Компрессоры являются обязательным элементом судовых систем сжатого воздуха, холодильных установок, грузовых систем нефтеналивных судов, танкеров–газовозов.
Для чего служат судовые воздушные компрессоры
Основное назначение сжатого воздуха на судне — это пуск и реверсирование главных и запуск вспомогательных двигателей дизельной/газопоршневой энергетической установки. Кроме того, сжатый воздух используется для очистки поверхностей нагрева котлов, теплообменников, в средствах пневматического контроля, в системах автоматики и хозяйственно-бытовых нужд.
По назначению судовые компрессоры подразделяются на:
Компрессоры пускового воздуха, автоматики, воздуха хозяйственных нужд, аварийные;
Отдельные типы — это судовые компрессоры холодильной установки, эксплуатирующиеся в составе установок, предназначенных для охлаждения. К ним относятся: холодильные или рефрижераторные компрессоры; криогенные; специальные машины, в которых газ хотя бы на одной из стадий цикла имеет криогенную температуру (–153°С — температура конденсации природного газа).
Виды компрессоров
Разделяют поршневые одноступенчатые и многоступенчатые компрессоры.
Одноступенчатые компрессоры являются наиболее распространенным типом компрессоров на судах. Они используются для обеспечения сжатого воздуха, необходимого для работы различных систем на судне, таких, как системы вентиляции, пожаротушения, отопления, охлаждения.
Многоступенчатые компрессоры, с другой стороны, имеют несколько ступеней сжатия, что позволяет им достигать более высокого давления воздуха, чем одноступенчатые компрессоры. Они также могут быть более эффективными в использовании энергии, чем одноступенчатые компрессоры.
Одноступенчатые компрессоры обычно используются для обеспечения сжатого воздуха с давлением до 10 бар, в то время как многоступенчатые компрессоры могут достигать давления до 30 бар и выше.
Оба типа компрессоров имеют свои преимущества и недостатки, и выбор между ними зависит от конкретных потребностей судна и его систем.
Типовые судовые поршневые компрессоры систем сжатого воздуха — это компрессоры J.P. Sauer & Sohn, Германия и компрессоры Hatlapa, Германия. Существуют также аварийные поршневые компрессоры с ручным приводом. Компрессоры европейских производителей в настоящий момент успешно заменяются воздушными компрессорными агрегатами производства Регион Пауэр Групп (Россия), КНР, Малайзия.
Виды охлаждения
Для нормальной работы поршневого компрессора необходимо вспомогательное оборудование, которое обеспечило бы промежуточное и конечное охлаждение, сглаживание толчков давления, особенно при небольшом числе цилиндров, сепарацию сжатого газа от паров и капель смазывающего масла.
Схема компрессорной установки состоит из:
- трубопроводов, подводящих и отводящих охлажденную воду;
- предохранительных и невозвратных нагнетательных клапанов;
- термометров и манометров для регистрации параметров газа, масла, а также воды в системе охлаждения.
Для воздуха, который идет на системы управления и измерения особенно важно низкое влагосодержание. Поэтому на судах часто устанавливаются дополнительные системы осушения воздуха. Они представлены двумя типами устройств – либо адсорбционными осушителями, либо рефрижераторными.
Чаще всего используются последние. При охлаждении до температуры 3°С большая часть влаги конденсируется и удаляется, обеспечивая класс чистоты 4 по стандарту ISO 8573 – 1: 2010, такой сжатый воздух подходит для 90% областей применения.
Объемная производительность
Объемная производительность – это количество воздуха, которое воздушный компрессор может сжать за единицу времени. Она измеряется в кубических метрах в минуту (м3/мин).
Виды объемной производительности:
1. Одноступенчатая объемная производительность: это объем воздуха, который компрессор может сжать с одного рабочего хода поршня.
2. Двухступенчатая объемная производительность: компрессор имеет два рабочих хода поршня, что позволяет ему сжимать воздух дважды за один оборот коленчатого вала. Это увеличивает объемную производительность по сравнению с одноступенчатой производительностью.
3. Трехступенчатая объемная производительность: аналогична двухступенчатой, но имеет три рабочих хода поршня за один оборот коленвала.
4. Четырехступенчатая объемная производительность и более: воздушный компрессор имеет больше, чем три рабочих хода поршня и соответственно увеличивает объемную производительность.
Выбор объемной производительности зависит от конкретных потребностей судна, таких, как количество пассажиров, груза или топлива, которое необходимо перевозить.
Приводной механизм
Приводной механизм – это сердце судовых компрессоров. Приводной механизм судовых воздушных компрессоров – это устройство, которое обеспечивает передачу механической энергии от двигателя к компрессору. Он состоит из вала, на котором закреплены лопасти, и редуктора, который преобразует вращение вала в необходимое для работы компрессора усилие.
Принцип работы приводного механизма заключается в том, что двигатель передает вращение на вал компрессора через редуктор. Вал компрессора имеет лопасти, которые вращаются в направлении, противоположном направлению вращения вала двигателя. Это создает поток воздуха, который поступает в компрессор и сжимается до необходимого давления.
Приводной механизм также обеспечивает контроль скорости вращения компрессора, что позволяет регулировать давление воздуха на выходе. Кроме того, он может быть оснащен системой автоматического управления, которая позволяет поддерживать заданное давление воздуха в системе.
Таким образом, приводной механизм является важным элементом судовых воздушных компрессоров и позволяет обеспечить их эффективную работу.
Другие классификации и виды
Кроме судовых поршневых компрессоров систем сжатого воздуха существуют иные винтовые компрессоры марок ALUP, Bitzer, Атлас Копко, а также компрессоры в системах обработки груза на танкерах-газовозах (например, поршневой компрессор для «отпарного» газа фирмы Burckardt тип 2К120 – 2А, криогенный центробежный турбокомпрессор для газа CM series марки CryoStar, Франция). Также есть другие типы компрессоров, устанавливаемые на судах, такие, как судовые спиральные компрессоры и воздуходувки.
