INCDT – COMOTICOMPRESOARE CU SURUB

O PROVOCARE PENTRU INDUSTRIA GAZIERA DIN ROMANIA

REALIZARI ROMANESTI

- Echipamente de comprimare utilizand compresoare cu surub din gamaCU (licenta GHH), CF, CR

- Echipamente de comprimare utilizand compresoare cu surub din gamaHP (conceptie COMOTI)

ROMANIAwww.comoti.ro contact@comoti.ro

GENERALITĂŢI

Comparând cu alte tipuri de compresoare, de exemplu compresoarele cupiston, istoria şi deci tehnologia compresoarelor cu şurub este relativ noua. AlfLysholm, un inginer suedez a încercat pentru prima oara, în 1930 să proiecteze uncompresor care să aibă piese în mişcare de rotaţie, să poată opera la turaţii mai maridecât a compresoarelor cu piston, pentru a putea fi acţionate direct de o turbină şi sănu pompeze. Lysholm a utilizat o combinaţie de 3+3 şi 4+6 rotori de diametrediferite, experimentările având loc în 1937 şi rezultatele au fost foarte incurajatoare.Dezvoltarea ideii de comprimare prin utilizarea compresorului cu şurub şi aplicareindustrială a fost continuată de firma SRM (Swenska Rotor Maskiner). Prima firmăcare a preluat licenţa a fost firma HOWDEN din Scoţia în anul 1946, apoi denenumărate firme din Europa, America, Japonia şi Europa de Est.

La început a fost dezvoltată varianta „oil-free”, apoi, în 1957 varianta „oilinjected” pentru comprimarea aerului, urmată de varianta pentru gaz şi refrigeranţiîn 1961.

Cercetările continue şi dezvoltarea, au permis compresoarelor cu şurub să-şigăsească o poziţie pe piaţă, diversificându-se gama de dimensiuni într-o manierămult mai explozivă faţă de oricare alt tip de compresoare.

Compresorul cu şurub face parte din grupa compresoarelor volumice.

Clasificarea compresoarelor.

Este format din două rotoare, conducător şi condus - male and female - unul, conducător - male - cu dinţi în formă convexă şi celălalt, condus - female - cu dinţi de formă concavă. În timpul angrenării cele două rotoare se întrepătrund formând o linie continua de angrenare de la partea de aspiraţie la cea de refulare. Spaţiul dintre dinţii rotoarelor devin din ce în ce mai mic de la aspiraţie la refulare, realizând astfel comprimarea gazului.

PROCESUL DE COMPRIMARE ÎN COMPRESOARELE CU ŞURUB CU INJECŢIE DE ULEI

Secvenţele de funcţionare a compresorului cu şurub.

Acţionarea rotoarelor se face fie direct, fie prin intermediul unei perechi de roţi dinţate (turaţii diferite decidebite diferite). Prin ungerea rotorilor este permisă antrenarea de către rotorul conducător - male - a rotoruluicondus - female -, injecţia de ulei eliminând necesitatea trenului de roţi de sincronizare, utilizate la soluţiacompresorului fără ungere (uscat, dry).

În timp ce compresoarele cu şurub fără injecţie de ulei pot fi folosite pentru un raport de comprimare de3,5..4, compresoarele cu şurub cu injecţie de ulei pot realiza un raport de comprimare de 10...15, max. 20, într-osingură treaptă. Uleiul este injectat în timpul comprimării, facând astfel ca procesul de comprimare izoterm să fieaproape de ideal, aceasta ducând la performanţe înalte (consum de energie cu 10...20% mai mic faţă decompresoarele fără injecţie de ulei). Alte avantaje legate de injecţia de ulei:- racirea gazului prin injecţia de ulei duce la creşterea simţitoare a raportului de comprimare;- uleiul injectat asigură creşterea simţitoare a eficienţei volumetrice;- prin injecţia de ulei rotorul conducator - male - conduce rotorul condus - female -, fără a mai fi necesară reglareajocului între cei doi rotori, respectiv sistemul de roţi utilizat la compresoarele cu şurub fără injecţie de ulei (dryscrew compressors).

AVANTAJELE UTILIZARII COMPRESOARELOR CU ŞURUB

Experienţa firmelor producătoare de echipamente de comprimare a condus la elaborarea unui tabel reprezentativ privind condiţiile de utilizare a tipurilor de compresoare.

Condiţiile de utilizare a compresoarelor.

Tabelul este informativ, oferind însă - în condiţiile unor analize tehnico/economice specifice o indicaţieprivind alegerea tipului de compresor, în condiţiile specifice unei staţii de comprimare.

Compresoarele cu şurub cu injecţie de ulei oferă o serie de avantaje referitoare la gama de aplicaţii carenecesită o eficienţa mare, respectiv presiune mare de refulare:

- prin ungerea rotorilor se elimină sistemul de roţi utilizate la compresorele fara injecţie de ulei;- rotorul este în general, cuplat direct la motorul de antrenare, acesta însemnând reducere de costuri;- injecţia de ulei asigură etanşarea între rotori şi carcasă, respectiv protecţie contra coroziunii, reducerea

zgomotelor, răcirea gazului;- compresoarele prevăzute cu sistem „piston de reglare - slide valve” asigură funcţionarea compresorului cu

eficienţă maximă, prin reglarea debitului şi menţinerea constantă a presiunii de refulare (un avantaj mare atuncicand economia de putere este o solicitare, cu implicaţii majore în reducerea nivelului de carbon);

- nu pompează;- robusteţe şi fiabilitate mare – costuri reduse de intretinere;- controlul temperaturii la evacuare, evitându-se astfel problemele cauzate de punctul de roua (dew point);- toleranţă la particole lichide;- raport de comprimare mare pe o singura treapta- Economisirea puterii prin răcirea gazului în timpul procesului de comprimare- Funcţioneaza pe principiul rotativ şi este echilibrat dinamic rezultand vibraţii reduse , necesitand o

fundaţie minimă- Poate sa funcţioneze în paralel cu alte tipuri de compresoare fara nici o problema- Comparativ cu o statie de comprimare echivalenta cu compresoare cu piston volumul ocupat de

echipamentul de comprimare este mai mic de 50 %- Comparativ cu o statie de comprimare echivalenta cu compresoare cu piston se realizeaza o economie de

energie de circa 30%- Nu sunt influentate de variatia greutatii moleculare a gazului

DOMENII DE UTILIZARE

• Staţiile de extracţie petrol/gaze• Compresoare de camp pentru industria gaziera• Staţiile off-shore datorită: dimensiuni mici, greutăţi reduse, zgomot

redus• Industria petrochimică sau aplicaţii industriale• Pompare gaze în conducte sau rezervoare de stocare• Sitemul de alimentare cu gaze a turbinelor de gaz (boostere)

Echipamente de comprimare utilizand compresoare cu surubdin gama CU (licenta GHH), CF, CR

Fondat în anul 1985, sub denumirea de Centrul de Cercetare Ştiinţifică şi InginerieTehnologică pentru Motoare de Aviaţie, în cadrul fostului INCREST, COMOTI devine, în anul1996, urmare a evaluării instituţionale şi acreditării, Institutul Naţional de CercetareDezvoltare Turbomotoare COMOTI. COMOTI este singura unitate specializată din Româniacare integrează activităţile de cercetare ştiinţifică, proiectare, producţie, experimentare,testare, transfer tehnologic şi inovare în domeniul turbomotoarelor de aviaţie, motoarelorindustriale cu turbină cu gaze şi maşinilor paletate de turaţie înaltă (07).Încă de la înfiinţare,COMOTI a abordat o serie de programe complexe de C-D în domeniul industriei aeronautice,realizând echipamente, subansamble şi componente pentru motoarele de aviaţie,micromotoare turboreactoare, prototipuri de motoare turbopropulsoare, aeronaveultrauşoare, dezvoltând o serie de tehnologii de vârf în domeniu, cum ar fi acoperirile.ceramice termorezistente la camerele de combustie şi postcombustie, acoperiri de suprafaţăa rotorilor de compresor pentru mărirea resursei acestora.

Încă de la început dorim să subliniem că strategia pe termen lung a INCDT COMOTIeste de a valorifica superior, în condiţii de eficienţă şi rentabilitate ridicată, soluţiile originale,tehnologice şi constructive, aplicate în construcţia motoarelor, sistemelor şi echipamentelorde aviaţie - în care institutul are o tradiţie de peste 20 de ani - prin realizarea şi dezvoltareaunor produse şi tehnologii noi, performante, care au un larg câmp de aplicabilitate înindustria orizontală.

Calitatea resurselor umane, dublată de o strategie managerială adecvată, a permis caprodusele COMOTI să fie o prezenţă constantă în cele mai diverse sectoare reprezentate printot mai mulţi beneficiari din industria construcţiilor de maşini, industria extractivă de petrol şigaze naturale, industria petrochimică, industria de apărare, industria energetică, industriamaterialelor de construcţii, industria metalurgică, precum şi în domeniul protecţiei mediuluişi ecologizării sistemelor industriale.

În dorinţa de a răspunde solicitărilor/estimărilor privind evoluţia parametrilor defuncţionare a staţiilor de exploatare gaze, INCDT COMOTI dezvoltă o gamă largă decompresoare cu şurub cu injecţie de ulei, cu parametrii de funcţionare adaptaţi cerinţelor.Până acum s-au realizat - în parteneriat cu firma GHH RAND, furnizoare de compresor -compresoare cu şurub cu injecţie de ulei cu debit de max. 3000 Nm3/oră şi presiuni derefulare de max. 30 barg.

Subliniem faptul că, relaţiile bune de colaborare avute cu firma GHH RAND s-aufinalizat prin acordarea dreptului de a executa sub licenţă - din aprilie 2010 - compresoarelecu şurub din gama CU 64, CU 90, CU 128 cu debite intre 36 – 920 m3/ora si presiune maximade refulare de 30 bar.

Tinand cont de solicitari si aplicatiile concrete din statiile de comprimare, COMOTI alivrat grupuri de comprimare la care compresoarele cu surub – tip CF sau CR 200 K au fostlivrate de GHH Rand – cu debit maxim 1800 m3/ora si presiune maxima de refulare de 30 bar.

Licenta GHH

Compresor cu surub tip ECS

Compresor cu surub tip ECS

Compresor cu surub tip ECS

Compresor cu surub tip ECS

Compresor cu surub tip ECS

Compresor cu surub tip ECS

Compresoare cu şurub livrate de INCDT-COMOTI

Cutie locală de conexiuni electrice antiex

Compresoare cu şurub livrate de INCDT-COMOTI

ECS 15/30 Staţia SILIŞTEA - OMV PETROM

Compresoare cu şurub livrate de INCDT-COMOTI

2xECS 60/10 + 2xECS 60/30 Staţia ICOANA - OMV PETROM.

Compresoare cu şurub livrate de INCDT-COMOTI

ECS 15/10+ECS 15/30 Staţia GLAVACIOC - OMV PETROM

Compresoare cu şurub livrate de INCDT-COMOTI

Compresoare cu şurub livrate de INCDT-COMOTI

Hala montaj final, INCDT-COMOTI

Statie de comprimare booster - Petrom

Statie de comprimare booster - Petrom

Container automatizare - Statie de comprimare booster - Petrom

Echipament de comprimare livrat firmei Boretz Rusia – Temperatura extrema - 40 °C

Familie de compresoare cu surub cu presiune de refulare mare – 45 bara in conceptie COMOTI

Solicitările /semnalele venite de la potenţialii beneficiari, au impus abordarea cu necesitate a proiectării unei familii de compresoare cu şurub, capabile să dezvolte presiuni de refulare de 45 bara, într-o primă fază, urmând ca în faza următoare să realizăm presiuni de refulare de 75 bara. Ne-am propus şi creşterea debitului refulat, prin atingerea valorii de 5000 Nm3/oră. Pentru aceasta INCDT COMOTI a dezvoltat un parteneriat cu GHH-RAND Germania si CITY UNIVERSITY London. Experienţa colectivului de la CITY UNIVERSITY, este confirmată de citările în literatura de specialitate din întreaga lume, de faptul ca firme cu renume, producătoare de astfel de compresoare, apelează la consultaţii tehnice atunci când doresc să îmbunătăţească performanţele produselor lor. Softul utilizat, SCORPATH - în stransă legatură cu softuri anexe - SCOCAD - Proiectare în 3D, desene - Scorg - Alegere generator, condiţii de funcţionare - CFD Model - şi ACOUSTIC Model - calcul vibraţii, zgomote este bazat pe un model matematic al geometriei, respectiv procesului termodinamic de lucru, fiind permanent îmbunătăţit prin compararea datelor estimate cu cele obţinute, fie în standul propriu de experimentare, fie colectate de al parteneri.

Profilul utilizat pentru rotori - „N profile”, procedeul de generare este patentat -asigură o suprafaţă mare de curgere, pierderi mai mici, frecări mai mici respectiv rezistenţămecanică mai mare, raportat la alte tipuri de profile cunoscute. Totodată, pentru acest tip deprofil, testele experimentale şi funcţionale efectuate pe tipurile de compresoare fabricate, auarătat că eficienţa volumetrică/adiabatică este cea mai bună, comparativ cu cele mai modernecompresoare aflate în fabricaţie în mod curent. Se obţine un compresor cu şurub cu parametriisubstanţial îmbunătăţiţi, comparativ cu alţi rotori, de aceleaşi dimensiuni, şi în condiţii delucru similare:

- creştere cu cca. 6,5 % a debitului;- scădere cu cca. 2...2,5 % a puterii specifice.INCDT COMOTI a realizat documentaţia de execuţie a ansamblului compresor cu

şurub - numit CHP 220 -, a reperelor componente şi execuţia integrală a ansambluluicompresor, cu excepţia perechii de rotori, executaţi dupa documentaţia COMOTI, de firmaGHH RAND, respectiv a etanşării duble - montate pe axul de antrenare , la ieşirea din carcasă- executată de ROSEAL din Odorheiul Secuiesc.

CU 90 HP

Parametrii nominali

Presiunea de intrare 5 baraPresiunea de refulare 45 baraDebit 1,200 Nm3/hMotorul electric 160 kW

Parametrii nominali

Presiunea de intrare 4,5 baraPresiunea de refulare 45 baraDebit 5,000 Nm3/hMotorul electric 700 kW

AplicaţiiROMGAZ

ridicarea presiunii gazului livrarea gazului in conducta natională

PETROM colectarea gazului din câmpuri vechi cu presiune scazută livrarea gazului in conducta natională

CHP 220

CU 90 HPPornind de la compresorul cu şurub CU 90 GHH, COMOTI a incercat să dezvolte un compresor cu şurub cu o presiune de refulare

ridicată – 45 bar. Acest tip nou de compresor a fost dezvoltat de COMOTI, utilizând componentele mecanice de la CU 90. Din cauza presiunii mari de testare - 76 bar - carcasa a fost verificată – analizată la stres – şi reproiectată pentru noile cerinte. De

la CU90 s-au păstrat părşile principale – rotorii, lagărele, labirinţii, pistonul de echilibrare etc. Şi s-a prelucrat noua carcasă. S-a schimbat si materialul folosit pentru carcasă – în loc de GGG25 s-a ales WCC – A 216. S-au urmat recomandările din ISO pentru

această presiune şi s-a folosit o etansare dublă în locul uneia simple.Compresorul este pe stand pentru probele de incercari

Jump to first page

Secţiune transversală înCompresorul CHP Diagrama de stres

Vedere frontala

Vedere laterală

Noua carcasă acompresorului

şi a reductorului

Carcase

In imaginile de mai jos este prezentat compresorul cu şurub fabricat în COMOTI:

Vedere laterală

Vedere frontală

Vedere din spate

CHP 220Semnalele primite de la clienţii noştrii sugerau că un compresor nou cu presiunea de refulare de – 45 barg – şi un debit

mare – 5000 Nm3/h va fi foarte util in multe locatii:

în locul compresoarelor cu piston 10GKN pentru ridicarea presiunii in staţiile de gaz PETROM compresoare de înaltă presiune pentru conductele naţionale: Transgaz şi Romgaz cereri de la utilizatorii de compresoare cu presiune inaltă de refulare din România sau din străinatate.

Compresorul nou CHP 220 a fost dezvoltat de COMOTI în parteneriat cu City University şi GHH-Rand. City University a realizat optimizarea profilului rotorilor “N” - Prof. N. Stosic – determinarea incarcării pe lagăre si a propus desenul de ansamblu. COMOTI a proiectat toate componentele compresorului cu şurub - carcasa, perechea de rotori, etc. şi ansamblul general.

COMOTI execută ansamblul general, GHH Rand fiind fabricantul perechii de rotori.

Ansamblul general

Carcasa compresorului

Carcasa evacuarii

Rotorii

PREZENTARE PARALELĂ DOCUMENTAŢIE REALIZATĂ PE CALCULATOR CU POZE PIESE EXECUTATE PE MAŞINI

Carcasă compresor,etapa de proiectare.

Carcasă compresor, etapa de execuţie.

• Carcasă refulare, etapa de proiectare.

Carcasă refulare, etapa de execuţie.

Carcasă lagăre, etapa de proiectare.

Carcasă lagăre, etapa de execuţie.

• Capac carcasă lagăre, etapa de proiectare.

Capac carcasă lagăre, etapa de execuţie.

Perechea de rotori, etapa de proiectare.

• Perechea de rotori fabricaţi de GHH-RAND RAND Germania masurare 3D la INCDT

COMOTI.

Echipamente de comprimare si compresoare cu surub livrate de COMOTi

Beneficiar Compresoare livrate Perioada

PETROM-OMV Group 65 2002 - 2011

TMK Reşiţa 3 2006 - 2009

TMK Artrom Slatina 1 2007

Partener Polonia 2 2009-2011

Partener Germania 15 2009-2011

Partener America 10 2009-2011

Partener Germania 20 2010 -2011

Partener Canada 9 2010 -2011

TMK Reşiţa 2 2010

Confind Câmpina 1 2010

Partener Rusia 2 2010

Partener Croaţia 1 2010

COMOTI îşi desfăşoară activitatea în baza rigorilor unui Sistem de managment integrat (Calitate, Mediu, Sănătate şi Securitate ocupaţională), SR EN ISO 9001, SR EN ISO 14001 şi SR OHSAS 18001, furnizând produse ecologice care satisfac cerinţele de calitate, fiabilitate şi siguranţă în funcţionare.

Certificarea ATEX conform directivei europene 94/9/CE (ATEX) este realizată de un organism notificat - INCD INSEMEX Petroşani - şi în conformitate cu următoarele standarde armonizate:

- SR EN 1127-1 - Atmosfere explozive. Prevenirea şi protecţia la explozie. Partea 1: Concepte fundamentale şi metodologie;

- SR EN 13463-1 - Echipamente neelectrice pentru atmosfere potenţial explozive. Partea 1: Metodă şi cerinţe de bază;

- SR EN 13463-5 - Echipamente neelectrice pentru utilizare în atmosfere potenţial explozive. Partea 5: Protecţie prin securitate constructivă “c”;

- SR EN 13463-6 - Echipamente neelectrice pentru utilizare în atmosfere potenţial explozive. Partea 6: Protecţie prin controlul sursei de aprindere “b”;

- SR EN 13463-8 - Echipamente neelectrice pentru utilizare în atmosfere potenţial explozive. Partea 8: Protecţie prin imersie într-un lichid “k”.

• FURNITURA STANDARD:- ansamblul skid compresor cu şurub;- dulapul de comandă şi control;- dulapul de convertizoare;- dulapul de forţă;- Cartea tehnică şi Manualul de Intreţinere şi Exploatare;

• GARANTII – conform legislatiei in vigoare.

• SERVICII OFERITE:1) Incluse in contract:

- punerea in functiune a compresorului- instruirea personalului

2) La cerere:- instruirea personalului in timpul perioadei de garantie- piese de schimb- reparatii curente- reparatie capitala