ВИНТОВАЯ КОМПРЕССОРНАЯ СТАНЦИЯ
SCREW COMPRESSOR STATION

Винтовая компрессорная станция предназначена для обеспечения сжатым воздухом различных пневмосистем, в частности пневмосистем буровых комплексов при проведении технологических операций в нефтедобывающей и газовой промышленности при температуре окружающей среды от -40°С до +40°С.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения нам представляется описанная в статье Хабирова К. «Использование блок-контейнеров компрессорных (БКК) в комплектации буровых установок», журнал «Бурение и нефть», №5, 2006, стр.24-25 винтовая компрессорная установка ДЭН-45 ШМ производства Челябинского компрессорного завода, которая производится на основе винтового компрессорного узла с впрыском масла и предназначена для эксплуатации в диапазоне температур от -35°С до +40°С. Передача мощности от электродвигателя к винтовой паре осуществляется через полумуфту (упругую муфту). Установка оснащена блоком управления компрессора, предназначенным для контроля основных параметров при работе, автоматического пуска и останова в заданных параметрах, зашиты установки от аварийных режимов работы и скомпонована на общей раме, не требующей специального фундамента, снабженной звукоизолирующим кожухом. Предпусковой подогрев с помощью тепловой пушки дает возможность запуска установки при отрицательных температурах.
Недостаток известной винтовой компрессорной установки заключается в том, что предпусковой подогрев осуществляет обслуживающий персонал в ручном режиме путем закрытия жалюзи капота компрессора и включения тепловой пушки с дальнейшим ее отключением и открытием жалюзи.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в том, что расширен диапазон температур эксплуатации от -40°С до +40°С и разработана надежная автоматическая (без участия человека) система предпускового подогрева компрессора, обеспечивающая постоянную готовность компрессора к запуску в широком диапазоне рабочих температур. Кроме того, конструкция компрессора предусматривает более эффективное охлаждение электродвигателя компрессора за счет использования обтекателя для создания застойной зоны при включении обогрева и направления всего объема воздуха на корпус электродвигателя при работе блока охлаждения, что особенно важно при высокой температуре окружающей среды.
Указанный технический результат получают следующим образом. Предлагается винтовая компрессорная станция, содержащая раму, капот, блок электродвигателя с винтовым блоком и с маслоотделителем, масловоздушную систему, блок управления компрессором, систему предпускового подогрева компрессора и блок охлаждения, отличающаяся тем, что блок электродвигателя с винтовым блоком и с маслоотделителем установлен на раме с помощью виброизолирующих резинометаллических опор, система предпускового подогрева состоит из блока ТЭНов, установленного в шахтную полость рамы компрессора, и электровентиляторов, со стороны электродвигателя компрессора на капот установлен обтекатель для создания застойной зоны при включении обогрева и направления всего объема воздуха на корпус электродвигателя при работе блока охлаждения, при этом охлаждающий воздух всасывается через входное отверстие, расположенное в противоположном торце капота, в подкапотное пространство, причем блок управления компрессором выполнен с возможностью по сигналу датчика температуры, установленного в корпусе винтового блока, при отрицательной температуре, автоматической блокировки запуска компрессора и запуска системы подогрева компрессора, а при достижении узлами компрессора разрешенной для запуска температуры отключения подогрева и подачи команды на запуск компрессора.
В отличие от известной установки система предпускового обогрева состоит из блока ТЭНов, установленного в шахтную полость рамы компрессора, и малогабаритных электровентиляторов. Со стороны электродвигателя компрессора на капот установлен обтекатель, который выполняет одновременно три функции: создает застойную зону при включении обогрева, при работе в режиме нагнетания и работе блока охлаждения он весь объем воздуха направляет на корпус двигателя компрессора, тем самым значительно улучшая его охлаждение, также обтекатель является дополнительным элементом звукоизоляции. Блок управления компрессором (БУК) по сигналу датчика температуры, установленного в корпус винтового блока, при отрицательной температуре автоматически блокирует запуск компрессора и запускает систему подогрева компрессора, а при достижении узлами компрессора разрешенной для запуска температуры отключает подогрев и подает команду на запуск компрессора. БУК позволяет поддерживать постоянную готовность компрессора к запуску в широком диапазоне температур (-40…+40)°С окружающей среды, что важно там, где требуется быстрый выход компрессора на режим.
На Фиг.1 представлено устройство винтовой компрессорной станции, где:
1 - рама;
2 - электродвигатель с компрессорным блоком;
3 - масловоздушная система;
4 - блок управления компрессором;
5 - блок охлаждения;
6 - капот;
На Фиг.2 представлена система предпускового обогрева, где:
7 - блок ТЭНов
8 - малогабаритные электровентиляторы;
Рассмотрим подробно устройство и работу предлагаемой станции.
После длительного простоя при отрицательной температуре окружающей среды и температуре винтового блока менее +3° при включении компрессора автоматика блокирует запуск компрессора, включает систему предпускового подогрева. При этом подается напряжение на электровентиляторы 8 и ТЭНы 7. Воздух, нагнетаемый электровентиляторами 8, проходит через ребра ТЭНов, нагревается, затем подается на дно маслоотделителя, винтового блока, масляного фильтра, также на другие узлы, находящиеся в подкапотном пространстве, подогревая их. Таким образом, воздух циркулирует в подкапотном пространстве, нагреваясь ТЭНами и отдавая тепло основным агрегатам. Работа системы предпускового подогрева происходит до достижения разрешенного для запуска значения температуры компрессора. По достижении температуры БУК отключает систему предпускового подогрева. Далее подается команда на включение компрессора. Крутящий момент от вала электродвигателя через муфту передается на вал компрессорного блока, винтовые роторы начинают вращаться (Фиг.1). Воздух, проходя через всасывающий блок, вытесняется в полость нагнетания, далее поступает в маслоотделитель. Клапан минимального давления маслоотделителя открывается только при достижении определенного давления, таким образом, в нем при работе компрессора всегда поддерживается установленное значение минимального давления. Также в полость всасывания через каналы в корпусе и форсунку впрыскивается масло для смазки, уплотнения зазоров в полости сжатия и охлаждения компрессорного блока. В маслоотделителе 3 воздух очищается от масла, оно, проходя через масляный фильтр, возвращается в винтовой блок, а воздух через клапан минимального давления и радиатор идет к потребителю. Система предпускового подогрева (Фиг.2) состоит из блока ТЭНов 7, установленного в шахтную полость рамы компрессора и малогабаритных электровентиляторов 8. При достижении температуры компрессора +65°С включается основной электровентилятор блока охлаждения. Охлаждающий воздух всасывается этим электровентилятором через входное отверстие в противоположном торце капота в подкапотное пространство и выбрасывается через комбинированный теплообменник наружу, охлаждая масло. Электровентилятор блока охлаждения автоматически выключается при достижении температуры компрессора +63°С и менее.
Предлагаемое изобретение реализовано в винтовой компрессорной станции, изготовленной Уральским компрессорным заводом, и представляет собой одну из перспективных разработок этого предприятия.