ПЕРЕДВИЖНАЯ АЗОТНАЯ КОМПРЕССОРНАЯ СТАНЦИЯ

2
Передвижная азотная компрессорная станция предназначена для получения из атмосферного воздуха взрывобезопасной газовой смеси и сжатия ее до давления 101 кгс/см с целью использования при проведении технологических операций в нефтедобывающей и газовой промышленности.
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели нам представляется передвижная азотная компрессорная станция (патент РФ на полезную модель №38030), в которой используются два малогабаритных компрессора, обеспечивающие параллельно действующую многоступенчатую технологию подготовки воздушной смеси к газоразделению, привод одного компрессора через механическое сцепление и карданный вал осуществляется от дизельного двигателя автомобиля, второго - через коробку передач отбора мощности, карданный вал и редуктор от двигателя шасси автомобиля, содержит коллектор, а газоразделительный аппарат изготовлен на основе половолоконной мембранной технологии.
Принцип работы станции основан на том, что атмосферный воздух подготавливают к частичному отделению кислорода, пропускают через газоразделительную установку и сжимают до рабочего давления. Подготовку газовой смеси к газоразделению осуществляют параллельно двумя малогабаритными многоступенчатыми компрессорами, частичное отделение кислорода производят после третьей ступени с использованием половолоконной мембранной технологии, полученную азотно-воздушную смесь направляют на дожатие до рабочего давления нагнетания на IV ступени компрессоров.
Таким образом, в предлагаемой станции сжатие атмосферного воздуха осуществляется двумя компрессорами одновременно, газоразделение осуществляется после третьей ступени сжатия с использованием нового
принципа разделения воздуха - с помощью половолоконной мембранной технологии. Недостаток станции в недостаточной надежности работы.
Задача предлагаемой полезной модели заключается в том, чтобы повысить производительность и надежность работы станции.
Указанная задача решается следующим образом.
Предлагается передвижная азотная компрессорная станция, в которой используются компрессорная установка и газоразделительный блок, размещенные внутри кузова. В отличие от ближайшего аналога атмосферный воздух сжимается поршневым компрессором, который имеет на первой ступени два цилиндра и дифференциальный поршень для сжатия воздуха в двух камерах сжатия при прямом и обратном ходе поршня, на второй ступени - два цилиндра, на третьей и четвертой ступени - по одному. Газоразделительный блок содержит: фильтр основной очистки, фильтр тонкой очистки, нагреватель воздуха и мембранный модуль.
Таким образом, обеспечивается трехступенчатая технология подготовки атмосферного воздуха к газоразделению, при этом на первой ступени вводятся два цилиндра и дифференциальный поршень для сжатия воздуха в каждом цилиндре в двух камерах сжатия при прямом и обратном ходе поршня.
Рассмотрим подробно устройство и работу предлагаемой станции.
Компрессорная станция смонтирована на шасси автомобиля. Основными составными частями станции являются компрессорная установка и газоразделительный блок, размещенные внутри кузова.
Компрессорная установка обеспечивает:
2
- сжатие атмосферного воздуха, подачу сжатого после III ступени с давлением 37 кгс/см в газоразделительный блок;
2
- сжатие азота, поступившего из газоразделительного блока в IV ступень компрессорного агрегата до 101 кгс/см.
Атмосферный воздух сжимается поршневым компрессором. Компрессор имеет:
на I ступени - два цилиндра.
С помощью дифференциального поршня сжатие воздуха в каждом цилиндре происходит в двух камерах сжатия при прямом и обратном ходе поршня;
на II ступени - блок из двух цилиндров;
на III и IV ступени - по одному цилиндру.
Воздух через воздушный фильтр, где очищается от механических примесей, всасывается в цилиндры I ступени компрессора, сжимается, охлаждается в холодильнике I ступени, поступая в водомаслоотделитель I ступени. В водомаслоотделителе происходит отделение из воздуха капельной влаги и масла, после чего воздух поступает в цилиндры II ступени.
Процесс (сжатие воздуха, охлаждение, отделение влаги и масла) повторяется во II и III ступенях компрессора.
После водомаслоотделителя III ступени сжатый воздух дополнительно охлаждается в холодильниках потоком атмосферного воздуха, создаваемого вентиляторами компрессорной установки. Температура сжатого воздуха снижается до заданной величины (40-55°С).
Сжатый воздух поступает в газоразделительный блок.
В газоразделительном блоке воздух проходит последовательно через фильтр основной очистки, фильтр тонкой очистки, подается на нагреватель воздуха, в котором происходит подогрев воздуха.
Очищенный и подогретый воздух подается в мембранный модуль, в котором происходит разделение потока воздуха на два потока: поток газов, проникших через мембрану, и поток газов, не проникших через мембрану (остаточный поток).
Разделение воздуха происходит за счет различных коэффициентов проницаемости азота и кислорода через полимерную мембрану. Увеличение проникшего потока приводит к уменьшению концентрации кислорода в остаточном потоке смеси газов.
Проникшая через мембрану смесь газов находится при атмосферном давлении и отводится в атмосферу. Остаточный поток меси газов (азот до 88%) поступает в IV ступень компрессора.
2
Азот, сжатый в компрессоре до 101 кгс/см, охлаждается водой (тосолом), циркулирующей в единой системе охлаждения с компрессором и поступает к потребителю.
Предлагаемая полезная модель реализована в передвижной азотной компрессорной станции ПКСА - 5/101, изготовленной Уральским
компрессорным заводом и представляет собой одну из перспективных
разработок этого предприятия.
Литература
1. Патент на полезную модель №38030.