Компрессорами называют механизмы, предназначенные для сжатия воздуха и других газов и создающие полное давление более 1500 мм в. ст.
Судовые воздушные компрессоры необходимы для обеспечения потребителей СЭУ и в целом судна сжатым воздухом различного давления и расхода.
Наиболее распространены на судах поршневые одноступенчатые и многоступенчатые компрессоры, которые используют для получения сжатого воздуха, для пуска дизелей (давлением 30 бар), и низкого давления для обеспечения работы пневматических систем управления (давление до 10 бар), а также для сжатия паров хладоагентов в рефрижераторных установках.
Судовые компрессоры классифицируют по принципу действия, степени повышения давления, назначению, конструктивным признакам, типу приводного механизма.
По принципу действия судовые компрессоры делят на объемные и лопаточные.
Объемными называют компрессоры, повышение газа которых осуществляется за счет уменьшения объема замкнутого пространства, заполненного газом. Газ в объемных компрессорах сжимается поршнем и в сжатом виде поступает к потребителю.
Лопаточными называют компрессоры, повышение давления газа в которых осуществляется за счет использования сил инерции потока газа, приведенного в движение вращающимся лопаточным устройством (ротором). Механическая энергия ротора лопаточного компрессора преобразуется частично непосредственно в потенциальную энергию газа (давление), а частично — в кинематическую. Кинематическая энергия также переходит в потенциальную при торможении потока газа за компрессором.
Основные потребители следующие:
- пусковой воздух для главных двигателей (ГД) и дизельгенераторов (2,5-3,0 МПа), аварийного дизельгенератора (7,0 МПа);
- ДАУ главного двигателя;
- система автоматического управления и контроля;
- пневмомуфты подключения СОД к редуктору;
- ВРШ (управление заданием);
- масляные фильтры ГД (продувание без разборки на ходу судна);
- продувание кингстонов;
- отключение ТНВД ГД на ходу (любого цилиндра);
- выпускные клапаны ГД;
- зарядка аквалангов (15,0-20,0 МПа);
- пусковые баллоны пеногенераторов противопожарной системы;
- хознужды (пневмоинструмент и прочее);
Судовые компрессоры можно классифицировать по следующим признакам:
А. Конструктивные особенности и характеристики:
- поршневые, центробежные, винтовые, осевые;
- приводы от электродвигателя, дизельного двигателя, от главного двигателя;
Соединение с приводом муфтовое или техстропами;
- по давлению: 0,8-1,2 МПа, до 3,5 МПа, до 6,5-7,5 МПа и выше;
- по оборотам приводного двигателя: от 585 до 1750 мин-1;
- по ступеням сжатия: 1-но ступенчатые, 2-х ступенчатые и 3-х ступенчатые.
В свою очередь, 2-х ступенчатые поршневые ЭКП бывают одностороннего и двухстороннего действия;
- по количеству цилиндров на ступень: один цилиндр с одним поршнем и одним воздухоохладителем; один цилиндр с поршнем 2-х и 3-х диаметров, а также с двумя и тремя воздухоохладителями; два цилиндра раздельно, один первой ступени и один второй ступени;
- по виду охлаждения цилиндров, крышек и воздухоохладителей: водой забортной, пресной от общей системы охлаждения СЭУ, воздухом от вентилятора, приводимого от вала компрессора;
- по производительности (м3/час) одного цилиндра (или одной пары цилиндров, если 1-ая и 2-ая ступень в двух цилиндрах) в зависимости от оборотов приводного двигателя, размеров цилиндра и конечного давления: до 0,8 МПа - 20÷480 (м3), до 3,0 МПа - 440 (м3), до 6,0 МПа - 130 (м3) свободного воздуха; производительность 3-х ступенчатого компрессора главного двигателя с компрессорным распылом - около 250 (м3/час) на 1000 л.с. мощности при конечном давлении 6,5...7,0 МПа.
Б. По назначению компрессоры подразделяются:
- Центробежные компрессоры с приводом от турбины выхлопных газов ГД для продувки и наддува ГД;
- Осевые компрессоры для управления антикреновыми системами на судах с рампой (аппарелью), судах Ро-Ро, многоцелевых судах и судах с тяжеловесной стрелой грузоподъемностью 150, 280 и более тонн. При таком управлении анти-креновой системой в любых условиях крен практически не заметен в отличие от систем с управлением вихревыми реверсивными насосами большой мощности (до 14160 л/мин);
- ЭКП пускового воздуха на судах с ВФШ. Они, как правило, бывают поршневые 2-х ступенчатые до 3,5 МПа (от 3-х до 7-ми цилиндров), с цилиндровой подачей 75 м3/час и больше. Обычно устанавливают 2 воздухохранителя по 10000 литров каждый;
- ЭКП для работы системы автоматики. Бывают 2-х и 3-х цилиндровые компрессоры с выходным давлением 1,2 МПа и более;
- ЭКП аварийный, обычно 1-цилиндровый. Его электропривод запитывается от АДГ. На некоторых судах АДГ запускается не только от аккумуляторов, но дополнительно от взрывного заряда или от специального небольшого баллона пускового воздуха с давлением 7,0 МПа. Для зарядки такого баллона имеется специальный компрессор;
- 4-х ступенчатый V-образный компрессор высокого давления для заправки аквалангов (через керамический фильтр) давлением до 40,0 МПа.
На судах мирового флота применяются воздушные компрессоры различных фирм. Они бывают двух и трехступенчатые.
Необходимость применения многоступенчатых компрессоров вызвана тем, что степень сжатия воздуха в одной ступени не должна превышать 8 (т. е. воздух в первой, например, ступени можно сжимать до давления 0,8 МПа). Это объясняется тем, что температура вспышки компрессорных смазочных масел составляет 250-280°С, а при сжатии воздуха до 0,8 МПа его температура достигает 170-220°С. При дальнейшем повышении давления пары масла могут самовоспламениться, что приведет к взрыву и разрушению компрессора. Поэтому в первой ступени двухступенчатого компрессора воздух обычно сжимается до 0,5-0,8 МПа, во второй - до конечного давления 2,5-3,0 МПа. При этом воздух обязательно охлаждается в специальном воздухоохладителе после первой ступени компрессора примерно до первоначальной температуры (для предотвращения чрезмерного повышения температуры воздуха после сжатия во второй ступени и уменьшения затрат мощности на привод компрессора). После второй ступени компрессора, перед подачей в воздухохранители (баллоны), воздух также охлаждается (по Правилам Регистра температура воздуха, поступающего в баллоны, не должна превышать 40°С). Для очистки воздуха от масла и влаги устанавливаются влагомаслоотделители.
