Инновационные решения Dorin при работе с природными газами
Компания Officine Mario Dorin S.p.A., Италия
В условиях перехода рынка к использованию природных газов и декарбонизации, электрификация теплоснабжения предлагает конкурентные эксплуатационные расходы и короткие сроки окупаемости, но также ставит новые технические задачи перед компрессорами. Компрессоры должны адаптироваться к новым условиям работы с повышенными механическими нагрузками на компоненты из-за экстремальных давлений нагнетания и температур, ранее не встречавшихся в отрасли.
Dorin представляет детальные инновационные технические решения, позволяющие достичь температуры нагнетания 160°C, температуры конденсации 85°C для R290 и 140°C для R600, а также кратко рассматривает новое исследование, в котором достигнуты температура конденсации 190°C и температура нагнетания 210°C.
Внимательно рассмотрим внутренние компоненты компрессора Dorin на природных газах, обеспечивающие надежную и долговечную работу.
КОНСТРУКЦИЯ ПОРШНЯ И ШАТУНА
Как упоминалось ранее, компрессоры CO2 работают при высоком перепаде давлений между всасыванием и нагнетанием, что создает значительные нагрузки на поршень, особенно на поршневой палец.
Для обеспечения устойчивости к высоким нагрузкам поршень изготавливается из чугунного прутка, который имеет максимальную удельную нагрузку вдвое больше, а также большую твердость по Бринеллю по сравнению с алюминием, традиционно используемым в HFC-компрессорах.
Еще одно ключевое изменение — форма малой головки шатуна в виде "головы гадюки", которая увеличивает площадь поверхности контакта между поршневым пальцем и шатуном на 36,7%, а также между пальцем и поршнем на 21% по сравнению с традиционной конструкцией.
Изображение поршня и шатуна
КОНСТРУКЦИЯ КОМПРЕССОРОВ ДЛЯ УГЛЕВОДОРОДОВ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
При проектировании компрессоров для R290, R600 и R600a ставились следующие цели:
- Максимальная температура нагнетания: 160°C.
- Низкое давление: 20 бар.
- Высокое давление: 48 бар.
- Механические компоненты, рассчитанные на перепад давлений 28 бар.
- Соответствие стандарту ATEX ZONE2.
Используя опыт, полученный при разработке транскритических компрессоров CO2, Dorin применил технологию внешнего коллектора нагнетания, так как снижение температуры масла в картере значительно повышает его вязкость.
Изображение графика вязкости для R290 и PAG68
Внешний коллектор нагнетания критически важен для поддержания температуры масла в диапазоне, обеспечивающем оптимальные смазывающие свойства. Это позволяет избежать как "холодной" зоны (−10°C до 20°C), где растворенный R290 существенно снижает вязкость, так и "горячей" зоны, где вязкость слишком мала.
Изображение компрессора с температурой конденсации 140°C
Как и в случае с транскритическими компрессорами CO2, компрессоры для углеводородов оснащены внешним коллектором нагнетания, специальным покрытием поршней и пальцев шатуна, а также запатентованной системой управления маслом.
ЗАПАТЕНТОВАННАЯ СИСТЕМА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАСЛА
Масляный насос забирает масло из картера компрессора и подает его по масляным каналам в валу, шатуне и втулках ко всем движущимся частям, включая поршневой палец.
При отсутствии специального уплотнительного кольца (сальника) масло разбрызгивается из втулки и попадает на ротор. Проходящий через двигатель поток хладагента подхвптывае масло. Смесь сжимается, и часть масла выносится в систему. В дальнейшем масло может осаждаться на стенках теплообменника-конденсатора, образуя пленку.
Установка сальника (уплотнительного кольца) предотвращает разбрызгивание масла из втулки. Задержанное масло стекает по дренажному каналу в корпусе обратно в картер компрессора.
Такой подход позволяет:
- Снижать унос масла из компрессора на 80%
- Нет необходимости в дополнительных впрысках масла из масляного ресивера.
- Повышение эффективности теплообменников за счет отсутствия масляной пленки на стенках.
По материалам компании Dorin
Представитель в России, Наталья Рязанова https://t.me/dorin_ru
Телеграмм канал компании https://t.me/nord_sm
