Stūmokliniai dujų kompresoriai (reciprokiniai kompresoriai) tapo pagrindine pramoninio dujų suspaudimo įranga dėl savo aukšto slėgio išėjimo, lanksčios valdymo ir išskirtinio patikimumo. Šiame straipsnyje, remiantis konstrukcinio projektavimo principais, sistemingai išsamiai aprašomi jų techniniai pranašumai įvairių tipų dujų suspaudimo scenarijuose.
I. Pagrindinės konstrukcijos projektavimas
Stūmoklinių dujų kompresorių veikimas priklauso nuo tiksliai suderintos komponentų sistemos, kurią sudaro šios pagrindinės dalys:
1. Didelio stiprumo cilindro mazgas
Pagaminta iš ketaus, legiruotojo plieno arba specializuotų dangų medžiagų, kad būtų atspari ilgalaikei korozijai, kurią sukelia agresyvi terpė, pvz., rūgštinės dujos (pvz., H₂S) ir aukšto slėgio deguonis.
Integruoti vandens/alyvos aušinimo kanalai, skirti tiksliai valdyti temperatūros svyravimus, kuriuos sukelia dujų savybės (pvz., mažas vandenilio klampumas, didelis amoniako reaktyvumas).
2. Įvairių medžiagų stūmoklio mazgas
Stūmoklio karūna: medžiagų parinkimas pritaikytas prie dujų chemijos, pvz., 316L nerūdijantis plienas, skirtas atsparumui sieros turinčių dujų korozijai, keraminės dangos, skirtos aukštos temperatūros CO₂ aplinkai.
Sandarinimo žiedų sistema: Naudojami grafito, PTFE arba metalo kompozito sandarikliai, siekiant išvengti aukšto slėgio dujų (pvz., helio, metano) nuotėkio, užtikrinant ≥92 % suspaudimo efektyvumą.
3. Pažangi vožtuvų sistema
Dinamiškai reguliuoja įsiurbimo / išmetimo vožtuvų laiką ir pakėlimą, kad prisitaikytų prie kintančio dujų tankio ir suspaudimo laipsnio (pvz., azoto santykiu 1,5:1 ir vandenilio santykiu 15:1).
Nuovargiui atsparios vožtuvų plokštės atlaiko aukšto dažnio ciklą (≥1200 ciklų per minutę), todėl pailgėja priežiūros intervalai degių / sprogių dujų aplinkoje.
4. Modulinis suspaudimo blokas
Palaiko lanksčias 2–6 pakopų suspaudimo konfigūracijas, kurių vienpakopis slėgis siekia iki 40–250 barų, tenkinant įvairius poreikius – nuo inertinių dujų saugojimo (pvz., argono) iki sintezės dujų slėgio didinimo (pvz., CO+H₂).
Greito prijungimo sąsajos leidžia greitai reguliuoti aušinimo sistemą pagal dujų tipą (pvz., vandens aušinimas acetilenui, alyvos aušinimas freonui).
II. Pramoninių dujų suderinamumo pranašumai
1. Visiškas suderinamumas su medijomis
Korozinės dujos: Patobulintos medžiagos (pvz., „Hastelloy“ cilindrai, titano lydinio stūmokliniai kotai) ir paviršiaus grūdinimas užtikrina ilgaamžiškumą sieros ir halogenų gausioje aplinkoje.
Didelio grynumo dujos: tepimas be alyvos ir itin tikslus filtravimas užtikrina ISO 8573-1 0 klasės švarą elektronikos įrangai skirtam azotui ir medicininiam deguoniui.
Degios / sprogios dujos: atitinka ATEX / IECEx sertifikatus, aprūpintas kibirkščių slopinimu ir slėgio svyravimų slopintuvais, kad būtų galima saugiai tvarkyti vandenilį, deguonį, SGD ir SND.
2. Adaptyvūs operaciniai pajėgumai
Platus srauto diapazonas: kintamo dažnio pavaros ir prošvaisos tūrio reguliavimas leidžia valdyti srautą tiesiškai (30–100 %), todėl tinka tiek periodinei gamybai (pvz., chemijos gamyklų išmetamųjų dujų surinkimui), tiek nuolatiniam tiekimui (pvz., oro atskyrimo įrenginiams).
Išmanus valdymas: integruoti dujų sudėties jutikliai automatiškai reguliuoja parametrus (pvz., temperatūros slenksčius, tepimo greitį), kad būtų išvengta gedimų, kuriuos sukelia staigūs dujų savybių pokyčiai.
3. Gyvavimo ciklo sąnaudų efektyvumas
Mažai priežiūros reikalaujanti konstrukcija: svarbiausių komponentų tarnavimo laikas pailgėja >50 % (pvz., alkūninio veleno priežiūros intervalai kas 100 000 valandų), todėl sumažėja prastova pavojingoje aplinkoje.
Energijos optimizavimas: Suspaudimo kreivės, pritaikytos prie konkrečioms dujoms būdingų adiabatinių indeksų (k verčių), leidžia sutaupyti 15–30 % energijos, palyginti su įprastais modeliais. Pavyzdžiai:
Suslėgtas oras: savitoji galia ≤5,2 kW/(m³/min)
Gamtinių dujų didinimas: izoterminis efektyvumas ≥75 %
III. Pagrindinės pramoninės paskirties
1. Standartinės pramoninės dujos (deguonis / azotas / argonas)
Plieno metalurgijoje ir puslaidininkių gamyboje bealiejės konstrukcijos su molekulinio sieto poapdorojimu užtikrina 99,999 % grynumą tokiose srityse kaip išlydyto metalo ekranavimas ir plokštelių gamyba.
2. Energijos dujos (vandenilis / sintezės dujos)
Daugiapakopis suspaudimas (iki 300 barų) kartu su sprogimų slopinimo sistemomis saugiai apdoroja vandenilį ir anglies monoksidą energijos kaupimo ir cheminės sintezės metu.
3. Korozinės dujos (CO₂/H₂S)
Individualiai pritaikyti korozijai atsparūs sprendimai, pvz., volframo karbido dangos ir rūgštims atsparūs tepalai, skirti sieros prisotintoms ir didelės drėgmės sąlygoms naftos telkinių reinjekcijos ir anglies surinkimo metu.
4. Specialiosios elektroninės dujos (fluorinti junginiai)
Visiškai sandari konstrukcija ir helio masių spektrometro nuotėkio aptikimas (nuotėkio greitis <1×10⁻⁶ Pa·m³/s) užtikrina saugų pavojingų dujų, tokių kaip volframo heksafluoridas (WF₆) ir azoto trifluoridas (NF₃), tvarkymą fotovoltinių ir integrinių komponentų pramonėje.
IV. Novatoriškos technologinės pažangos
Skaitmeninės dvynių sistemos: realiuoju laiku veikiantis duomenų modeliavimas prognozuoja stūmoklių žiedų susidėvėjimą ir vožtuvų gedimus, todėl techninės priežiūros įspėjimus galima gauti 3–6 mėnesius iš anksto.
Žaliųjų procesų integravimas: šilumos atgavimo įrenginiai 70 % suspaudimo šilumos paverčia garais arba elektra, taip palaikydami anglies dioksido neutralumo tikslus.
Itin aukšto slėgio proveržiai: iš anksto įtempto apvijų cilindro technologija laboratorinėmis sąlygomis pasiekia >600 barų vienpakopį suspaudimą, atverdama kelią būsimam vandenilio saugojimui ir transportavimui.
Išvada
Stūmokliniai dujų kompresoriai, pasižymintys moduline architektūra ir pritaikymo galimybėmis, užtikrina patikimus pramoninių dujų apdorojimo sprendimus. Nuo įprasto suspaudimo iki specialiųjų dujų tvarkymo ekstremaliomis sąlygomis – konstrukcijų optimizavimas užtikrina saugų, efektyvų ir ekonomišką veikimą.
Dėl kompresorių pasirinkimo vadovų arba techninių patvirtinimo ataskaitų, pritaikytų konkrečioms dujų terpėms, susisiekite su mūsų inžinierių komanda.
Techninės pastabos:
Duomenys gauti iš ISO 1217, API 618 ir kitų tarptautinių bandymų standartų.
Faktinis veikimas gali šiek tiek skirtis priklausomai nuo dujų sudėties ir aplinkos sąlygų.
Įrangos konfigūracijos turi atitikti vietinius specialiosios įrangos saugos reikalavimus.
Įrašo laikas: 2025 m. gegužės 10 d.