2_О_компрессорах_Лекция_КВиХТ_СПбПУ_2018_11_12

1.

Санкт-Петербургский политехнический
университет Петра Великого
КАФЕДРА «КОМПРЕССОРНАЯ, ВАКУУМНАЯ
И ХОЛОДИЛЬНАЯ ТЕХНИКА»
Введение. Развитие
компрессорных технологий
Заведующий кафедрой
Кожухов Юрий Владимирович
Газпром нефть
12 ноября 2018

2.

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
КАФЕДРА «КОМПРЕССОРНАЯ, ВАКУУМНАЯ И ХОЛОДИЛЬНАЯ ТЕХНИКА»
www.kvht.ru
Содержание
1. О кафедре и научно-техническом центре
(докладчик С.В. Карташов)
Докладчик А.М. Яблоков:
2. Типы и виды компрессоров
3. Направления инновационного
развития в компрессоростроении
2

3.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
2. Типы и виды компрессоров
Содержание
1.Способы повышения давления в газах.
2.Статический и динамический способы повышения
давления.
3.Классификация компрессоров по принципу действия,
по конструктивной схеме, по начальному и конечному
давлениям, по области применения.
4.Выбор
наиболее
предпочтительного
типа
компрессорной
установки
на
основе
режимных
параметров.
5.Компрессоры газовой промышленности
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
3
вакуумная и холодильная техника»

4.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Способы увеличения давления газа - это либо
увеличение концентрации молекул газа, что приводит к
более частому соударению молекул со стенками сосуда,
или увеличение скорости соударения, которое может быть
достигнуто либо передачей кинетической энергии газу,
либо нагревом газа.
Рассмотрим два способа повышения давления:
1.Статический способ повышения давления. За счет
уменьшения объема газа происходит сжатие. Способ нашел
широкое применение в машинах объемного принципа
действия.
2.Динамический способ повышения давления. За счет
передачи газу кинетической энергии вращающегося
лопаточного
аппарата.
Способ
нашел
широкое
применение в машинах динамического принципа действия.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
4
вакуумная и холодильная техника»

5.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Большая часть энергии, поставляемой в
компрессорную установку, преобразуется в
тепло
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
5
вакуумная и холодильная техника»

6.

Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
6
вакуумная и холодильная техника»

7.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Компрессоры объемного действия
1.
Принцип
работы
поршневого
компрессора:
вращающийся
от
двигателя
приводной
вал
(кривошипноколенчатого или эксцентрикового
исполнения)
преобразует
вращательное
движение
в
возвратно-поступательное
перемещение
поршня,
которым
обеспечивается
подача
сжатого
воздуха
в
полость
ресивера.
Поршневые
компрессоры
(детандеры) различают по устройству
кривошипно-шатунного механизма.
Характерными
особенностями
поршневых
машин
являются
возвратно-поступательное движение Поршневой компрессор DAEWOO
поршня,
принудительное DAC24D. Ресивер обязателен для
выталкивание
газа
путем гашения пульсаций и как накопитель
перемещения поршня, прерывная
Доцент,
к.т.н.газа.
Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
подача
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
7
вакуумная и холодильная техника»

8.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Поршневые компрессоры стали
широко
применяться
еще
в
позапрошлом столетии и до сих
пор
находят
широчайшее
применение во всех областях
техники и транспорта. Мощность
крупных ПК измеряется тысячами
кВт,
давления
достигают
рекордных значений 2500 ата.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
8
вакуумная и холодильная техника»

9.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Принцип действия поршневого
компрессора
Доцент, к.т.н. Юрий
Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
9
вакуумная и холодильная техника»

10.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Поршневые
компрессоры
имеют
свою классификацию и подразделяются на:
- двойного или одинарного действия;
- масляные и безмасляные;
- угловые, горизонтальные, вертикальные;
- с различным количеством цилиндров.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
10
вакуумная и холодильная техника»

11.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
11
вакуумная и холодильная техника»

12.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
12
вакуумная и холодильная техника»

13.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
13
вакуумная и холодильная техника»

14.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Реальная диаграмма
работы ПК с
самодействующими
клапанами
Идеализированная диаграмма
работы ПК с
самодействующими
клапанами с учётом мертвого
пространства
Доцент,
к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
14
вакуумная и холодильная техника»

15.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
СПДК является высокоэффективным, автономным (не
требует электростанции) компрессорным агрегатом для сжатия
различных газов и позволяет решить проблемы обеспечения
транспорта
нетрадиционным
моторным
топливом;
экологические проблемы сбросных газов и социальные задачи
обеспечения теплогазоснабжения отдаленных объектов.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
15
вакуумная и холодильная техника»

16.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
СПДК
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
16
вакуумная и холодильная техника»

17.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Недостатки поршневых компрессоров:
1. Ограниченная, по сравнению с другими типами,
производительность агрегата.
2. Довольно высокий уровень вибраций и шума в процессе
работы.
3. Необходимость частого технического обслуживания и
ремонта.
4. Необходимость в тщательной очистке воздуха.
5. Необходимость в устройстве фундамента с демпфированием.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
17
вакуумная и холодильная техника»

18.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Мембранный
принципу
действия
компрессор
должен
быть
по
своему
отнесен
устройству
к
и
поршневым
компрессорам, т. е. к машинам объемного типа. Сжатие газа в этих
компрессорах происходит в результате уменьшения объема камеры
сжатия вследствие поступательного движения поршня. В данном
случае поршнем является круглая гибкая мембрана, зажатая по
периметру
между
крышкой
и
цилиндром
и
приводимая
в
колебательное движение. Применяются мембранные компрессоры
двух типов: с приводом гибкой мембраны непосредственно от
кривошипно-шатунного механизма и с гидроприводом. В этом
случае прогиб металлической мембраны вызывается возвратнопоступательным
движением
столба
жидкости,
на
который
воздействует через кривошипно-шатунный механизм поршень
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич
Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
гидропривода.
18
вакуумная и холодильная техника»

19.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Схема мембранного компрессора: 1 – мембрана; 2 –
соединительный шток;
Для исключения попадания жидкости в сжатый газ при
ухудшении качества мембраны, её разрушении мембранные
компрессоры делают многослойными.
Компрессоры данного типа широко используются для сжатия
фтора, кислорода, хлора, закиси азота и пр., то есть во всех тех случаях,
где исключительная герметичность полости устройства жизненно
необходима.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
19
вакуумная и холодильная техника»

20.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Мембранный
компрессор
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
20
вакуумная и холодильная техника»

21.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
К недостаткам мембранных компрессоров
можно отнести
1. небольшое число оборотов
2. большая масса и большие габаритные размеры
3. невысокая долговечность мембран (500-1500 ч).
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
21
вакуумная и холодильная техника»

22.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Другой вид объемных компрессоров – роторные,
главной особенностью которых является наличие вращающихся
сжимающих элементов. Данные виды компрессоров могут быть
как
промышленными,
так
полупромышленными
или
же
бытовыми. Их рабочие параметры, условия и особенности
эксплуатации
подходят
для
проведения
технологических
процессов на любых предприятиях и в различных сферах
деятельности.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
22
вакуумная и холодильная техника»

23.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Ротационные пластинчатые
компрессоры
Принцип
работы
ротационно-пластинчатого
компрессора заключается в том, что
внутри
цилиндрического
статора
вращается эксцентрично установленный
ротор, соприкасающийся с внутренней
Ротационно-пластинчатые
поверхностью
цилиндра
статора и
компрессоры
общего
назначения
имеющий
на
своей
поверхности
выпускают производительностью от 0,1
радиально
расположенные
щели
до
100 м3/мин,
с
абсолютным
(прорези)
с
вставленными
в
них
давлением всасывания от 0,01 до 0,1
пластинами.
Эти
пластины
могут
МПа и давлением нагнетания: до
свободно скользить в щелях под
1,2 МПа
—
в
одноступенчатом
действием центробежных сил, которые
исполнении, ; 1,6 МПа МПа — в
прижимают их к внутренней поверхности
двухступенчатом, ; 2,5 МПа — в
цилиндра
при
вращении
ротора.
трехступенчатом.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай
Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
23
вакуумная и холодильная техника»

24.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Схема установки с ротационным пластинчатым компрессором
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
24
вакуумная и холодильная техника»

25.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Преимущество ротационных компрессоров
– равномерность подачи газа, компактность и
простота конструкции, отсутствие самодействующих
клапанов
и
динамическая
уравновешенность,
позволяющая
использовать
высокоскоростной
привод
с
непосредственным
соединением
с
компрессором через упругую муфту. Эти компрессоры
производительностью 6—10 м3/мин и давлением
нагнетания 8 кгс/см2 применяют в автокомпрессорах
как с собственным приводом, так и с приводом от
двигателя базового автомобиля.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
25
вакуумная и холодильная техника»

26.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Недостатком ротационных
пластинчатых
компрессоров является то, что их можно использовать при
сравнительно малых перепадах давлений нагнетания и
всасывания, а также сравнительно большие потери на трение
пластин по цилиндру, повышенный шум машин крупной
производительности.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
26
вакуумная и холодильная техника»

27.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Жидкостно-кольцевой
компрессор
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
27
вакуумная и холодильная техника»

28.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Спиральные компрессоры
Разновидность компрессора объёмного типа, в котором
сжатие рабочей среды происходит при взаимодействии двух
спиралей. Одна спираль остаётся неподвижной, а другая —
совершает эксцентрические движения без вращения, благодаря
чему обеспечивается перенос рабочей среды из полости
всасывания в полость нагнетания. Применяются в основном в
холодильной технике.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
28
вакуумная и холодильная техника»

29.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Положения спиралей во время работы
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
29
вакуумная и холодильная техника»

30.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Винтовые компрессоры
Винтовым
называется
компрессор,
повышение
давления в котором достигается за счет вращения двух
винтов (роторов). Есть конструкции с тремя роторами и с
одним ротором. Самыми распространенными являются
двухроторные.
По
конструкции
принадлежат
к
ротационному
оборудованию.
Впервые
такие
винтовая
устройства
компрессорному
модель
была
запатентована в 1934 г. На сегодня агрегаты данного типа
являются наиболее распространенными в своем сегменте.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
30
вакуумная и холодильная техника»

31.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Исполнение винтовых компрессоров: маслозаполненные,
сухие.
Основная
роль
масла - теплоотвод
Доцент,
к.т.н. Юрий
Владимирович
Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
31
вакуумная и холодильная техника»

32.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
32
вакуумная и холодильная техника»

33.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
33
вакуумная и холодильная техника»

34.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Преимущества винтовых компрессорных установок
Современные винтовые компрессорные установки обладают целым
рядом преимуществ перед другими типами аналогичного
оборудования:
-низкими затратами на монтаж и обслуживание;
-современной конструкцией;
-высокой производительностью;
-надежностью и долговечностью (срок службы техники составляет
15-25 лет);
-небольшими габаритными размером и весом;
-высоким КПД;
-эффективной системой охлаждения устройства, позволяющей
снизить
риск
перегрева
и
организовать
непрерывную
круглосуточную работу оборудования;
-высокой
степенью
автоматизации,
возможностью
точной
настройки и регулировки режимов работы;
-низким уровнем шума;
-высокой степенью чистоты воздуха или газа на выходе.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
34
вакуумная и холодильная техника»

35.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
35
вакуумная и холодильная техника»

36.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Недостатки винтовых компрессоров заключаются
в следующем: нет возможности работать с агрессивной
средой,
высокая
стоимость
винтового
пневматического
оборудования по сравнению с поршневыми компрессорами.
Эффективность
винтовых компрессоров присутствует
в
производстве больших объемов сжатого воздуха, поэтому
такие
агрегаты
нецелесообразно
применять,
если
потребность в больших объемах сжатого воздуха колеблется
или ее нет вообще.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
36
вакуумная и холодильная техника»

37.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Зубчатый компрессор
Компрессорный элемент зубчатого компрессора
состоит из двух роторов, которые вращаются в камере сжатия
навстречу друг другу. Процесс сжатия состоит из этапов впуска,
сжатия и выпуска. Максимальная степень повышения
давления П=2,5.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
37
вакуумная и холодильная техника»

38.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Воздуходувки Рутса
Воздуходувки
Рутса
работают без внутреннего
сжатия.
Чаще
всего
используются для откачки
(вакуумные насосы) и
пневматической подачи
материалов.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
38
вакуумная и холодильная техника»

39.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Компрессоры динамического действия — это
разновидность компрессоров,
предназначенная
повышения давления рабочего
взаимодействия
последнего
неподвижными
лопаточными
Принцип
действия —
давления рабочего
механической
тела
работы
тела
с
за
подвижными
для
счёт
и
решётками компрессора.
увеличение полного
за
счёт
преобразования
компрессора
в кинетическую
энергию рабочего тела с последующим преобразованием
её в потенциальную энергию давления.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
39
вакуумная и холодильная техника»

40.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Компрессоры динамического действия
Осевые компрессоры
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
40
вакуумная и холодильная техника»

41.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
41
вакуумная и холодильная техника»

42.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
42
вакуумная и холодильная техника»

43.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Ротор современной
энергетической газовой
турбины
(компрессорная часть на
переднем плане, сзади
видны три турбинные
ступени)
Преимущества:
Высокие расходы. Высокий
КПД.
Недостатки:
Не большие давления. Узкая
зона работы
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
43
вакуумная и холодильная техника»

44.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
В
компрессорах
центробежного
типа
движение рабочего тела
осуществляется от центра к
периферии. При этом линии
тока
на
выходе
располагаются в плоскостях,
перпендикулярных
оси
лопаточной машины. По
конструкции рабочих колёс
(РК)
центробежные
компрессоры
можно
разделить на четыре группы:
открытые,
полуоткрытые,
закрытые и двухпоточные.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
44
вакуумная и холодильная техника»

45.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Главное достоинство центробежного компрессора по
сравнению с осевым – возможность получать большие
значения степени сжатия в одной ступени. Зачастую, она
превышает величину 5…6, а в перспективных авиационных
компрессорах может достигать величины 12. КПД ступени
центробежного компрессора может достигать значения 0,85, что
меньше чем в осевом. Величины КПД близкие к названной
величине характерны для компрессоров авиационных ГТД
относительно большой производительности.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
45
вакуумная и холодильная техника»

46.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Преимущества:
Высокие расходы. Высокие
давления. Широкая зона
регулирования
Недостатки:
Высокая металлоёмкость.
КПД ниже, чем у осевого
компрессора
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
46
вакуумная и холодильная техника»

47.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Струйный компрессор
Преимущества:
Простота, безмасляный газ
Недостатки:
Малая производительность и
отношение давлений
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
47
вакуумная и холодильная техника»

48.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Электрохимический компрессор
Используется для водорода, рассматривается применение для
углеводородов.
Молекула газа проходит через мембрану-анод, в которой от неё
отбирается
электрон
и
превращает
её
в
положительный
ион.
Положительный ион молекулы притягивается к мембране-катоду, в котором
к нему добавляется ион и восстанавливает молекулу газа. За счёт сильной
кинетической энергии движения положительного иона с последующим
восстановлением в молекулу происходит процесс динамического сжатия
газа.
Этот тип компрессора не имеет никаких движущихся частей и
компактен. С электрохимическим сжатием водорода достигнуто давление
345 бар с возможностью увеличения до 700 бар.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
48
вакуумная и холодильная техника»

49.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Электрохимический компрессор
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
49
вакуумная и холодильная техника»

50.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
50
вакуумная и холодильная техника»

51.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Нагрузочные
характеристики
центробежного и
объёмного
компрессоров при
изменяющейся
нагрузке и
постоянной
скорости вращения
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
51
вакуумная и холодильная техника»

52.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Компрессоры
газовой
промышленности
и
нефтяной
Каждый пятый в мире крупный компрессор работает в группе Газпром.
Российская Федерация благодаря нефтегазовой отрасли является
крупнейшей мировой компрессорной державой.
В газовой промышленности России на сегодняшний день работает около 5
тысяч компрессоров с общей мощностью 52 миллиона кВт. В
обозримом будущем нужны компрессоры с общей мощностью 11
миллионов кВт для новых газотранспортных систем, и столько же – для
замены устаревших машин.
Используемые компрессоры: Центробежные компрессоры природного
газа: дожимные, линейные, компрессоры для ПХГ. Осевые компрессоры
ГТД. Поршневые компрессоры природного газа. Винтовые компрессоры
природного газа. Поршневые компрессоры буферного газа. Винтовые
компрессоры буферного газа. Компрессоры для переработки газа:
высокого давления, для СПГ.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
52
вакуумная и холодильная техника»

53.

Центробежные
компрессоры
СТО Газпром 2-3.5-138-2007.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
53
вакуумная и холодильная техника»

54.

Центробежные
компрессоры
СТО Газпром 2-3.5-138-2007.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
54
вакуумная и холодильная техника»

55.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Осевые компрессоры используются в ГТД и поставляются в
составе ГТД
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
55
вакуумная и холодильная техника»

56.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Поршневые газомоторные
компрессоры (газомотокомпрессоры)
Газомотокомпрессоры высокоэффективны в условиях переменных
мощностей и степеней сжатия свыше 1,3. Основные достоинства этих
ГПА: надёжность в эксплуатации; длительный срок службы;
способность работать в широком диапазоне давлений; возможность
регулирования производительности за счёт изменения оборотов
агрегатов и объёма т.н. вредного пространства в компрессорных
цилиндрах, а также возможность создания больших давлений в них.
КПД современных газомотокомпрессоров до 40%. В CCCP были
наиболее распространены агрегаты мощностью 221-5510 кВт, за
рубежом - 368 и 8100 кВт.
Отдельно применяются поршневые компрессоры для
буферного газа и АГНКС.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
56
вакуумная и холодильная техника»

57.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Поршневые газомоторные
компрессоры (газомотокомпрессоры)
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
57
вакуумная и холодильная техника»

58.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Винтовые компрессоры для
природного, попутного нефтяного
газа, буферного газа
Применяются при высоких степенях повышения давления при
небольших абсолютных давлениях и небольших перепадах
давления, переменные режимы, сравнительно небольшие потоки
и мощности (до 2000 кВт).
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
58
вакуумная и холодильная техника»

59.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Воздуходувки Рутса для буферного газа
Применяются для подачи буферного газа при локальном
расположении установок на ГПА (в отличие от централизованной
КС с винтовыми компрессорами с избыточным давление 8 бар).
Устанавливаются непосредственно в ГПА. Избыточное давление
порядка 1 бар.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
59
вакуумная и холодильная техника»

60.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Важные параметры для выбора типа
компрессора
Определенные виды компрессоров лучше использовать в
следующих условиях:
Компрессор поршневой - высокие степени повышения давления
и высокие абсолютные давления, переменные режимы,
сравнительно небольшие потоки и мощности (до 6 МВт).
Компрессор винтовой - высокие степени повышения давления
при небольших абсолютных давлениях и небольших перепадах
давления, переменные режимы, сравнительно небольшие потоки
и мощности (до 2000 кВт).
Компрессор центробежный - большие потоки и мощности,
предпочтительно небольшие степени повышения давления и
невысокие абсолютные давления, постоянные режимы.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
60
вакуумная и холодильная техника»

61.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
3. Направления инновационного
развития в компрессоростроении
Содержание
Компрессоры динамического действия
1.Антипомпажная защита
2.Компрессоры
объёмного
действия
винтовые, ротационно-пластинчатые)
(поршневые,
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
61
вакуумная и холодильная техника»

62.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Компрессоры динамического действия
Центробежные
компрессоры
Типы рабочих
колёс
центробежного
компрессора
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
62
вакуумная и холодильная техника»

63.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Преимущества осерадиальных РК:
Более высокий КПД за счёт уменьшения компоненты
скорости W1 на входе на лопатки.
Радиальное
Осерадиальное
РК Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович
РК
Доцент, к.т.н.
Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
63
вакуумная и холодильная техника»

64.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Радиальные рабочие колеса закрытого типа
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
64
вакуумная и холодильная техника»

65.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Осерадиальные рабочие колеса
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
65
вакуумная и холодильная техника»

66.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Осерадиальное полуоткрытое РК с
канавками
Преимущество:
уменьшение
потерь от
вторичного
течения по
ограничивающим
поверхностям
Недостаток:
Дополнительные
концентраторы
напряжений
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
66
вакуумная и холодильная техника»

67.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Рабочие колеса с трёхмерной формой
лопаток
Преимущество:
Более высокий
КПД за счёт
навала лопатки на
выходе
Недостаток:
Сложность и
дороговизна
изготовления
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
67
вакуумная и холодильная техника»

68.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
68
вакуумная и холодильная техника»

69.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Сравнение характеристик проточной части с ЛД и БЛД
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
69
вакуумная и холодильная техника»

70.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Конструктивная схема устройства для поворота
лопаток диффузора
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
70
вакуумная и холодильная техника»

71.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Выходные устройства: сборные камеры и улитки
Сборная камера
(постоянное сечение):
ниже КПД, меньше
радиальное усилие
Улитка (сечение
увеличивается): выше
КПД, больше радиальное
усилие
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
71
вакуумная и холодильная техника»

72.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Выходные устройства: сборные камеры и улитки
Направление воздействия
статической нагрузки в
меридиональной плоскости
(красная стрелка)
Приблизительное направление
вектора суммарной радиальной
нагрузки при статической
постановке задачи
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
72
вакуумная и холодильная техника»

73.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Отношение
давлений
П=1,35.
Три ступени с
РК с
пространственн
ой формой
лопатки, БЛД и
улиткой на
выходе
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
73
вакуумная и холодильная техника»

74.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Влияние скорости вращения ротора на КПД:
Выше скорость – выше КПД и меньше металлоёмкость.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
74
вакуумная и холодильная техника»

75.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Есть примеры работы роторов между 2 и 3 критическими скоростями вращения роторов.
Обычные режимы работы: между 1 и 2 кр. Скоростями или жёсткий ротор. Ограничения по
U2: для радиальных закрытых РК до 320 м/с. Для полуоткрытых до 700 м/с.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
75
вакуумная и холодильная техника»

76.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Опоры ротора (подшипники)
1.Масляные (или гидростатические)
2.Электромагнитные
3.Газовые (или аэростатические)
Газовые (или аэростатические)
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
76
вакуумная и холодильная техника»

77.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Проект одноступенчатого ЦК для ГПА мощностью 25 МВт,
отношение давлений П=1,44.
Конечное давление Pк=12 МПа.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
77
вакуумная и холодильная техника»

78.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Подводный электроприводной автономный ГПА
Проект
кафедры
КВиХТ
ИЭиТС
СПбПУ
для
Штокмановского месторождения
мощность привода – N=16,0 МВт;
рабочее вещество – природный газ;
начальная температура — tн= 15°С = 288К;
степень повышения давления П = 2,20;
конечное давление — Рк = 13,0 МПа;
начальное давление — Р н = 5,91 МПа;
рабочая частота вращения вала – n =6000 об/мин.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
78
вакуумная и холодильная техника»

79.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Подводный автономный ГПА. Модульное исполнение
Продольный разрез
центробежного
компрессора
подводного
электроприводного
газоперекачивающего
агрегата проекта
кафедры КВиХТ
ИЭиТС СПбПУ
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
79
вакуумная и холодильная техника»

80.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Подводный автономный ГПА. Модульное исполнение
Блок ГПА.
Вид сверху
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
80
вакуумная и холодильная техника»

81.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Подводный автономный ГПА. Модульное исполнение
Блок ГПА.
Вид сбоку
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
81
вакуумная и холодильная техника»

82.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Подводный автономный ГПА. Капсулированное
исполнение
Siemens. Единый монолитный вал электродвигателя и
компрессора. Охлаждение ЭД газом
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
82
вакуумная и холодильная техника»

83.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Подводный автономный ГПА. Капсулированное
исполнение
Компрессор MOPICO (MAN)
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
83
вакуумная и холодильная техника»

84.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Ротор электродвигателя вращается в среде плотного газа под
давлением на входе в сухой осевой или центробежный
компрессор. Потери сопротивления вращению
цилиндрической поверхности ротора при этом могут быть
достаточно большими. Охлаждение природным газом.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
84
вакуумная и холодильная техника»

85.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Схема исполнения герметичного капсулированного
электроприводного осевого компрессора природного газа,
устанавливаемого в трубу газопровода для автономной работы.
В частности, для мощности 16 МВт частота вращения
должна составлять 7800 об/мин, для 23 МВт – 6400 об/мин,
для 35 МВт – 5200 об/мин.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
85
вакуумная и холодильная техника»

86.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
В перспективе рассматриваются герметичные капсулированные
турбокомпрессоры с магнитной левитацией ротора с приводом
через магнитную муфту от внешнего электромагнитного поля через
корпус компрессора.
Преимущества: полностью герметичная проточная часть
компрессора с отсутствием уплотнений, ротор компрессора целиком
находится в левитирующем состоянии.
Недостатки: возможны большие гидравлические потери на диске
муфты в газовой среде с большим давлением.
Перспективные единичные мощности ГПА: 80-90 МВт (сейчас 50
МВт на КС «Портовая»)
Перспективные отношения давлений П в ЦК: 100.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
86
вакуумная и холодильная техника»

87.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Центробежные компрессоры сверхвысокого давления
Центробежный компрессор конструкции каф. КВиХТ (1975 г.) для
производства полиэтилена на конечное давление 2500 атм, П=8,7.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
87
вакуумная и холодильная техника»

88.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Лопатки рабочего колеса канального типа
малорасходных ступеней
Рассматриваются перспективные проекты
центробежных компрессоров с отношением давлений
П около 100 и ГПА единичной мощностью 70-90 МВт.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
88
вакуумная и холодильная техника»

89.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Рабочее колеса канального типа малорасходных
ступеней
На рабочие параметры
ширины колес:
- традиционного типа –
4,1 мм
-канального типа 5,95 мм.
-На каф. КВиХТ
существует РК с b2=1.8
мм
Канальный тип предложен с целью уменьшения потерь на ограничивающих
поверхностях (основной и покрывной диски), за счет уменьшения их
площади поверхностей и расширения канала, предотвращающего смыкание
пограничных слоёв.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
89
вакуумная и холодильная техника»

90.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Осевые компрессоры
Осевые нагнетатели природного газа: большие расходы,
малое отношение давлений, более высокий КПД, но уже
зона работы.
Проект кафедры КВиХТ ИЭиТС СПбПУ для газопровода
Бованенково-Ухта, КС «Ярынская»
мощность привода – N=25,0 МВт;
рабочее вещество – природный газ;
начальная температура — tн= 13°С = 286К;
степень повышения давления П = 1,29;
конечное давление — Рк = 11,86 МПа;
начальное давление — Р н = 9,194 МПа;
рабочая частота вращения вала – n =7700 об/мин.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
90
вакуумная и холодильная техника»

91.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Продольный вертикальный разрез осевого нагнетателя
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
91
вакуумная и холодильная техника»

92.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Совмещенная регулировочная характеристика: π=1,29; Pк=11,86
МПа
(ОК – осевой компрессор, ЦБ – центробежный компрессор)
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
92
вакуумная и холодильная техника»

93.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Ротор модульно-сборный. Удобство
при замене колес. Более точная
обработка посадочных
поверхностей. Пример SOLAR на КС
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов,«Северная»
Николай Иванович Садовский, Александр
Ротор цельно-сборный
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
93
вакуумная и холодильная техника»

94.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Признаковая антипомпажная
защита
Центробежные компрессоры (ЦК) являются неотъемлемой
частью газотранспортной системы. Перебои в работе,
выход из строя компрессора или сужение диапазона
регулирования ведут к материальным убыткам.
Помпаж – глобальная (полная) потеря газодинамической
устойчивости – недопустимое явление для ЦК. Следует
создавать условия для безопасной (устойчивой)
эксплуатации центробежного компрессора.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
94
вакуумная и холодильная техника»

95.

Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
95
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
95
вакуумная и холодильная техника»

96.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Помпаж – это
нестационарный
низкочастотный процесс
(один период в
несколько секунд), при
котором сжимаемый газ,
поступая в сеть,
периодически
прорывается из сети на
всасывание.
Причины:
1. Повышенное
сопротивление сети, т.е.
высокое давление на
выходе.
2. Понижение расхода на
входе
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
96
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
вакуумная и холодильная техника»

97.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Применяемые в настоящее врямя способы
защиты ЦК от помпажа имеют
следующие недостатки, из-за которых
защищённость от помпажа машины не
может быть надёжно обеспечена:
1.
Погрешности определения расхода в
предпомпажной области (рис. 1);
2.
Ложное (в области максимального
расхода)
и
преждевременное
срабатывание
(когда
возникает
устойчивый, но слабый срыв);
3.
Допускается попадание ЦК в первый
цикл помпажа.
Рис. 1. Характеристика “отношение
давлений - расход” центробежного
компрессора
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
97
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
вакуумная и холодильная техника»

98.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Вращающийся
срыв
местные
зоны
заторможенного потока или обратного течения,
перемещающиеся в окружном направлении с
меньшей частотой вращения, чем частота
вращения ротора компрессора. Вращающийся
срыв возникает перед помпажом.
Пульсации давления при вращающемся срыве имеют
периодический характер.
При предсрыве периодическая составляющая
пульсаций давления неустойчива.
Исходя из этого, задача обнаружения вращающегося
срыва и предсрыва сводится к задаче
обнаружения периодичностей в пульсациях
давления в проточной части центробежного
компрессора.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
98
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
вакуумная и холодильная техника»

99.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Стенд кафедры КВиХТ по разработке признаковой системы антипопмажной защиты
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
99
вакуумная и холодильная техника»

100.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Датчик статического давления для измерения пульсаций
(производятся фирмами Honeywell, Kulite и т.д.)
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
100
вакуумная и холодильная техника»

101.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Преимущества признаковой системы защиты от помпажа
1. Определение достоверной границы начала помпажа в
зависимости
от
текущих
условий
эксплуатации
центробежного компрессора.
2. Расширение устойчивой зоны работы центробежного
компрессора не менее, чем на 5% в сторону помпажа.
3. Мониторинг в реальном времени параметров
газодинамической устойчивости центробежного компрессора.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
101
вакуумная и холодильная техника»

102.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Компрессоры объемного действия.
Особенность эксплуатации компрессоров на углеводородных
газах заключается в необходимости обеспечения:
a.безопасности их работы, так как в этом случае компрессорные
установки относятся к категории особо взрывоопасных агрегатов.
b.создать условия для конденсации углеводородов
в холодильниках компрессоров
c.сбора и вывода конденсата из системы
компримирования
d.выбор термодинамических режимов,
предотвращающих конденсацию
углеводородов в цилиндре.
e.правильный выбор схемы смазки и
норм расхода смазочных масел
Компримирование — одна из основных операций при транспортировке углеводородных
газов по магистральным трубопроводам, закачке их в нефтегазоносные структуры для
поддержания пластового давления (с целью увеличения нефтеконденсатоотдачи), в
процессе заполнения подземных хранилищ газа и при сжижении газов.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
102
вакуумная и холодильная техника»

103.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Опытно-конструкторские и научно-исследовательские
работы в ближайшее время планируется осуществлять с
учетом следующих тенденций в области поршневых
компрессоров:
a.Переход на работу без цилиндровой смазки за счет применения не
металлических колец или нанесения тефлоновых покрытий на поверхности
поршней повышение быстроходности компрессоров;
b.повышение уровня автоматизации КУ с целью обеспечения работы без
обслуживающего персонала;
c.совершенствование клапанов путем создания конструкций со специально с
профилированными формами проходных сечений;
d.совершенствование системы охлаждения
с целью приближения процесса сжатия
к изотермическому;
e.снижение массогабаритных характеристик
и трудоемкости производства компрессоров,
за счет применения новых материалов
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
103
вакуумная и холодильная техника»

104.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
f.
g.
h.
проведения расчетно-исследовательских и конструкторских работ по
совершенствованию механизма движения компрессоров;
уменьшения массы на единицу куба сжимаемого газа за счет повышения частот
вращения (более 3000 об/мин) и перехода на более легкие материалы
движущихся частей, крейцкопф, шток, поршни (легированный титан, сплавы
магния и алюминия, применения композитных материалов для уплотнительных
колец, клапанов и колец уплотнений штока).
установка электромагнитных клапанов на всасывании и нагнетании для
снижения потерь( по принцинципу действия близкие к электро-форсункам
дизеля).
Индикаторная диаграмма одноцилиндрового поршневого компрессора
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
104
вакуумная и холодильная техника»

105.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Клапан электромагнитный КЭТ 16
Клапан электромагнитный комбинированный КЭК или клапан
электромагнитный трехходовой КЭТ, предназначены для автоматического
управления гидравлическими и пневматическими исполнительными
механизмами и устройствами, использующими для срабатывания
трансформаторное масло с рабочим давлением до 1,6 МПа или воздух с
рабочим давлением 0,85 МПа.
Основные технические характеристики:
Напряжение в сети, Вт.
127 или 220
Род тока
переменный
Частота , Гц.
50
Температура окружающнй среды, С
от 5 до 50
Относительная влажность воздуха
до 80
Диаметр условного прохода
8
Масса, кг.
8
Габаритные размеры , мм
325х109х93
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
105
вакуумная и холодильная техника»

106.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Развитие винтовых компрессоров
Разработка новых
ассиметричных
профилей.
Применение
однороторных и
трёхроторных схем.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
106
вакуумная и холодильная техника»

107.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
При разработке новых винтовых компрессоров материалы могут
варьироваться от среды применения:
1.Материалы корпуса
- литое железо
- литая углеродистая сталь
- литая нержавеющая сталь (304S.S., 316S.S., 13Cr-4NiS.S., и др.)
2.Покрытия корпуса:.
- покрытия из политетрафторэтилена
- никелированные покрытия (каталитическое никелевое покрытие)
3.Материалы роторов
- кованая углеродистая сталь
- кованая нержавеющая сталь
(l3CrS.S., 13Cr-4NiS.S. и др.)
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
107
вакуумная и холодильная техника»

108.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Одновинтовые компрессоры
Одновинтовые компрессоры состоят из одного центрально
расположенного винта, с которым взаимодействуют по принципу
шестерней два ротора, расположенных друг от друга диаметрально
противоположно, весь механизм помещается в корпус на уплотнении.
Винт имеет 6 витков для соединения с двумя роторами,
каждый из которых, в свою очередь, имеет 11 зубцов
особого профиля, позволяющего осуществлять
сцепление с витками самого винта. Скорость
вращения роторов имеет соотношение 6:11
относительно скорости вращения винта.
Винт приводится во вращение от
электродвигателя, который может быть
установлен вне корпуса (открытая конструкция)
или внутри корпуса (полугерметичная
конструкция); двигатель может быть соединен
непосредственно, или через шестеренчатую
передачу. Два ротора вращаются на нейтральном
ходу и приводятся во вращение винтом.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
108
вакуумная и холодильная техника»

109.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
109
вакуумная и холодильная техника»

110.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Трехроторный компрессор: уравновешенность
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
110
вакуумная и холодильная техника»

111.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Магнитный подшипник (подвес)
Преимущества
Отсутствие контакта: высокая износостойкость; возможность использования
подшипника в агрессивных средах, при высоких или низких температурах.
Недостатки
В случае исчезновения магнитного поля, что может
быть катастрофическим для целой механической
системы, нужно обеспечить страховочные подшипники.
Обычно это подшипники качения, которые в этом
случае могут выдерживать один или два отказа
магнитных подшипников, после чего их необходимо
заменить.
Вследствиe того, что магнитное притяжение
включает в себя определенную неустойчивость,
используют довольно сложные и громоздкие системы
управления, которые затрудняют ремонт и эксплуатацию
подшипника.
Нагревание вследствие прохождения эл. тока через обмотку.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
111
вакуумная и холодильная техника»

112.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Вихревой компрессор
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
112
вакуумная и холодильная техника»

113.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Вихревой компрессор
Вихревые компрессоры, являются видом центробежных компрессоров, в
которых многократно циркулирует сжимаемый газ через вращающуюся
лопаточную решетку
Преимущества
Работа при низком давлении или вакууме при больших расходах.
Недостатки
Низкий КПД и отношение давлений.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
113
вакуумная и холодильная техника»

114.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Ударно-волновой компрессор
Замена 11-ступенчатого осевого компрессора волновым
компрессоров
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
114
вакуумная и холодильная техника»

115.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Ударно-волновой компрессор
Каналы ударно-волнового компрессора
Преимущество: сверхкомпактность
Недостатки: сверхнизкий КПД
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
115
вакуумная и холодильная техника»

116.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
116
вакуумная и холодильная техника»

117.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Ресурс и надежность
Источник: Справочная система «OREDA-Offshore Reliability Data Handbook»
2002, включающая базу данных отказов и ПО.
Справочная система по надежности морских и наземных проектов (Offshore and
Onshore Reliability Data OREDA). Создается с 1981 года в сотрудничестве с
норвежским нефтяным управлением.
Один из главных достоверных источников данных для нефтяной и газовой
промышленности по интенсивности отказов, режим сбоя распределение и
сроки ремонта оборудования, используемого в нефтегазовой индустрии.
Объем - 450 страниц. По компрессорам – стр. 55-126: по значимости первая и
самая большая глава.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
117
вакуумная и холодильная техника»

118.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Ресурс и надежность
Источник: Справочная система «OREDA-Offshore
Reliability Data Handbook» 2002
К 1996 году OREDA были обобщены данные около 24 000
единиц оборудования, используемого в морских установок
и задокументировано 33 000 отказов оборудования.
Степень отказа документируются в базе данных и
подразделяются на критические, необратимые,
начинающейся, или неизвестной степени тяжести.
База данных содержит данные из почти 300 установок,
более 15 000 единиц техники, около 40 000 записей
отказов, всего до 75 000 записей. Доступ к этим данным, а
также функции поиска и анализа программного
обеспечения OREDA только для компаний-членов OREDA,
хотя подрядчики, работающие с компаниями-членами
могут иметь временный доступ.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
118
вакуумная и холодильная техника»

119.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Винтовые компрессоры
Межсервисный интервал воздушных: 2000-8000 ч в зависимости от
производителя. Во многом межсервисный интервал определеяется
типом масла и качеством применяемых расходных материалов.
План ТО: на 40 000 часах рекомендуется провести полное
обследование, на основании которого устанавливается объем
необходимого капремонта.
Ресурс зависит от очень многих факторов, но в основном от
качества масла, параметров воздуха в помещении и качества его
фильтрации на всасе. Есть примеры до 60 000 часов и более.
Максимальные обороты роторов в основном 1500-3000. Зависит от
величины зазоров в винтах, которые технически может себе
позволить производитель. Для компенсации перетечек между
камерами при больших зазорах надо поднимать обороты, но
ресурс снижается.
Для специальных заказов индивидуальные показатели.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
119
вакуумная и холодильная техника»

120.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Ротационно-пластинчатые компрессоры
Надежность роторно-пластинчатого компрессора основывается в первую очередь на
особенностях его конструкции, среди которых простота конструкции, отсутствие
большого количества движущихся частей, подверженных износу и выходу из строя,
отсутствие осевых нагрузок, надежная смазка впрыском обильного количества масла.
В пластинчатом компрессоре отсутствует осевая нагрузка, поэтому отсутствует износ
торцевой поверхности ротора, никогда не соприкасающейся с торцевыми крышками
статора. Ротор и статор так же никогда не находятся в непосредственном контакте.
Этому препятствует внутреннее давление масла.
Подача масла для смазки и
образования уплотняющей пленки
пропорциональна давлению
воздуха и, следовательно,
радиальным нагрузкам,
создаваемым этим давлением:
чем выше давление воздуха, тем
больше впрыск масла и тем выше
давление масла.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
120
вакуумная и холодильная техника»

121.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Пластины при вращении ротора так же никогда не входят в
прямой контакт с внутренней поверхностью статора. Благодаря
обильной подаче масла и закругленным краям торцов пластины
свободно скользят по масляной пленке вдоль внутренней
поверхности статора. Заклинивание пластин исключено, износ
пластин незначительный. Фактически, пластины – единственная
часть компрессорного блока, подверженная какому-то износу.
При этом их рабочий ресурс составляет не менее 50 000 часов с
одной рабочей стороны. После установки тех же пластин второй
рабочей стороной наружу они могут проработать еще столько же,
обеспечив общий эксплуатационный ресурс роторнопластинчатому компрессору до 100 тыс. часов.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
121
вакуумная и холодильная техника»

122.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Срок службы поршневых компрессоров
В 3-4 раза меньше, чем у винтового компрессора.
Как показывает практика, в нормальных условиях коаксиальный поршневой
компрессор обычно работает 2–3 года. Хотя известны случаи, когда такие
компрессоры работали и до 4–5 лет.
Что касается поршневых компрессоров с ременным приводом, то их
следует разбить на две группы в зависимости от частоты вращения
коленвала:
a.Срок службы «быстроходного» компрессора с частотой вращения 1200–
1500 мин-1, как правило, составляет 4–5 лет.
b.Срок службы «тихоходного» компрессора с частотой вращения порядка
1000 мин-1 – обычно не менее 5 лет.
Коаксиальные компрессоры, и компрессоры с ременным приводом
довольно редко отрабатывают указанные сроки вообще без ремонта. Но
ремонты в это время связаны в первую очередь с заменой деталей,
подверженных естественному износу: например, поршневых колец,
шатунных вкладышей, ремней.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
122
вакуумная и холодильная техника»

123.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Межсервисный интервал поршневых компрессоров
Основными достоинствами поршневых компрессоров являются
относительная простота производства, высокая ремонтопригодность, если
посмотреть с другой стороны, она является и основным недостатком
поршневых компрессоров.
На больших предприятиях для обслуживания поршневых компрессоров
были созданы специальные службы, доходящие до 100 и более человек.
Наличие оператора и дежурного персонала – необходимый минимум. Кроме
того, необходим квалифицированный персонал и само обслуживание очень
трудоемко.
Межсервисный интервал не превышает
500 рабочих часов. В результате нормальная
ситуация для промышленных предприятий,
использующих и по сей день такие компрессоры
– когда на один работающий приходится один
резервный или (и) находящийся в состоянии
ремонта поршневой компрессор.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
123
вакуумная и холодильная техника»

124.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Турбокомпрессоры (центробежные и осевые)
Средний ресурс ротора до капитального ремонта, не менее
60000
Для газотурбинного ГПА (по СТО Газпром 138-2007):
Средняя наработка на отказ – не менее 3 500 ч.
Средний ресурс агрегата до ремонта – не менее 25 000 ч.
Средний полный ресурс ГПА – не менее 100 000 ч.
Средний полный ресурс газогенератора транспортного типа –
не менее 50 000 ч.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
124
вакуумная и холодильная техника»

125.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Производители компрессоров в России
Источник: АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ «Анализ текущего научнотехнического потенциала отечественных производителей в вопросах
импортозамещения компрессорного оборудования, применяющегося в
нефтегазовой отрасли РФ». Сентябрь 2014 г. Кафедра КВиХТ СПбПУ.
Разработан для Минпромторга.
1. Центробежные компрессоры.
Локализация:
Существующее производство: ОАО «Компрессорный комплекс» (г. СанктПетербург), ЗАО «Невский завод» (ЗАО «РЭПХ», г. Санкт-Петербург), ОАО
«НПО «Искра» (г. Пермь), ОАО «Казанькомпрессормаш» (г. Казань), ОАО
«Дальэнергомаш» (г. Хабаровск).
Планируемое производство: ОАО «ОДК – Газовые турбины» (г. Рыбинск),
Рассматривают возможности: ООО "Краснодарский Компрессорный Завод"
(Промышленная группа «Тегас», г. Краснодар),
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
125
вакуумная и холодильная техника»

126.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Производители компрессоров в России
2. Осевые компрессоры.
Локализация:
Существующее производство: предприятия, входящие в состав
ОАО «Объединенная двигателестроительная корпорация» (ОАО
«ОДК») - ОАО «Кузнецов» (г. Самара), ОАО «Авиадвигатель» (г.
Пермь), ОАО «Пермский моторный завод» (г. Пермь) – крупнейший
поставщик газотурбинных приводов для центробежных
компрессоров, ОАО «НПО «Сатурн» (г. Рыбинск), ОАО «Уфимское
моторостроительное производственное объединение» (г. Уфа);
ОАО «Казанское моторостроительное производственное
объединение» (г. Казань); ЗАО «РЭП Холдинг» (г. С.-Петербург),
ЗАО «Уральский турбинный завод». АО «Завод «КировЭнергомаш».
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
126
вакуумная и холодильная техника»

127.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Производители компрессоров в России
3. Поршневые компрессоры.
Локализация:
Существующее производство: ООО "Краснодарский
Компрессорный Завод" (Промышленная группа «Тегас», г.
Краснодар), КОСМА (г. Краснодар), ОАО «Компрессор» (г. СанктПетербург), ОАО «Румо» (г. Нижний Новогород), ОАО «Уральский
компрессорный завод», АО «Барренс», ОАО
«Пензкомпрессормаш», ООО «Челябинский компрессорный
завод», ПАО «Бежецкий завод».
4. Винтовые компрессоры.
Локализация:
Существующее производство: ОАО «Казанькомпрессормаш» (г.
Казань), ООО «Арсмаш» (СПб), », ООО «Челябинский
компрессорный завод», ПАО «Бежецкий завод».
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
127
вакуумная и холодильная техника»

128.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Производители компрессоров в России
Планируемое производство: часто встречающаяся ситуация, что
предприятие заявляет о наличии производства, но по факту его не
имеет. Определить планируемые производства можно при наличии
контракта. Требуется отдельное исследование готовности к этому
существующих на рынке отечественных фирм, занимающихся
сервисом, доработкой и сборкой из иностранных комплектующих
поршневых компрессоров. (пример – Казанькомпрессормаш по
направлению поршневых компрессоров)
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
128
вакуумная и холодильная техника»

129.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Производители компрессоров
Центробежные компрессоры составляют значительную часть
(до 70%) компрессорных машин, занятых на предприятиях
нефтехимической и газовой промышленности.
Данные по производству центробежных
компрессоров для ОАО «Газпром» на конец 2012 г.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
129
вакуумная и холодильная техника»

130.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Производители компрессоров
Данные по производству центробежных
компрессоров для ОАО «Газпром» на конец 2012 г.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
130
вакуумная и холодильная техника»

131.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Производители компрессоров
Данные по производству центробежных
компрессоров для ОАО «Газпром» на конец 2012 г.
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
131
вакуумная и холодильная техника»

132.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Экспериментальное определение политропного КПД
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
132
вакуумная и холодильная техника»

133.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Экспериментальное определение политропного КПД
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
133
вакуумная и холодильная техника»

134.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Совместная работа центробежных компрессоров при
параллельной работе
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
134
вакуумная и холодильная техника»

135.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Совместная работа центробежных компрессоров при
параллельной работе
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
135
вакуумная и холодильная техника»

136.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Совместная работа центробежных компрессоров при
последовательной работе
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
136
вакуумная и холодильная техника»

137.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Совместная работа центробежных компрессоров при
последовательной работе
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
137
вакуумная и холодильная техника»

138.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Совместная работа центробежных компрессоров
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
138
вакуумная и холодильная техника»

139.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Совместная работа центробежных компрессоров
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
139
вакуумная и холодильная техника»

140.

Санкт-Петербургский политехнический университет
Петра Великого
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и
холодильная техника»
Совместная работа центробежных компрессоров
Доцент, к.т.н. Юрий Владимирович Кожухов, Николай Иванович Садовский, Александр
Анатольевич Лебедев, асс. Сергей Владимирович Карташов СПбПУ, кафедра «Компрессорная,
140
вакуумная и холодильная техника»

141. Благодарю за внимание!

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
КАФЕДРА «КОМПРЕССОРНАЯ, ВАКУУМНАЯ И ХОЛОДИЛЬНАЯ ТЕХНИКА»
www.kviht.ru
Благодарю за внимание!
Кафедра «Компрессорная, вакуумная и холодильная техника»
Кожухов Юрий Владимирович, тел. +7 (921) 5678-4-91
Карташов Сергей Владимирович, тел. +7 (950) 005-98-90
WWW.KVIHT.RU
141