Así es como funcionan los diferentes tipos de compresores de refuerzo de gas natural:
Compresor de pistón
Ciclo de trabajo: El motor hace girar el cigüeñal y la biela hace que el pistón se mueva en vaivén en el cilindro. El cigüeñal gira una vuelta y el pistón se mueve en vaivén una vez. El cilindro completa el proceso de succión, compresión y escape en secuencia. completando así un ciclo de trabajo.
Proceso de inhalación: A medida que el pistón se mueve hacia la izquierda, el volumen de trabajo en el cilindro aumenta gradualmente y la presión disminuye gradualmente. Cuando la presión es ligeramente inferior a la presión en el tubo de admisión, el gas en el tubo de admisión abre la válvula de admisión y entra en el cilindro hasta que el pistón alcanza la posición más a la izquierda (también llamada punto muerto interno), en este momento el volumen de trabajo alcanza el máximo y la válvula de succión comienza a cerrarse
Proceso de compresión: cuando el pistón se mueve hacia la derecha, el volumen de trabajo en el cilindro disminuye y la presión del gas aumenta gradualmente. Debido al efecto de retención de la válvula de admisión, el gas del cilindro no puede volver a fluir hacia el tubo de admisión. Al mismo tiempo, dado que la presión del gas en el tubo de escape es mayor que la presión en el cilindro, el gas en el cilindro no puede salir por la válvula de escape y el gas en el tubo de escape no puede ingresar al cilindro debido a la no -efecto de retorno de la válvula de escape. En este momento, la cantidad de gas en el cilindro permanece sin cambios y, a medida que el pistón se mueve hacia la derecha, la presión del gas continúa aumentando.
Proceso de escape: Cuando el pistón se mueve hacia la derecha hasta una determinada posición, la presión del gas en el cilindro aumenta ligeramente más que la presión del gas en el tubo de escape, y el gas abre la válvula de escape y entra en el tubo de escape hasta que el pistón se mueve hacia la derecha hasta una determinada posición. En la posición más a la derecha (también llamada punto de tope exterior), la válvula de escape se cierra, el pistón se mueve hacia la izquierda nuevamente y se repite el proceso anterior.
Compresor de tornillo
Principio básico: Dos tornillos giratorios comprimen el gas desde baja presión a alta presión en su espacio común. Dos tornillos engranan entre sí, uno es un tornillo macho y el otro es un tornillo hembra, y sus dientes en espiral cooperan entre sí para formar una serie de cámaras selladas. Cuando el tornillo gira, el gas es succionado hacia estas cavidades y avanza continuamente a medida que el tornillo gira, lo que hace que el volumen de la cavidad disminuya gradualmente, logrando así la compresión del gas.
Proceso de inhalación: El gas ingresa a la cámara de succión del compresor de tornillo desde la entrada de aire. A medida que el tornillo gira, el área de engrane entre la cámara de succión y el tornillo aumenta gradualmente y el gas es succionado hacia la ranura espiral del tornillo, formando un proceso de succión continuo. proceso.
Proceso de compresión: A medida que el tornillo gira más, el gas inhalado queda encerrado en la cavidad sellada entre la ranura en espiral y la carcasa, y avanza a lo largo de la dirección axial del tornillo. Durante este proceso, a medida que la ranura espiral del tornillo se vuelve gradualmente menos profunda, el volumen de la cavidad disminuye gradualmente y el gas se comprime, lo que hace que la presión aumente gradualmente.
Proceso de escape: cuando el gas comprimido alcanza la presión predeterminada, la cámara sellada se conecta al puerto de escape y el gas de alta presión se descarga del compresor.
Compresor de diafragma
El sistema de compresión de gas y el sistema de aceite hidráulico funcionan juntos: el sistema de compresión de gas incluye un diafragma de metal y una válvula de entrada y salida de gas; el sistema de aceite hidráulico incluye un cigüeñal, una biela y un pistón impulsado por un motor eléctrico. El movimiento alternativo del pistón genera presión de aceite hidráulico, empujando el diafragma hacia el lado del gas. Mueve, comprime y descarga el gas.
Proceso de inhalación: cuando el pistón está en la parte inferior, el sistema hidráulico se repone automáticamente con aceite hidráulico mediante la bomba de aceite, y el gas ingresa a la cavidad del diafragma a través de la válvula de admisión bajo la presión de admisión, empujando el diafragma hacia el fondo de la cavidad. y llenarlo de gas.
Proceso de compresión y escape: el cigüeñal gira, el pistón se mueve de abajo hacia arriba, la presión del sistema de aceite hidráulico aumenta y cuando la presión del aceite hidráulico alcanza la presión del gas comprimido, el diafragma se mueve hacia la parte superior de la cavidad para comprimir el gas. Cuando la presión del gas en la cavidad del diafragma alcanza la presión de escape, el diafragma se mueve hacia la parte superior de la cavidad para comprimir el gas. Cuando se alcanza la presión de apertura de la válvula, la válvula de escape se abre y el gas se descarga. A medida que la presión del sistema hidráulico continúa aumentando, el diafragma continúa moviéndose hacia la parte superior, lo que garantiza el máximo desplazamiento y eficiencia del gas. Cuando el diafragma ha entrado completamente en la parte superior de la cavidad, el pistón continúa moviéndose hacia la parte superior. En este momento, la válvula reguladora de presión de aceite hidráulico se abre por la presión del aceite hidráulico y el aceite hidráulico regresa al cárter.
Ciclo completado: Cuando el pistón se mueve hacia el fondo, el gas de separación y el gas de succión empujan el conjunto del diafragma hacia el fondo de la cavidad, completando todo el ciclo.
Compresor centrífugo
El impulsor gira para acelerar el gas: El compresor centrífugo se compone principalmente de impulsor, difusor, codo, tubería de retorno y otros componentes. Cuando el impulsor gira, el gas gira bajo el impulsor y obtiene fuerza centrífuga, formando así un área de baja presión en el centro del impulsor, y el gas es succionado hacia el centro del impulsor desde la entrada. A medida que el impulsor gira a alta velocidad, el gas se acelera por la fuerza centrífuga y es expulsado hacia afuera a lo largo de la dirección radial del impulsor.
Desaceleración del expansor y aumento de presión: el gas expulsado a alta velocidad ingresa al expansor y el área del canal del expansor aumenta gradualmente, lo que hace que el caudal de gas disminuya gradualmente. De acuerdo con la ley de conservación de la energía, la energía cinética de El gas se convierte en energía de presión, aumentando así la presión del gas. Aumentar.
Guía de gas de reflujo de codo: después de que el gas pasa a través del difusor, cambia su dirección de flujo a través del reflujo de codo, lo que le permite ingresar suavemente al impulsor de la siguiente etapa para una mayor compresión o finalmente ser descargado del compresor.
A continuación se presenta una comparación de las ventajas y desventajas de los diferentes tipos de compresores de refuerzo de gas natural:
Compresor de pistón
ventaja:
Amplio rango de presión: se puede aplicar a un amplio rango de presiones. Independientemente del caudal, puede alcanzar la presión requerida. La relación de impulso de una sola etapa es alta, la presión de salida es estable y puede adaptarse a una presión más amplia. rango.
Alta eficiencia térmica: bajo consumo de energía por unidad y eficiencia de utilización de energía relativamente alta
Fuerte adaptabilidad: amplio rango de escape, no se ve afectado por la presión alta o baja, puede adaptarse a una variedad de requisitos de presión y enfriamiento.
Fuerte capacidad de mantenimiento: tecnología madura, rica experiencia de producción y uso, estructura relativamente simple, baja dificultad de mantenimiento y bajo costo de mantenimiento.
Bajos requisitos de material: acero ordinario de uso común, fácil de procesar, alto rendimiento en cuanto a costo.
defecto:
Baja velocidad: la máquina es de gran tamaño, pesada y ocupa una gran superficie. No es adecuada para lugares con requisitos estrictos de espacio y peso.
Estructura compleja: Hay muchas piezas vulnerables, como válvulas de aire, anillos de pistón, empaquetaduras, etc., que requieren mucho trabajo de mantenimiento. El mantenimiento frecuente afectará la continuidad de la producción.
Escape discontinuo: provoca pulsaciones en el flujo de aire, lo que genera vibración en la tubería, lo que afecta negativamente la estabilidad del sistema de tuberías y también afecta el funcionamiento suave de los equipos posteriores.
Gran vibración: La vibración es grande durante el funcionamiento, lo que requiere una base estable y puede generar mucho ruido, causando ciertas interferencias en el entorno circundante.
Compresor de tornillo
ventaja:
Alta confiabilidad: pocas piezas, sin piezas de desgaste, operación confiable, larga vida útil, intervalo de mantenimiento de hasta 480,000 horas, operación estable a largo plazo, reduciendo el tiempo de inactividad causado por fallas del equipo.
Fácil operación y mantenimiento: Los operadores pueden operar sin capacitación profesional a largo plazo, lo que permite una operación sin personal, lo que reduce los costos laborales y la intensidad del trabajo.
Buen equilibrio de potencia: no hay fuerza de inercia desequilibrada, la máquina puede funcionar sin problemas y a alta velocidad, y puede operarse sin base. Especialmente adecuado para su uso como compresor móvil, tamaño pequeño, peso ligero, tamaño reducido, instalación flexible.
Fuerte adaptabilidad: tiene las características de suministro de gas forzado, el volumen de escape casi no se ve afectado por la presión de escape, puede mantener una alta eficiencia en un amplio rango de presión y puede adaptarse a diversas condiciones de trabajo.
Transporte mixto multifásico: existe un espacio entre las superficies de los dientes del rotor que puede soportar el impacto de líquidos y comprimir gases que contienen líquidos, polvo y gases que se agregan fácilmente. Los requisitos para el medio de admisión son relativamente bajos.
defecto:
Alto costo: La superficie dentada del rotor es una superficie curva espacial que debe procesarse con herramientas especiales en equipos especiales costosos. Los requisitos de precisión de procesamiento para el cilindro también son altos, lo que genera altos costos y una gran inversión inicial.
Limitación de presión: Debido a las limitaciones de rigidez del rotor y la vida útil de los cojinetes, generalmente solo se aplica a rangos de presión media y baja. La presión de escape generalmente no supera los 4,5 MPa y no puede cumplir con los requisitos de aplicación de alta presión.
No se puede convertir en miniatura: depende del sellado de espacios de gas y, generalmente, solo tiene un rendimiento superior cuando el caudal volumétrico es mayor a 0,2 m³/min, lo que no es adecuado para escenarios de aplicación de flujo pequeño.
Compresor de diafragma
ventaja:
Buen sellado: con una alta relación de compresión, el cilindro tiene un excelente sellado y el gas no entrará en contacto con impurezas sólidas como el aceite lubricante, lo que garantiza la pureza del gas comprimido. Es adecuado para comprimir gases raros de alta pureza. y gas precioso, inflamable y explosivo, tóxico y nocivo, altamente corrosivo y a alta presión.
Sin fugas, sin contaminación: evita el riesgo de fugas de gas y contaminación por aceite, proporciona una buena protección para el medio ambiente y la calidad del gas comprimido, y es especialmente adecuado para ocasiones con requisitos extremadamente altos de pureza del gas, como electrónica, medicina, Alimentos y otras industrias.
Operación estable: estructura simple, ruido de operación extremadamente bajo, pequeña vibración, alta confiabilidad, salida de presión estable, puede operar de manera estable en entornos de trabajo hostiles y tiene un impacto mínimo en el equipo y el personal circundante.
defecto:
Pequeño volumen de escape: en comparación con otros tipos de compresores, el volumen de escape suele ser pequeño y no puede satisfacer las necesidades de transporte y procesamiento de gas a gran escala. Generalmente adecuado para ocasiones con menor desplazamiento.
El diafragma tiene una vida útil limitada: el diafragma es un componente clave y vulnerable. Su vida útil se ve afectada por factores como el material, la presión y la temperatura. Debe reemplazarse periódicamente, lo que aumenta los costos de mantenimiento y el tiempo de inactividad.
Dificultades técnicas: existen dificultades técnicas como el sellado y la corrosión por hidrógeno del material. Los requisitos de rendimiento del proceso de fabricación y del material de los componentes principales, como los diafragmas y los cabezales de membrana, son elevados, y los costes de I+D y producción también son elevados.
Compresor centrífugo
ventaja:
Gran cilindrada: el escape es uniforme, continuo y sin pulsaciones periódicas. El flujo de aire es estable, lo que puede satisfacer las necesidades de transporte y presurización de gas continuo a gran escala. Es adecuado para ocasiones de presurización de gas natural de gran caudal.
Estructura compacta: tamaño pequeño, peso ligero, tamaño reducido, puede ahorrar espacio de instalación de manera efectiva, especialmente adecuado para usar en lugares con espacio limitado.
Funcionamiento suave: baja vibración, bajo nivel de ruido, alta confiabilidad, funcionamiento estable a largo plazo, menor frecuencia de mantenimiento y reparación del equipo y menores costos operativos.
Menos piezas de desgaste: no hay piezas recíprocas en el interior, hay menos piezas de fricción, se requieren menos piezas de repuesto y los costos de mantenimiento y los requisitos de personal son bajos, lo que puede reducir los costos de mantenimiento del equipo y las dificultades de gestión.
Se puede utilizar con turbinas de vapor: adecuado para el accionamiento directo de turbinas industriales o de gas, propicio para la utilización integral de la energía térmica, mejorando la eficiencia de la utilización de la energía, reduciendo el consumo de energía y los costos operativos.
defecto:
Aplicabilidad limitada: no es adecuado para ocasiones en las que el volumen de gas es demasiado pequeño y la relación de presión es demasiado alta. Tiene baja eficiencia y rendimiento inestable en condiciones de bajo caudal y alta relación de compresión, y no puede lograr el efecto de refuerzo ideal.
Rango de funcionamiento estable estrecho: aunque el ajuste del volumen de gas es conveniente, la economía es pobre y el rango de funcionamiento estable es estrecho. Cuando la carga cambia mucho, pueden ocurrir fenómenos inestables como picos de presión, lo que representa una amenaza para la seguridad y la estabilidad del equipo. .
Eficiencia relativamente baja: en general, su eficiencia es menor que la de los compresores de pistón, especialmente durante el funcionamiento con carga parcial, el consumo de energía es relativamente grande y se requiere más energía para lograr el mismo efecto de refuerzo.
