انواع کمپرسور سانتریفیوژ

در این مقاله قصد داریم که انواع کمپرسور سانتریفیوژ را تشریح کنیم. در انتهای مقاله شما قادر خواهید بود تمامی مدل‌های کمپرسور سانتریفیوژ و تفاوت‌های آن را درک نمایید. هرکدام از کمپرسورهای سانتریفیوژ برای هدف و کاربرد خاصی طراحی می‌شوند. این کمپرسورها در قواعد کلی مشابه یکدیگر بوده اما در نوع ساخت و کاربرد نهایی با یکدیگر تفاوت دارند.

1. کمپرسور سانتریفیوژ تک استیج

• کمپرسورهای سانتریفیوژ تک استیج (Single Stage Compressor)، همان طور که از نامشان پیداست، یک ایمپلر، یک دیفیوزر، یک ولوت (Volute) و یک IGV دارند.
• این نوع کمپرسورها، بسته به سیال درون آن، قادر هستند تا نسبت فشار 3.5 برای هر استیج را تأمین نمایند.
• دبی آنها از محدوده 1700m³/h تا دبی‌های بسیار بالا حتی نزدیک به 500,000m³/h می‌تواند تغییر کند.
• این نوع از کمپرسورها، شامل کمپرسور Overhung تک استیج و کمپرسور Integrally Geared تک استیج می‌باشند.

1-1. کمپرسور سانتریفیوژ تک استیج Overhung

• یکی از انواع کمپرسور سانتریفیوژ برای فشار کم و دبی‌های بالا، کمپرسورهای overhung تک طبقه هستند.
• این نوع کمپرسور‌ها در صنایع نفت و گاز کاربرد محدود‌تری دارند.
• در این نوع کمپرسورها، ایمپلر در سمت مقابل موتور (NDE) قرار گرفته است.
• کمپرسورهای Overhung به دلیل مکش محوری جریان، بازده نسبتاً بالا و محدوده عملکردی وسیع‌تری دارند.
• جریان سیال در این کمپرسورها تا 60,000m³/h و نسبت فشار 3.5  می‌رسد.
• تفاوت اصلی این نوع کمپرسورها، با کمپرسورهای تک استیج Integrally Geared این است که گیربکس این کمپرسورها، در بیرون از مجموعه کیسینگ قرار دارد.
• عمده کاربرد کمپرسورهای overhung، در سرویس‌های گاز کک (Coke Gas Service) می‌باشد.

2-1. کمپرسور سانتریفیوژ تک استیج Integrally Geared

• این نوع از کمپرسورها، همان طور که از نامشان مشخص است، از یک تک استیج اما با ایمپلر Overhung و نیمه باز (semi-open) تشکیل شده‌اند.
• ایمپلر روی شفت دور بالای (high-speed) گیربکس قرار دارد.
• این نوع از کمپرسورها تا دبی بسیار بالای 300,000m³/h را می‌توانند متراکم نمایند.
• نسبت فشار تا 3.5 و فشار خروجی تا 50 bar در این کمپرسورها قابل دستیابی است.

2. کمپرسورهای سانتریفیوژ چند استیج

کمپرسورهای سانتریفیوژ چند طبقه (multi-Stage) زمانی استفاده می‌شوند که به نسبت فشار بالاتری نیاز است و کمپرسورهای تک طبقه نمی‌توانند به این نسبت فشار برسند. بسته به مدل کمپرسور، ممکن است دو یا چند ایمپلر روی یک شفت قرار بگیرد که در ادامه انواع این کمپرسورها ذکر می‌شود.

1-2. کمپرسور سانتریفیوژ چند استیج با برش افقی پوسته

• در بین انواع مختلف کمپرسور سانتریفیوژ، مدل Horizontally Split Casing از محبوبیت ویژه ‌ای در صنعت برخوردار است.
• این نوع کمپرسورها برای کاربردهایی با فشار کاری کمتر از 60 bar به کار می‌روند
• از دو کپه نیمه استوانه‌ای (Cylindrical) تشکیل شده‌اند. محل اتصال دو کپه پوسته با پیچ بسته می‌شود.
• به دلیل مسائل مربوط به نشت بندی (Sealing) و محدودیت‌های اتصال با پیچ، این کمپرسورها برای فشارهای بسیار بالا قابل استفاده نیستند.
• تقریبا تمامی اتصالات پایپینگ این نوع از کمپرسورها در کپه پایینی کمپرسور قرار گرفته است.

2-2. کمپرسور سانتریفیوژ چند استیج با برش عمودی پوسته

• این نوع از انواع کمپرسور سانتریفیوژ، شکل استوانه‌ای دارد.
• با توجه به برش عمودی پوسته (casing) به کمپرسورهای barrel معروفند.
• این کمپرسورها برای فشارهای بسیار بالا نیز عالی هستند.
• با توجه به ساخت یک تکه (one-piece construction) این کمپرسورها و وجود نشت بند (seal) در دو طرف barrel برای فشارهای تا 680 bar نیز به کار می‌روند.

3-2. کمپرسورهای سانتریفیوژ چند استیج با پوسته زنگوله‌ای شکل

• این نوع از انواع کمپرسور سانتریفیوژ، به دلیل شکل زنگوله‌ای پوسته به این نام، نامیده شده اند.
• در این حالت در کنار پیچ، از رینگ‌هایی دور پوسته استفاده می‌شود که می‌تواند تحمل پوسته کمپرسور برای فشارهای بالاتر را امکان پذیر نماید.

4-2. کمپرسورهای چند استیج برای خط لوله

• این نوع از کمپرسورها، پوسته زنگوله‌ای شکل دارند که شامل یک کاور عمودی برای قسمت انتهایی است.
• نازل‌های خروجی و ورودی این کمپرسورها در خلاف جهت یکدیگر قرار دارند بنابراین برای استفاده در خطوط لوله بسیار مناسب هستند.
• این کمپرسورها می‌توانند تا فشار 100 bar نیز به کار می‌روند
• معمولاً برای استفاده در خطوط انتقال گاز طبیعی و کاربردهای مشابه، مناسب هستند.

5-2. کمپرسورهای چند استیج Integrally Geared

آخرین نوع از کمپرسورهای سانتریفیوژ که در این مقاله به آن اشاره می‌گردد، کمپرسورهای سانتریفیوژ Integrally Geared چند طبقه می‌باشد.

• این کمپرسورها برای فشارهای بالا و دبی کم یا فشارهای کم و دبی بالا مناسب هستند.
• هر کدام از پینیون‌های در این نوع کمپرسورها، می‌تواند تا دو ایمپلر را در دو طرف خود جای دهد.
• این کمپرسورها به دلیل توانایی در خنک کاری بین طبقات و امکان تنظیم بهینه سرعت برای هر استیج، بازدهی بالاتری نسبت به انواع دیگر دارند.
• کمپرسورهای Integrally Geared ساخت هوایار، از نوع برش افقی پوسته (Horizontally Split) هستند. این نوع از کمپرسورها نسبت به نوع برش عمودی پوسته (Vertically Split) دسترسی و maintenance بهتری دارند.
• این که کمپرسورهای vertically split معمولاً استیج‌های کمتری دارند موضوع مستلزم افزایش دورپینیون‌های کمپرسور است، که reliability کمپرسور را کاهش خواهد داد.