Двухступенчатые компрессоры Копланд

Соединения трубопроводов

В двухступенчатых компрессорах соединения для датчиков высокого и низкого давления, а также всасывающие и нагнетательные запорные вентили расположены не так, как в одноступенчатых компрессорах.
В двухступенчатых компрессорах устанавливается вентиль Шредера для присоединения датчика давления, что позволяет легко осуществлять мониторинг промежуточного давления. Такие вентили открываются автоматически при присоединении линии с использованием специальных соединительных узлов. Их можно последовательно устанавливать на всех компрессорах с помощью удаления соединительного разъема на корпусе моторного отсека. Копланд поставляет вентили Шредера с конусной резьбой 1/8,— 27 и специальные соединительные разъемы.

Переохладитель жидкости.

Для увеличения эффективности системы используется переохладитель жидкости в виде теплообменника типа «двойная трубка», располагаемый в двухступенчатых компрессорах между ТРВ на линии промежуточного давления и линией смешивания промежуточного давления компрессора. Испаряемый хладагент сначала охлаждает тот хладагент, находящийся в жидкой фазе, который следует в испаритель, затем, последовательно, газ нагнетания, выходящий из цилиндров на ступени низкого давления. Температура жидкости, выходящей из переохладителя, на 6 К выше, чем температура насыщения на промежуточной ступени (температура насыщения, соответствующая промежуточному давлению). Чтобы полностью использовать преимущества жидкостного переохладителя, жидкостную линию необходимо изолировать.При присоединении пайкой переохладителя он должен защищаться от перегрева для предотвращения повреждения внутренней изоляции. Если жидкий хладагент, покидающий переохладитель, поглощает тепло, проходя по длинному трубопроводу к ТРВ перед испарителем, эффект переохлаждения может потерять свою силу. В этом случае, в целях повышения производительности, после испарителя устанавливается теплообменник, разделяющий жидкостную линию и линию всасывания.
В общем, установка таких теплообменников после испарителя и/или изоляция линии всасывания предотвращает или уменьшает образование конденсата.

Соленоидный вентиль на жидкостной линии.

Для того чтобы предотвратить возврат жидкости во время остановок, непосредственно перед ТРВ на жидкостной линии, ведущей к промежуточной линии, необходимо установить соленоидный вентиль. Электрические соединения соленоидного вентиля выполнены таким образом, что он открывается, когда мотор работает и закрывается, когда мотор отключен. При откачке соленоидный вентиль включается вручную. Сетчатый фильтр тонкой очистки должен устанавливаться на жидкостной линии до ТРВ для промежуточной линии и перед соленоидным вентилем для защиты обоих вентилей от загрязнения.

Реле контроля смазки.

Для двухступенчатых компрессоров реле контроля смазки относятся к стандартному оборудованию. Их использование – обязательно.

Маслоотделитель.

Т.к. двухступенчатые компрессоры предназначены для работы при низких температурах кипения, а возврат масла из системы становится сложным процессом, использование маслоотделителей необходимо. Маслоотделитель не только уменьшает циркулирующий в системе поток масла, но и служит своего рода буфером, снижая пульсации газа. Однако, у маслоотделителей ограниченный уровень эффективности, поэтому какая-то часть масла все- таки попадает на сторону низкого давления в системе. Таким образом, конструкция системы должна предусматривать постоянный возврат масла со стороны всасывания. Это очень сложная задача, особенно, если после нескольких включений оттайки в течение дня, давление всасывания немного поднимается, скорость потока газа также возрастает, провоцируя, таким образом, возврат масла в систему.

Сборник жидкости на линии всасывания.

Для предотвращения поломок таких компрессоров из-за гидроудара (жидким хладагентом или маслом), особенно в системах, где возврат жидкости или масла в компрессор происходит нерегулярно, использование сборников жидкости на линии всасывания обязательно. Это особенно необходимо в случае двухступенчатых компрессоров, т.к. всасываемый газ поступает прямо на головку цилиндра. Корпус мотора, установленный перед первой ступенью, может выполнить функцию частичного разделения, которая возможна в области промежуточного давления двухступенчатого компрессора, и, как следствие, не может соответствовать ступени всасывания. Такие сборники жидкости должны обеспечивать обязательный постоянный возврат газообразного хладагента и масла в систему.

Фильтр на линии всасывания.

Применение таких фильтров предотвращает попадание в компрессор твердых частиц, грязи, окалины, металлической стружки и т.д. Фильтр подбирается в соответствии с возможным перепадом давления и потери.

Смотровое стекло на жидкостной линии.

Смотровое стекло должно быть установлено непосредственно перед ТРВ на промежуточной линии. С его помощью можно проверять уровень подачи жидкости. При использовании переохладителя, то между ним и ресивером обязательно устанавливается второе смотровое стекло.
Смотровое стекло нельзя устанавливать после переохладителя, т.к. из-за переохлаждения пузырьки на поверхности жидкости не образуются, даже при нехватке хладагента в системе.

Предохранительный клапан.

Для предотвращения возрастания давления в картере компрессора выше уровня промежуточного, двухступенчатые компрессоры оборудуются специальными предохранительными клапанами, расположенными между промежуточной ступенью и ступенью низкого давления. Если промежуточное давление превышает установленные пределы, клапан открывает проход к линии всасывания со стороны низкого давления. В 6-цилиндровых компрессорах клапан расположен сразу после фланца всасывающего вентиля; в 3-цилиндровых компрессорах он расположен на клапанной плите. Оба можно заменять в случае неисправности, хотя особая необходимость в этом не возникает. Такие предохранительные клапаны открываются при превышении разницы давления более чем на 15 бар.

Регулирование давления всасывания.

Во время работы двухступенчатых компрессоров за пределами допустимого рабочего диапазона, если, например, температура насыщения всасываемого газа превышает допустимую максимальную температуру кипения, мотор перегружается, поэтому надо принимать во внимание срабатывание защитного реле. Давление всасывания можно ограничить определенной максимальной величиной с помощью ТРВ или установкой регулятора давления в картере компрессора. Перепад давления в этом регуляторе соотносится с максимальной величиной в 1 К в нормальных рабочих условиях.

ТРВ для промежуточной ступени.

Во всех двухступенчатых компрессорах, жидкий х/а впрыскивается через ТРВ на промежуточную линию для снижения перегрева газа, проходящего со ступени низкого давления. ТРВ, являющийся стандартным оборудованием для двухступенчатых компрессоров, не регулируется.
Если ТРВ не работает в нормальном режиме, проверьте, не засорился ли этот вентиль, либо соленоидный вентиль или фильтр на жидкостной линии. Последний необходимо прочистить. ТРВ также можно промыть. Если, несмотря на промывку, удовлетворительный результат так и не наступает, вентиль нужно заменять. Если на складе нет соответствующей замены, то можно установить стандартный вентиль с регулируемым перегревом.
В обычных условиях, необходимо настраивать регулируемые вентили для получения нужных выходных параметров. Вентиль можно установить таким образом, чтобы разница температур (перегрев) между термо-баллоном, расположенным на промежуточной линии, и температурой насыщения хладагента под промежуточным давлением (показания прибора) составляла 8 К-16 К.

Работа спаренных компрессоров.

Работа спаренных двухступенчатых компрессоров обеспечивается путем соединения их моторов с помощью промежуточного трубопровода. Этот режим работы требует наличие маслоотделителя для каждого компрессора. Для двухступенчатых спаренных компрессоров необходима линия, соединяющая запорные вентили на стороне высокого давления. Линия соединения между запорными вентилями на линии всасывания является внешней и поставляется только с 6-цилиндровыми спаренными компрессорами. В каждом случае линия нагнетания устанавливается с уклоном вниз от запорного вентиля для того, чтобы излишнее количество масла не попадало из одного компрессора в другой при остановке.

Разгруженный старт.

Различные методы (трансформатор, звезда-дельта, старт частью обмотки) разгруженного старта используются в различных условиях при пуске компрессоров. В общем, разгруженный старт для компрессора необходим. Путем соединения линии нагнетания с линией низкого давления компрессора с помощью линии байпаса с соленоидным вентилем, можно выравнивать давление в компрессоре при пуске. Также необходим и обратный клапан. Оборудование для разгруженного старта, предлагаемое фирмой Копланд для одноступенчатых компрессоров, непригодно для двухступенчатых компрессоров.

Оттайка горячим газом.

В двухступенчатых компрессорах охлаждение мотора зависит от подачи достаточного количества жидкого хладагента к ТРВ на промежуточной ступени. Если используется оборудование для оттайки горячим газом, то в обязательном порядке необходимо чтобы к ТРВ все время подавалось необходимое количество жидкого хладагента под соответствующим давлением. Т.к. оборудование для оттайки горячим газом существует в различных модификациях, то невозможно установить единые правила для использования тех или иных приборов. Многие производители очень тщательно тестировали свои приборы; при использовании дросселирующих вентилей при оттайке может возникнуть необходимость в поддержании давления жидкости и дополнительной дозаправке, или в специальном мониторинговом оборудовании.

Вибрации.

Для всех поршневых компрессоров характерны вибрации на нагнетательной линии. Интенсивность их возрастает при уменьшении количества цилиндров и при возрастании объема и плотности подаваемого газа.
В двухступенчатых компрессорах плотность газа возрастает на линии высокого давления. В моделях D9 и т.д. нагнетает газ один цилиндр, а в моделях D6 –2 цилиндра. Таким образом, вибрации в двухступенчатом компрессоре сильнее, чем в одноступенчатом.
Обычно такие вибрации не проблематичны. Но в совокупности с рабочими условиями, расположением труб и т.д. может появиться эффект резонанса.
Для решения данной проблемы в приведенных выше моделях компрессоров устанавливаются глушители. Такие глушители, в виде пластин, размещаются между запорным вентилем на линии нагнетания и корпусом компрессора. Эти пластины помогают снизить уровень пульсаций в компрессоре. Во всех новых моделях компрессоров такие пластины-глушители устанавливаются в качестве стандартного оборудования. Если во всех уже давно работающих системах проблемы пульсации сохраняются, рекомендуются к установке глушители.
Если размеры труб и соединений таковы, что создается резонанс, а пластина-глушитель не справляется с вибрациями, то в этом случае рекомендуется укрепить компрессор с помощью болтов на базовой раме и использовать при этом резиновые виброглушители. Таким образом можно снизить частоту вибраций.

Клапанные плиты и прокладки.

В некоторых моделях используются те же клапанные плиты, что и в соответствующих одноступенчатых моделях. Однако прокладки головок цилиндров – различны. Прокладка головки цилиндра должна соответствовать размерам сегментов в головке цилиндра. Неправильно определенные размеры прокладок приведут к утечкам хладагента между ступенями.