Стиснення повітря і газу для виробничих цілей і для транспортування їх по трубопроводах виконують компресорами – поршневими і відцентровими.
Поршневі компресори застосовуються звичайно при тисках 0,4-100 МН / м (4-1000 ат), відцентрові до 0,6 МН / м (6 ат), ротаційні-до 1,5 МН / м (15 ат). Великій тиск досягаються тільки в багатоступеневих компресорах
При проектуванні компресорної установки і її електрообладнання перш за все необхідно знати потужність приводного електродвигуна.
У залежності від потужності електродвигуна вибирається станція керування та інше електрообладнання установки.
Потужність на валу компресора з достатнім наближенням до дійсної визначають за формулою
де Рком – потужність компресорної установки, кВт;
Z – число ступенів стискування; при тисках до 10-15 ат приймають рівним 1;
m – показник політропи стиснення; для турбокомпресорів і поршневих компресорів m = 1.2 – 1.35; для відцентрових і ротаційних компресорів m = 1.4 – 1.5;
Р1 - абсолютний тиск газу або повітря на стороні всмоктування в Н/м2;
береться в межах (0,8 / 1,1) · 105 Н / м2
Р2 - абсолютний тиск газу повітря на боці нагнітання, Н / м2
Q - продуктивність компресора м3/с,
η ол. - індикаторний политропічного к.п.д., рівний 0,6 - 0,8;
ηмех - механічний К.П.Д. компресора, рівний 0,88 - 0,92.
Потужність електродвигуна для приводу компресора будь-якого типу і виконання повинна бути завжди більше потужності компресора і визначається за формулою
де Рдвиг ком – потужність двигуна компресорної установки, кВт;
К – коефіцієнт запасу (для потужності до 1 кВт до = 2, до 2 кВт К = 1,5, понад 5 кВт К = 1,1 / 1,15);
ηмех - К.к.д. передачі.
Потужність двигуна компресора може бути визначена також за наближеною формулою
де Рдвиг ком – потужність двигуна компресорної установки, кВт;
Q - продуктивність компресора, м3/с,;
η комп - К.к.д.компресора (приймається, 0,6 / 0,8);
ηмех - К.к.д. передачі.
А - робота, що витрачається на стиснення 1 м3 повітря до необхідногоробочого тиску, Дж / м3 визначається за наступною таблицею 1.1
Таблиця 1 – Середнє значення ізотермічної та адіабатичної роботи стискання 1 м3 атмосферного повітря при різних тисках Р2
| Р2, Атм | Р2, Н/ м2 | А., Дж / м3 |
| 2,02 · 105 | ||
| 3,03 · 105 | ||
| 4,04 · 105 | ||
| 5,05 · 105 | ||
| 6,06 · 105 | ||
| 7,07 · 105 | ||
| 8,08· 105 | ||
| 9,09· 105 | ||
| 10,1 · 105 |
Компресорні установки найчастіше не вимагають регулювання швидкості обертання, тому для них доцільно застосовувати асинхронні двигуни, а при значних потужностях – синхронні.
Синхронні електродвигуни повинні бути тихохідними. Особливо доцільно Застосування синхронних високовольтних двигунів значної потужності, коли вони використовуються для підвищення коефіцієнта потужності електроустановок.
Оскільки компресорні установки споживають великі потужності, для керування двигуном компресора вибирається серійно випускається станція керування. Ці установки, по можливості, слід автоматизувати, що дозволить надійно забезпечувати споживачів стисненим повітрям або газом.
Графічна частина цієї теш проекту зазвичай складається:
Лист 1. Технологічна схема компресорної установки з розміщенням електрообладнання і датчиків для автоматизації.
Лист 2. Принципова схема управління компресорною установкою.
При необхідності схема установки маже бути доповнена схемою сигналізації або схемою приєднань.
Приклад
На проектування компресорній установці потрібно отримати тиск повітря 3ат (3,03 · 105 Н/м2), при продуктивності установки 0,5 м3/с. Тиск всмоктування, 0,8·105 Н/м2, показник політропи М = 1,35. Визначити потужність двигуна.
Рішення.
Потужність компресора
Потужність двигуна буде
Або потужність електродвигуна відцентрового компресора, кВт, визначається за формулою:
де Q - продуктивність компресора, мЗ / с;
п - к.к.д. компресора 0,62... 0,8;
Ai - ізотермічна робота стискання 1м3 газу до абсолютного тиску Р,Дж., рівного
надлишковому, плюс 9,87 · 10-6 Па;
Аа - адіабатична робота стискання 1м3 газу до абсолютного тиску Р (табл.5), Дж.
Таблиця 2 - Значення ізотермічної і адіабатичної робіт стиснення для повітря в залежності від кінцевого тиску стискання
| Р,Па (атм) | Ai, Дж | Аа, Дж | Р,Па (атм) | Ai, Дж | Аа, Дж |
| 1,5·105(1,5) | 5,92·105(6) | ||||
| 1,97·105(2) | 6,9·105(7) | ||||
| 2,96·105(3) | 7,9·105(8) | ||||
| 3,95·105(4) | 8,9·105(9) | ||||
| 4,93·105(5) | 9,87·105(10) |
