
کمپرسورهای جابجایی مثبت
انواع جابجایی مثبت به دو دسته اصلی تقسیم می شوند: رفت و برگشتی و چرخشی. کمپرسور رفت و برگشتی متشکل از یک یا چند سیلندر است که هر کدام یک پیستون یا پیستون دارند که به جلو و عقب حرکت می کند و با هر بار حرکت حجم مثبتی را جابجا می کند. کمپرسور دیافراگمی از یک دیافراگم انعطاف پذیر پالس هیدرولیکی برای جابجایی گاز استفاده می کند. کمپرسورهای دوار نوع لوبی، پیچی، پرهتایپ و حلقه مایع را پوشش میدهند، که هرکدام دارای پوششی با یک یا چند عنصر چرخان هستند که یا با یکدیگر مشبک میشوند، مانند لوبها یا پیچها، یا حجم ثابتی را با هر چرخش تغییر میدهند.
کمپرسورهای جابجایی مثبت با کاهش حجم گاز در حجم محبوس کار می کنند. از آنجایی که آنها بر روی حجم محبوس شده سیال کار می کنند، کمپرسور های جابجایی مثبت در یک زمان بر روی بخش های مشخصی از سیال کار می کنند. به این ترتیب رفتار مکانیکی، سرعت عملکرد و غیره آنها بسیار متفاوت از کمپرسور های دینامیکی است. نمونه هایی از این نوع کمپرسورها عبارتند از کمپرسورهای رفت و برگشتی، کمپرسورهای اسکرو و کمپرسورهای اسکرال.
کمپرسورهای دینامیک
انواع دینامیکی شامل جریان شعاعی (گریز از مرکز)، جریان محوری و جریان مخلوط است. آنها کمپرسورهای جریان پیوسته چرخشی هستند که در آنها عنصر دوار (پروانه یا روتور پرهای) گاز را هنگام عبور از عنصر شتاب میدهد و هد سرعت را به هد فشار ساکن تبدیل میکند، تا حدی در عنصر دوار و تا حدی در دیفیوزرها یا پرههای ثابت. اجکتورها کمپرسورهای “حرارتی” هستند که از یک گاز یا جت بخار با سرعت بالا برای جذب گاز ورودی استفاده می کنند و سپس سرعت مخلوط را در یک دیفیوزر به فشار تبدیل می کنند
کمپرسورهای دینامیک با افزایش مداوم تکانه گاز در جریان عبور از آنها کار می کنند و به حجم محبوس شده تکیه نمی کنند. نمونه هایی از کمپرسورهای این نوع عبارتند از کمپرسورهای گریز از مرکز (که شعاعی نیز نامیده می شوند)، کمپرسورهای محوری و کمپرسورهای جریان مخلوط. تفاوت عمده بین این دسته ها از نحوه ورود و خروج سیال به دستگاه ناشی می شود. در کمپرسورگریز از مرکز، سیال موازی با محور چرخش به داخل کمپرسور جریان می یابد و به صورت شعاعی یا عمود بر محور چرخش از کمپرسور خارج می شود.
در کمپرسور های محوری، گاز موازی با محور چرخش وارد کمپرسور و خارج می شود.. نوع مناسب کمپرسور برای یک کاربرد خاص تابعی از دبی مورد نیاز و نسبت فشار است. اگرچه قابلیت های دقیق یک نوع کمپرسور خاص ممکن است بر اساس یک طراحی خاص از این شرایط منحرف شود، روندهای کلی معتبر هستند. به طور کلی، همپوشانی قابل توجهی بین سه نوع کمپرسور وجود دارد، اگرچه کمپرسورهای رفت و برگشتی به طور منحصر به فرد کاربردهای جریان کم با فشار بالا را پوشش می دهند و کمپرسورهای گریز از مرکز به طور منحصر به فرد کاربردهای با جریان بالا را پوشش می دهند.
نوع کمپرسور مورد استفاده باید مناسب ترین نوع کمپرسور برای انجام وظیفه باشد
مزایای کمپرسور گریز از مرکز نسبت به کمپرسور رفت و برگشتی عبارتند از:
1. هزینه نصب کمتر در جایی که شرایط فشار و حجم مطلوب است
2. هزینه نگهداری کمتر
3. تداوم بیشتر خدمات و قابلیت اطمینان
4. توجه عملیاتی کمتر
5. ظرفیت حجمی بیشتر در واحد سطح قطعه
6. سازگاری با رانندگان پرسرعت کم هزینه نگهداری
مزایای کمپرسور رفت و برگشتی نسبت به کمپرسور گریز از مرکز عبارت است از:
- انعطاف پذیری بیشتر در ظرفیت و محدوده فشار
- راندمان کمپرسور بالاتر و هزینه برق کمتر
- قابلیت ارائه فشارهای بالاتر
- قابلیت جابجایی حجم های کوچکتر
- حساسیت کمتری نسبت به تغییرات ترکیب و چگالی گاز
برای جلوگیری از آسیب ناشی از انتقال مایع به داخل کمپرسور، امکانات ناهنجاری کافی، از جمله پدهای دمیستر، در صورت لزوم، باید فراهم شود. کمپرسورهایی که SO2، HCl یا گازهای دیگری را که در مجاورت آب خورنده هستند، نباید از آب به عنوان یک محیط خنک کننده استفاده کنند، مگر اینکه مدار آب به طور مثبت از سمت گاز جدا شده باشد (مثلاً با روکش های آب جداگانه) و تکیه بر واشر آب بندی برای جداسازی کافی نیست.
محدودیتهای مشابهی برای استفاده از گلیکول به عنوان خنککننده برای کمپرسورهایی که گازهای خورنده به اضافه هیدروژن را مدیریت میکنند در آموزش پایپینگ اعمال میشود، زیرا هیدروژن میتواند با گلیکول واکنش داده و آب را تشکیل دهد. استفاده از روغن به عنوان یک محیط خنک کننده به عنوان جایگزین در موارد خاص قابل قبول خواهد بود. کمپرسورهای روتودینامیک باید با تجهیزات ضد ولتاژ ارائه شوند. زمان پاسخ برای تجهیزات کنترلی باید به گونهای باشد که در طول هر شرایط فرآیندی پیشبینیشده از ولتاژ جلوگیری کند، با توجه به سرعتی که در آن تغییرات یا اختلالات فرآیند میتواند عملکرد کمپرسور را به سمت نوسان حرکت دهد.
برای نصب های پیچیده تر با چند مرحله و جریان های جانبی، یا واحدهای متعدد (به صورت سری یا موازی)، یا واحدهای سرعت متغیر، تجزیه و تحلیل پایداری سیستم کنترل ضد سرج نیز ضروری است.
کمپرسورهای گریز از مرکز
کمپرسور گریز از مرکز برای افزایش فشار یک گاز طبیعی با کشیدن گاز طبیعی کم فشار و تخلیه گاز طبیعی با فشار بسیار بالاتر با استفاده از پرهها یا پروانههای چرخان مکانیکی استفاده می شوند.
ارائه یک کمپرسور گریز از مرکز می تواند جریان مورد نیاز را با بازدهی معقول اداره کند، پس این نوع انتخاب ارجح است زیرا در صورت طراحی و مونتاژ مناسب، پتانسیل کار مداوم برای دوره های طولانی را دارد. اگر دبی در شرایط دبی 300 متر مکعب در ساعت یا بیشتر باشد، امکان استفاده از کمپرسور گریز از مرکز بررسی می شود.
. یک کمپرسور گریز از مرکز چند مرحله ای معمولاً برای حجم ورودی بین 850 تا 340000 متر مکعب در ساعت حجم ورودی در نظر گرفته می شود. یک کمپرسور تک مرحله ای معمولاً بین 170 تا 255000 متر مکعب در ساعت حجم ورودی دارد. کمپرسور چند مرحله ای را می توان به عنوان مجموعه ای از کمپرسورهای تک مرحله ای در یک محفظه در نظر گرفت.
اکثر کمپرسورهای گریز از مرکز در سرعت های 3000 دور در دقیقه یا بالاتر کار می کنند، یک عامل محدود کننده ملاحظات تنش پروانه و همچنین محدودیت سرعت 0.8-0.85 ماخ در نوک پروانه و چشمی است. پیشرفت های اخیر در طراحی کمپرسور منجر به تولید برخی از واحدها شده است که با سرعت بیش از 40000 دور در دقیقه کار می کنند.
کمپرسورهای گریز از مرکز معمولاً توسط موتورهای الکتریکی، توربینهای بخار یا گاز (با یا بدون دندههای افزایش سرعت)، یا توربو انبساطکننده به حرکت در میآیند.
مشخصات عملیاتی باید قبل از ارزیابی مناسب بودن کمپرسور برای کاربرد تعیین شود. کمپرسور گریز از مرکز تقریباً کمپرسور حجم متغیر و هد ثابت است، در حالی که متقابل یک دستگاه هد متغیر با حجم ثابت است. کمپرسور محوری که یک کمپرسور کم هد و جریان بالا است، عملکردی بین دو دارد. کمپرسور بخشی از سیستم است و عملکرد آن توسط مقاومت سیستم دیکته می شود. قبل از انتخاب کمپرسور باید قابلیت یا هدف سیستم مورد نظر تعیین شود.
معیارهای طراحی کمپرسور گریز از مرکز
یک کمپرسور گریز از مرکز چند مرحله ای معمولاً برای حجم های ورودی بین 850 تا 340000 متر مکعب در ساعت در نظر گرفته می شود. یک کمپرسور تک مرحله ای معمولا بین 170 تا 255000 متر مکعب در ساعت کاربرد دارد. یک کمپرسور چند مرحله ای را می توان به عنوان مجموعه ای از کمپرسورهای تک مرحله ای در یک محفظه در نظر گرفت.
اثر سرعت
با سرعت متغیر، کمپرسور گریز از مرکز می تواند ظرفیت ثابت را در فشار متغیر، ظرفیت متغیر در فشار ثابت یا ترکیبی از ظرفیت متغیر و فشار متغیر ارائه دهد. اساساً عملکرد کمپرسور گریز از مرکز، در سرعت هایی غیر از طراحی، از قوانین فن پیروی می کند. با تغییر سرعت، کمپرسور گریز از مرکز هر شرایط بار و فشار مورد نیاز سیستم فرآیند را در محدوده عملکرد کمپرسور و راننده برآورده می کند.
خنک کننده بین مرحله ای
کمپرسورهای چند مرحله ای زمانی که دمای ورودی گاز و نسبت تراکم مورد نیاز به حدی باشد که دمای تخلیه گاز از حدود 150 درجه سانتیگراد تجاوز کند، به خنک کاری متکی هستند. محاسبات عملکرد نشان می دهد که هد و توان با دمای مطلق گاز در هر پروانه نسبت مستقیم دارند.
گاز ممکن است در داخل محفظه یا در مبدل های حرارتی خارجی خنک شود. در مورد سیستم خنک کننده آب دیافراگمی، استاندارد API شماره 617، بخش 2.1.4 برای پارامترهای طراحی باید رعایت شود.
فرآیندهای خاصی وجود دارند که نیاز به دمای تخلیه کنترل شده دارند. به عنوان مثال، فشردگی گازهایی مانند اکسیژن، کلر و استیلن مستلزم این است که دما زیر 100 درجه سانتیگراد حفظ شود. تنش حرارتی در اتصال پیچ افقی محدودیت طراحی حاکم در یک مورد کمپرسور تقسیم افقی است. با این حال، جعبه نوع بشکه ای که به صورت عمودی تقسیم شده است، عاری از عارضه تنش حرارتی است.
اقتصاد انرژی قابل توجهی را می توان با پیش خنک کردن گاز قبل از ورود به پروانه های بین مرحله ای به دست آورد. محاسبات عملکرد نشان می دهد که هد و اسب بخار با دمای مطلق گاز در هر پروانه نسبت مستقیم دارند.گاز ممکن است در داخل محفظه یا در مبدل های حرارتی خارجی خنک شود. از دو روش خنکسازی درون محفظه، دیافراگمهای خنکشده با آب بین مراحل متوالی و تزریق مستقیم مایع به داخل گاز استفاده میشود. سیستم های خنک کننده دیافراگمی شامل گردش آب با سرعت بالا از طریق ژاکت های ریخته گری در دیافراگم های دیفیوزر است. کولرهای دیافراگمی معمولاً به صورت سری متصل می شوند.
خنک کننده تزریق مایع کم هزینه ترین وسیله برای کنترل دمای تخلیه است. این شامل تزریق و اتمیزه کردن یک جت آب یا یک مایع سازگار به کانال های برگشت است. در واحدهای تبرید، مبرد مایع اغلب برای این منظور استفاده می شود. مایع تزریق شده همچنین به عنوان یک حلال در شستشوی پروانه ها عاری از رسوب عمل می کند. با این وجود، خطرات ناشی از خوردگی، فرسایش و سیل مشکلات خاصی را ایجاد می کند که منجر به جایگزینی احتمالی روتور کمپرسور می شود.
اینترکولرهای خارجی معمولاً به عنوان مؤثرترین وسیله برای کنترل دمای تخلیه استفاده می شوند. گاز پس از یک یا چند مرحله فشرده سازی از محفظه کمپرسور تخلیه می شود و پس از خنک شدن، برای فشرده سازی بیشتر به مرحله یا سری مراحل بعدی بازگردانده می شود اینترکولرها معمولاً جداگانه نصب می شوند. هنگامی که دو یا چند محفظه کمپرسور به صورت سری نصب شده باشند، کمپرسورهای جداگانه ممکن است خنک شوند یا نتوانند خنککننده داشته باشند. در برخی موارد، ممکن است استفاده از یک خنک کننده خارجی برای پیش خنک کردن گاز در جلوی چرخ اول مفید باشد
سیستم های کنترل
کنترلهای کمپرسور گریز از مرکز میتوانند از کنترل دستی بازیافت اولیه تا کنترلکنندههای نسبت پیچیده متفاوت باشند. مشخصات درایور، پاسخ فرآیند و محدوده عملکرد کمپرسور باید قبل از انتخاب کنترلهای مناسب تعیین شود.
کنترل نویز
ضروری است که تمام سیستم های کنترل کمپرسور گریز از مرکز به گونه ای طراحی شوند که از عملیات احتمالی در نوسانی که معمولاً کمتر از 50 تا 70 درصد جریان نامی رخ می دهد، جلوگیری شود.
با کاهش دبی یا کاهش فشار مکش و/یا افزایش نسبت دبی به فشار مکش می توان به خط حد سرج رسید. یک سیستم ضد سرج شرایط نزدیک شدن به نوسان را حس می کند و با بازیافت مقداری جریان به مکش کمپرسور، نسبت فشار واحد را زیر حد نوسان نگه می دارد. یک سیستم ضد موج کنترل شده با حجم در شکل 5.4 نشان داده شده است. از آنجایی که جریان به کمتر از حداقل نقطه تنظیم حجم کاهش می یابد، یک سیگنال باعث می شود که شیر کنترل ولتاژ باز شود تا حداقل حجم جریان در کمپرسور حفظ شود. افزایش فشار فرآیند بیش از نقطه تنظیم فشار باعث باز شدن شیر دمنده می شود. دریچه در صورت نیاز باز می شود تا فشار به حداقل گاز یا هوای جریانی از کمپرسور محدود شود.
کمپرسورهای رفت و برگشتی
در مواردی که جریان مورد نیاز برای یک کمپرسور گریز از مرکز بسیار کم است، یا جایی که هد مورد نیاز آنقدر زیاد است که تعداد مراحل نامطلوب زیادی لازم است، انتخاب باید یک کمپرسور رفت و برگشتی باشد. از آنجایی که یک کمپرسور رفت و برگشتی نمی تواند حداقل نیاز کارکرد مداوم بدون وقفه را برای یک دوره 2 ساله برآورده کند، به دلیل نیاز به تعمیر و نگهداری نسبتاً بالا، باید به عنوان یک قانون کلی برای کمپرسورهای رفت و برگشتی در سرویس های حیاتی، یک یدکی با ظرفیت کامل ارائه شود. به طور متناوب، ممکن است سه ماشین با نیم ظرفیت مشخص شود، دو دستگاه به صورت موازی کار می کنند، و واحد سوم به عنوان یدکی.
کمپرسورهای رفت و برگشتی باید مطابق با استاندارد API شماره 618 دوره مهندسی مکانیک باشند. کمپرسور رفت و برگشتی یک واحد جابجایی مثبت با فشار روی سیال است که در داخل یک محفظه استوانه ای با عمل یک پیستون متحرک ایجاد می شود. ممکن است از یک یا چند سیلندر تشکیل شده باشد که هر کدام یک پیستون دارد که به جلو و عقب حرکت می کند و با هر ضربه حجم مثبتی را جابجا می کند. کمپرسورهای رفت و برگشتی باید با استاندارد API شماره 618 برای کلیه خدمات به جز کمپرسورهای هوای قابل حمل و کمپرسورهای هوای استاندارد 400 کیلووات یا کمتر با فشار تخلیه بیش از 900 کیلو پاسکال (9 بار) مطابقت داشته باشند. این گروه اخیر معمولاً به صورت واحدهای بسته بندی شده خریداری می شوند. کمپرسورهای رفت و برگشتی معمولاً باید برای عملکرد با سرعت ثابت مشخص شوند تا از تحریک رزونانسهای پیچشی و صوتی جلوگیری شود. هنگامی که از سرعت متغیر استفاده می شود، تمام تجهیزات باید به گونه ای طراحی شوند که به طور ایمن کار کنند. هنگام در نظر گرفتن استفاده از یک قاب برای سیلندرها در سرویسهای مختلف، توجه ویژه باید به ابزارهای کنترل مستقل جریانهای فرآیند مختلف داده شود. همچنین باید مراقب بود که قاب، گیربکس و درایور میتوانند طیف گستردهای از بارگذاریها را که در تمام حالتهای عملیاتی از جمله راهاندازی و خاموشی بپذیرند.
محدوده های سرعت
- واحد کم سرعت تا 330 دور در دقیقه (rpm).
- واحد سرعت متوسط 330-700 دور در دقیقه (دور در دقیقه).
- دستگاه پرسرعت بیش از 700 دور در دقیقه (دور در دقیقه).
به طور کلی، واحدهای پرسرعت برای واحدهای زیر 1865 کیلو وات ترجیح داده می شوند. برای واحدهای بزرگتر، انتخاب بین سرعت کم و متوسط است.
کنترل ظرفیت
کنترل ظرفیت برای واحدهای با سرعت ثابت معمولاً با تخلیه سوپاپ مکش (دپرسورها یا بالابرها)، پاکت های ترخیص، ترکیبی از هر دو پاکت و تخلیه کننده، یا بای پس به دست می آید. عملکرد کنترل ها باید خودکار باشد. مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد، تخلیه پنج مرحله ای باید ظرفیت های 100، 75، 50 و 25 را فراهم کند. تخلیه سه مرحله ای باید ظرفیت های 100، 50 و 0 درصد را فراهم کند. و تخلیه دو مرحله ای باید ظرفیت های 100 و 0 درصد را فراهم کند. کنترل ظرفیت در واحدهای با سرعت متغیر عموماً با کنترل سرعت است.
کمپرسورهای محوری
کمپرسورهای محوری می توانند جریان حجم زیادی را تحمل کنند و نسبت به کمپرسورهای گریز از مرکز کارآمدتر هستند. با این حال، سانتریفیوژها آسیب پذیری کمتری دارند و از این رو قابل اعتمادتر هستند، محدوده عملیاتی بیشتری دارند و کمتر مستعد رسوب هستند. کمپرسورهای محوری باید فقط برای هوا، گاز طبیعی شیرین یا گازهای غیرخورنده در نظر گرفته شوند. کمپرسورهای محوری برخلاف کمپرسورهای گریز از مرکز با جریان پایین و فشار بالا اساساً ماشینهایی با جریان بالا و فشار پایین هستند، (کمپرسورهای محوری مورد استفاده در توربینهای گاز اغلب برای فشارها و نسبت تراکم بالاتر طراحی میشوند).
کمپرسورهای محوری معمولا کوچکتر و کارآمدتر از کمپرسورهای گریز از مرکز هستند. ویژگی مشخصه کمپرسور محوری همانطور که از نامش پیداست جهت محوری جریان در ماشین است. یک کمپرسور جریان محوری به دلیل افزایش فشار کمتر در هر مرحله، به مراحل بیشتری نسبت به یک سانتریفیوژ نیاز دارد. به طور کلی، برای دستیابی به یک نسبت فشار معین، تقریباً دو برابر مراحل لازم برای یک سانتریفیوژ لازم است. اگرچه کمپرسور محوری به مراحل بیشتری نیاز دارد، اندازه قطر یک محور معمولاً بسیار کمتر از یک سانتریفیوژ است. هزینه سرمایه کمپرسور محوری معمولاً بیشتر از یک کمپرسور گریز از مرکز است، اما ممکن است بر اساس کارایی و اندازه قابل توجیه باشد. کمپرسور محوری از ردیف های متناوب پره های دوار و ثابت برای انتقال انرژی ورودی از روتور به گاز استفاده می کند تا فشار گاز را افزایش دهد. یک کمپرسور جریان محوری چند مرحلهای دارای دو یا چند ردیف پرههای دوار است که به صورت سری روی یک روتور در یک پوشش واحد کار میکنند. پوشش شامل پره های ثابت (استاتور) برای هدایت هوا یا گاز به هر ردیف بعدی از پره های چرخان است. این پره های ثابت یا استاتورها می توانند ثابت یا با زاویه متغیر یا ترکیبی از هر دو باشند. کمپرسور محوری معمولاً یک دستگاه ورودی و خنک نشده است که اساساً از پرههای نصب شده بر روی روتوری که بین ردیفهای تیغههای ثابت نصب شده بر روی پوشش افقی نصب شده است، تشکیل میشود. به مراحل بیشتری نیاز دارد، اندازه قطر محوری معمولاً بسیار کمتر از یک گریز از مرکز است. هزینه سرمایه کمپرسور محوری معمولاً بیشتر از یک کمپرسور گریز از مرکز است، اما ممکن است بر اساس کارایی و اندازه قابل توجیه باشد. کمپرسور محوری از ردیف های متناوب پره های دوار و ثابت برای انتقال انرژی ورودی از روتور به گاز استفاده می کند تا فشار گاز را افزایش دهد. یک کمپرسور جریان محوری چند مرحلهای دارای دو یا چند ردیف پرههای دوار است که به صورت سری روی یک روتور در یک پوشش واحد کار میکنند. پوشش شامل پره های ثابت (استاتور) برای هدایت هوا یا گاز به هر ردیف بعدی از پره های چرخان است. این پره های ثابت یا استاتورها می توانند ثابت یا با زاویه متغیر یا ترکیبی از هر دو باشند. کمپرسور محوری معمولاً یک دستگاه ورودی و خنک نشده است که اساساً از پرههای نصب شده بر روی روتوری که بین ردیفهای تیغههای ثابت نصب شده بر روی پوشش افقی نصب شده است، تشکیل میشود.
کمپرسورهای اسکرو
کمپرسورهای اسکرو که با نام کمپرسورهای لوب حلزونی نیز شناخته می شوند، در دسته کمپرسورهای جابجایی مثبت دورانی قرار می گیرند. کمپرسورهای اسکرو روتاری در طرح های بدون روغن (خشک) یا تزریق روغن موجود هستند. کمپرسورهای بدون روغن معمولاً از چرخ دندههای شفت استفاده میکنند تا دو روتور را بدون تماس در شبکه مناسب نگه دارند. کاربردهای کمپرسورهای بدون روغن شامل کلیه فرآیندهایی است که نمی توانند آلودگی گاز فشرده را تحمل کنند یا در جایی که روغن روان کننده توسط گاز آلوده می شود است.
کمپرسورهای اسکرو تزریق روغن معمولاً بدون چرخ دنده های زمان بندی عرضه می شوند. روان کننده تزریق شده، لایه ای را فراهم می کند که دو پروفیل پیچ را جدا می کند، زیرا یکی از پیچ ها، دیگری را به حرکت در می آورد. ماشینهای تزریق روغن عموماً راندمان بالاتری دارند و از روغن برای خنکسازی نیز استفاده میکنند که امکان نسبت تراکم بالاتر در یک مرحله کمپرسور تک پیچ را فراهم میکند.
کمپرسورهای اسکرو دوار اگرچه در ابتدا برای فشرده سازی هوا در نظر گرفته شده بود، اکنون تعداد زیادی از گازها را در صنایع فرآوری هیدروکربن فشرده می کنند. به طور خاص، کمپرسورهای اسکرو به طور گسترده در خدمات تبرید مورد استفاده قرار می گیرند و در تجارت تولید گاز در برنامه های تقویت کننده و جمع آوری گاز محبوبیت پیدا می کنند.
فشرده سازی گاز با درهم آمیختن روتورهای نر و ماده در حال چرخش حاصل می شود. برق به روتور نر اعمال می شود و هنگامی که یک لوب روتور نر شروع به خارج شدن از مش با روتور ماده می کند، یک فضای خالی ایجاد می شود و گاز در درگاه ورودی وارد می شود. با ادامه چرخش روتور، فضای intermesh افزایش می یابد و گاز به جریان خود در کمپرسور ادامه می دهد تا زمانی که کل فضای بین لوبی پر شود. چرخش ادامه دار یک لوب نر را به فاصله بین لوبی می آورد و گاز را در جهت درگاه تخلیه فشرده و حرکت می دهد.
حجم گاز با افزایش فشار به تدریج کاهش می یابد. چرخش بیشتر، درگاه تخلیه را باز می کند و گاز فشرده شروع به خروج از کمپرسور می کند. سپس گاز به دام افتاده باقیمانده را به بیرون منتقل می کند در حالی که یک بار جدید به داخل مکش کمپرسور به فضای ایجاد شده توسط جداسازی یک جفت لوب جدید کشیده می شود که چرخه فشرده سازی دوباره شروع می شود. کمپرسورهای اسکرو معمولاً توسط موتورهای با سرعت ثابت به حرکت در میآیند که کنترل ظرفیت معمولاً از طریق یک دستگاه تنظیم کننده داخلی به نام شیر کشویی انجام میشود. با حرکت اسلاید در جهتی موازی با روتورها می توان طول موثر روتورها را کوتاه کرد. این کنترل روان جریان را از 100٪ تا 10٪ ظرفیت کامل کمپرسور فراهم می کند. کمپرسورهای اسکرو روتاری که امروزه مورد استفاده قرار میگیرند، محدودهای از حجم مکش را از 1300 تا 60000 متر مکعب در ساعت، با فشار تخلیه تا 4000 کیلو پاسکال (ga) پوشش میدهند. بازده آدیاباتیک معمولی در محدوده 70 تا 80 درصد خواهد بود.
منابع
https://www.ourenergypolicy.org/wp-content/uploads/2014/04/epa-compressors.pdfhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128146835000018