Сравнительный анализ работы компрессорных машин.

Компрессорные машины различного типа отличаются присущими им характерными особенностями, что и определяет границы областей их применения, хотя эти границы и не всегда строго однозначны.

Поршневые компрессоры. Достоинствами поршневых компрессоров является возможность создания высоких степеней сжатия при неограниченном практически нижнем пределе производительности, а также высокий коэффициент полезного действия. Они в то же время имеют много недостатков: а) тихоходность, обуславливающая громоздкость, большой вес компрессора, сравнительно небольшой верхний предел производительности (3 - 4 м³/c), большой и тяжелый механизм привода машины от двигателя; занимают большую производственную площадь; б) большие инерционные усилия вследствие возвратно - поступательного движения поршней, вызывающие необходимость в массивном фундаменте; в) загрязнение сжимаемых газов смазочными маслами; г) неравномерность всасывания и нагнетания газа; д) большое количество быстроизнашивающихся трущихся деталей; е) чувствительность к загрязненным газам; ж) высокая стоимость; з) сложность обслуживания. Указанные недостатки и достоинства определяют границы применения поршневых компрессоров. Их применяют при высоких степенях сжатия газов при любой производительности (но не выше указанного ранее предела). При степенях сжатия ниже 2 они неэкономичны из - за возрастающей доли гидравлических (в клапанах) и механических потерь.

Центробежные компрессоры лишены перечисленных недостатков, свойственных поршневым машинам, благодаря своей быстроходности они отличаются более простым устройством и надежностью действия, компактностью и меньшим весом, меньшей занимаемой площадью и более легкими фундаментами, непрерывностью и равномерностью подачи, отсутствием загрязнения газа маслами, возможностью непосредственного соединения с электродвигателем, более низкой стоимостью и легкостью обслуживания. Большим достоинством турбокомпрессоров является высокий верхний предел производительности (50 м³/с). К числу недостатков рассматриваемых машин относятся несколько более низкий коэффициент полезного действия (по сравнению с поршневыми) и ограниченный нижний предел производительности (около 1,5 м³/с).

Областью целесообразного применения центробежных компрессоров является высокая производительность при малых и средних степенях сжатия газа.

Осевые компрессоры обладают почти всеми достоинствами и недостатками центробежных. Различие состоит прежде всего в более высоких значениях нижнего и верхнего пределов производительности. При подачи менее 4 - 5 м³/с происходит снижение коэффициента полезного действия из - за значительного уменьшения высоты лопастей. Верхний предел производительности осевых компрессоров достигает 170 м³/с, но степень сжатия редко превышает 12.

Пластинчатые компрессоры по сравнению с поршневыми значительно проще по устройству, требуют в 5 - 6 раз меньше площади для установки в помещении, непосредственно соединяются с электродвигателем, имеют равномерную подачу, небольшой вес. В отличие от центробежных машин они могут быть использованы для малых и средних производительностей, имея при этом более высокий коэффициент полезного действия, а также слабую зависимость напора от производительности. Недостатками являются ограниченная степень сжатия газа (3 - 4), более низкий механический коэффициент полезного действия, высокая точность изготовления.

Компрессоры с двумя вращающимися поршнями проще поршневых по устройству, меньше весом, имеют равномерную подачу. Подобны центробежным и осевым они не имеют внутренней смазки, но имеют более высокий коэффициент полезного действия. Они, однако, не допускают степени сжатия газа более 1,2 - 2 ,0 из - за увеличения утечки газа.

Компрессоры с жидкостным кольцомотличаются простотой устройства и надежностью действия, пригодны для сжатия запыленных газов. Степень сжатия в них ограничена (1,5 - 1,8), а коэффициент полезного действия очень низок (0,40 - 0,45).

В промышленных условиях часто оказывается целесообразным сочетание компрессоров различных типов: центробежных и поршневых, осевых и центробежных и т.п. При таких сочетаниях можно обеспечить каждому компрессору оптимальный рабочий режим. Поскольку оптимальные рабочие режимы разных компрессоров часто в определенных пределах совпадают, то не исключено, что в ряде случаев по рабочим параметрам могут оказаться равноценными несколько типов. Тогда выбор оптимального варианта следует сделать на основе экономического расчета.