Высокое давление

Циркуляционные компрессоры

Так обычно называют компрессоры, работающие с небольшим перепадом давления и осуществляющие циркуляцию газа в замкнутой системе высокого давления. Циркуляционные насосы изготовляют преимущественно поршневого типа с масляной смазкой и приводом от паровой машины или асинхронного электромотора с фазным ротором. Регулирование оборотов по­следнего производится реостатом, включаемым в цепь ротора. Хорошие результаты дает применение многоскоростных электро­двигателей для ступенчатого регулирования. Регулирование производительности путем измерения величины вредного про­странства не применимо, так как отношение конечного давления к начальному у циркуляционных насосов равно почти единице и, следовательно, подача мало зависит от величины вредного про­странства.

Наличие масла во многих процессах вредно отражается на работе катализатора, поэтому применялись конструкции насосов с нейтральной для данных катализаторов смазкой, например аммиаком. Циркуляционные насосы изготовляют для устано­вок с давлением до 1000 ат и рассчитывают обычно на перепад давления 10—50 ат. Производительность насосов указывают в м3/час по газу при рабочих условиях (под давлением) или по газу, объем которого пересчитан на нормальные условия. Выбор последней величины определяется тем, что объем при нормаль­ных условиях принимают в технологических расчетах конверто­ров для определения объемных скоростей.

Большие перспективы создает применение центробежных циркуляционных насосов. Так, на одном из заводов применена инте­ресная конструкция насоса, производительностью 400 м3/час сжа­того газа. Многоступенчатый центробежный компрессор с элек­тромотором на одном валу, мощностью 375 квт при 3000 об/мин, заключен в сосуд высокого давления, имеющий внутренний диа­метр 610 мм и длину корпуса 4200 мм. Азотоводородная смесь под давлением 200—220 ат поступает через крышку в сосуд, омывает электромотор и после дополнительного сжатия на 15—20 ат возвращается в цикл. К достоинствам центробеж­ного насоса следует отнести малые его габариты и чистоту газа, не загрязняющего катализатор смазкой. Размеры поршневых циркуляционных насосов производительностью 600 м3/час, рабо­тающих на той же установке, значительно больше (без горизон­тальной паровой машины — 5000 X 4500 X 3200 мм). Кроме того газ загрязняется маслом. К недостаткам следует отнести повышенную чувствительность подачи насоса к колебаниям давления в системе синтеза. Этот недостаток а значитель­ной мере следует отнести к не вполне удачному подбору гидродинамической характеристики у центробежного компрессора.

На некоторых установках синтеза аммиака центробежные циркуляционные насосы непрерывно работают без ремонта до полутора лет.

На рис. 73 показан поршневой циркуляционный насос произ­водительностью 40 000 нм3/час, рассчитанный на давление нагне­тания 800—850 ат при давлении всасывания 750—800 ат.

Насос выполнен со сквозным штоком, что значительно умень­шает нагрузку на кривошипно-шатунный механизм. Диаметр цилиндра — 165 мм и ход поршня — 450 мм.


 

циркуляционный насос: Q = 40 000 нм/час

Рис. 73. циркуляционный насос: Q = 40 000 нм/час; рс= 750 - 800 am; рн = 800 - 850 am; D=165 мм; s = 450 мм; n = 125 - 37,5 об/мин.; NЭЛ = 310 кВт


Электромотор имеет мощность 310 квт, число оборотов на­соса регулируется от 125 до 37,5 в минуту. При пуске и разо­греве колонны синтеза для постепенного повышения производительности насоса от нуля до величины, соответствующей мини- мальному числу оборотов, применяют байпасный клапан. Длительная работа крупного циркуляционного насоса, не имеющего водяного охлаждения цилиндра, не допустима с пол­ностью открытым байпасом, так как сильно повышается темпе­ратура газа, циркулирующего через байпас из одной полости ци­линдра в другую.

 

Циркуляционный насос лабораторного типа на давление 1000 am

Рис. 74. Циркуляционный насос лабораторного типа на давление 1000 am. 1— маслоотделитель; 2—вентиль байпаса.

 Лабораторная конструкция циркуляционного насоса произ­водительностью 1000 л/час сжатого газа, при числе оборотов п = 250 об/мин., изображена на рис. 74. Насос работает при давлении до 1000 ат. Это насос двойного действия с обыкновен­ными тарельчатыми клапанами, применяющимися у рассмотрен­ного выше компрессора на 1000 ат. Смазка цилиндра масля­ная, замкнутая, масло возвращается из первого по ходу газа маслоотделителя 1. Регулировка производительности на ходу производится байпасом 2, перепускающим часть газа из системы нагнетания во всасывающую линию. Подача при этом способе регулирования довольно часто колеблется из-за попадания в вен­тиль масла, а иногда и твердых частиц, что особенно сказывается на лабораторных машинах, имеющих небольшую производитель­ность. Более точна регулировка производительности путем изме­нения числа оборотов насоса.