COMPRESORES

COMPRESORES INDUSTRIALESCondiciones generales para la seleccin de compresores

Una de las formas para producir energa, ms antiguas, seguras, econmicas, eficientes, conocidas y utilizadas por el hombre desde la poca de los griegos y hasta la actualidad es el aire comprimido. Sus propiedades lo hacen verstil y adaptable a la mayora de los procesos de automatizacin industrial.

Muchas industrias utilizan el aire comprimido en sistemas de fluidos de potencia para mover equipo de produccin, dispositivos de manejo de materiales y maquinaria automtica.

Introduccin

Un compresor es aquella mquina dinmica que se encarga de elevar la presin de un fluido compresible (gas, vapor o mezclas a gases) a otra presin ms alta utilizando para ello la energa cintica de un rotor, la cual acciona un pistn o unas hlices helicoidales.DEFINICIONBsicamente el compresor funciona por energa elctrica suministrada al motor.PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El compresor basa su principio de funcionamiento en la transformacin de la energa generada por motor elctrico o de combustin, en energa mecnica y esta a su vez en energa neumtica al comprimir el aire hasta una presin de trabajo preestablecida.

Un compresor es una mquina capaz de elevar la presin del gas que maneja. En la industria la misin de los compresores es:

Alimentar la red de aire comprimido para instrumentos.Proveer de aire para combustin.Recircular gas a un proceso o sistema.Producir condiciones idneas para que se produzca una reaccin qumica.Producir y mantener niveles de presin adecuados por razones de proceso de torres.Alimentar aire a presin para mantener algn elemento en circulacin.IMPORTANCIA EN LA INDUSTRIAPRESION

TEMPERATURA

TEMPERATURA CRTICA (Tc)

PRESIN CRTICA (Pc)

PROCESO ADIABATICO

PROCESO ISENTROPICO

PROCESO ISOTERMICO

PROCESO POLIPROTICO

FACTOR DE COMPRESIBILIDAD (Z

CAPACIDAD DE COMPRESOR

CONCEPTOS TERMODINMICOS En Funcionamiento de CompresoresEFICIENCIA DE COMPRESION

ASPIRACION

DESCARGA

ESPACIO MUERTO

RELACION DE COMPRESION

RELACION DE PRESION

POTENCIA DEL GAS

EFICIENCIA VOLUMETRICA

Fundamentos de Compresin Gaseosa

El vapor alimentado entra en el pistn (punto B) y lo forza con su densidad hacia dentro del cilindro (punto C) originando que se produzca una repulsin del pistn a velocidad elevada produciendo el gas comprimido ( puntoD) salga con rapidez y mayor volumen depositndose en la vlvula de descarga(puntoA) para su posterior almacenamiento en el tanque. Y nuevamente empieza el ciclo o trabajo P-V.AIRE COMPRIMIDODonde lo utilizamos aire comprimido?Elevadores neumticos.Destornilladores automticos.Tornos dentales.Armas de aire comprimido Equipos de mineraArranque de motores de avin

Como esta compuesta?78% DE NITRGENO21% DE OXIGENO09% DE ARGON0.1% DE NEN, HELIO Y KRIPTN.

Como producir aire comprimido ?Por medio de un compresoClasificacin de Compresores

El sistema de compresin dinmica convierte energa cintica (movimiento) en presin. Utiliza energa para desplazar, a alta velocidad, un determinado volumen de aire, que luego es bruscamente desacelerado, lo que aumenta la presin de la masa. Este tipo de compresor es ideal para obtener grandes volmenes de aire, a presiones de hasta 7 bar.COMPRESORES DINAMICOS

El eyector a chorro de vapor es el aparato ms simple que hay para extraer el aire, gases o vapores de los condensadores y de los equipos que operan a vaco en los procesos industriales. Es un tipo simplificado de bomba de vaco o compresor, sin partes mviles, como vlvulas, pistones, rotores, etc.

Una variante a los inyectores son los eyectores en donde el fluido principal y el secundario son diferentes. En muchas aplicaciones industriales donde se dispone el vapor, este se utiliza como fluido principal para comprimir aire u otros gases. EYECTORES

FLUJO AXIAL El flujo del gas es paralelo al eje del compresor y conserva su sentido, se emplea para flujos mas grandes que los centrfugos, poseen cierto numero de etapas en serie, Se utilizan con mayor frecuencia en la industria petroqumica, de refinacin y qumica , aplicaciones aeroespaciales y turbocargadores.Las altas cargas resultantes de impulsos en el rotor, crean limitaciones para emplear compresores axiales en corrientes de gas de alta densidad.

CENTRFUGOSRotodinmicos o turbomquinas que incluyen bombas y ventiladores, son dispositivos dinmicos que intercambian de forma continua un momento angular entre un elemento rotatorio (rodete) y el flujo de vapores de refrigerante .Proporcionan un caudal mayor que los compresores reciprocantes Aplicaciones donde se requiere un trabajo continuo, como el caso de sistemas de ventilacin, unidades de refrigeracin, y otras que requieran mover grandes volmenes de aire aumentando su presin mnimamente

Este tipo de equipos conocidos tambin como de Flujo intermitente, poseen un sistema de compresin mediante el cual se obtiene presin alterando el volumen del aire atmosfrico.

Los compresores que conforman este grupo, concentra el aire en un recinto hermtico, lo comprimen en un espacio de menor volumen y luego lo transportan a otro recipiente para almacenarlo. En este grupo se ubican los reciprocantes y los rotatorios.COMPRESORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Los compresores reciprocantes normalmente tienen vlvula auto-accionadas las cuales abren y cierran segn la diferencia de presin que exista a travs de ellas. Los compresores alternativos son los equipos de compresin ms usados; poseen un alto rango de tamaos y tipos diferentes, su potencia vara desde fracciones de hp hasta unidades de ms de 12.000 hp, con rangos de presin desde menos de uno hasta ms de 4000 bar.

Debido al movimiento reciprocante de los pistones y a otras partes rodantes desbalanceadas, los compresores reciprocantes tienen que tener una base que la sostiene.

Reciprocantes o Alternativos

Se trata de un arreglo especial, en donde el compresor se encuentra integrado a un motor diesel de manera tal que no existe conexin mecnica alguna. El principio de operacin de estos equipos es el siguiente:

Compresores Pistn libreHaciendo uso del aire comprimido se logra el movimiento hacia adentro del pistn, comprimindose el aire contenido en la cmara de combustin. Cuando los pistones se encuentran cerca del punto muerto inferior, se inyecta el combustible, producindose la combustin por efecto de la temperatura. Son equipos que pueden manejar volmenes de aire considerables (3000 CFM) y presiones de trabajo de hasta 350 Psi, estos trabajan con dos rotores que giran en una carcasa y sus componentes estn montados con holguras o tolerancias muy pequeas que garantizan la compresin del aire con flujos axiales.COMPRESORES ROTATORIOS

Estn incluidos los compresores: tipos de lbulos, espiral, aspas o paletas y anillos de liquido. Cada uno con una carcasa, o con mas elementos rotatorios que se acoplan entre s, como los lbulos o las espirales, o desplazan un volumen fijo en cada rotacin.

Por lo general,estos compresores tienen una capacidad mxima de unos 25 000 ft3/min, en los de espiral rotatoria y de lbulos.Son mquinas que tienen aletas dispuestas en ranuras axiales sobre un rotor montado excntricamente dentro de una carcaza cilndrica. COMPRESORES DE ASPAS

El principio de funcionamiento de estos compresores es el siguiente: Cuando el rotor gira las aletas se pegan contra la carcaza por accin de la fuerza centrifuga, sellndose as el especio entre dos aletas consecutivas.

El aire entra al compresor cuando el volumen entre dos aletas es mximo; luego a medida que el rotor gira, el volumen decrece por efecto de la excentricidad. El aire se comprime a medida que es desplazado hasta la descarga. Son compresores exentos de aceite y sin vlvulas, con relacin de compresin fija.

Este tipo de compresores estn constituidos por un rotor con alabes fijos, montados excntricamente dentro de una cmara circular, de manera similar a los compresores de aletas deslizantes COMPRESORES DE ANILLO LIQUIDO

Compresores de tornillosEl compresor de tornillo tambin es impulsado por motores. La diferencia principal radica que el compresor de tornillo utiliza dos tornillos largos para comprimir el oxgeno dentro de una cmara larga.

El principio de funcionamiento de estos compresores : inicialmente el aire llena el espacio entre los dos lbulos, y a medida que los rotores giran, el volumen entre los rotores disminuye obtenindose progresivamente la compresin deseada

MECANICA DE COMPRESORESHemos visto que los compresores son de dos tipos: de flujo continuo y de flujo intermitente, de altos volmenes y de altas presiones de descarga. Los compresores hermticos o reciprocantes tienen un sistema de funcionamiento mediante el trabajo mecnico de un pistn. Los compresores hermticos son bombas de aire, los cuales son accionados por el cigeal, generalmente por una correa, pero en ocasiones, por una cadena o conjunto de engranajes. Giran a grandes velocidades, por lo tanto son mucho mas lentos que los turbocompresores.

Y los compresores dinmicos o centrfugos poseen otro sistema particular de funcionamiento que se basa en la transformacion de la energa cintica del motor y los alabes que son accionados por el mismo para generar presin elevada.FUNCIONAMIENTO MECANICO DE LOS COMPRESORESDesde el punto de vista fsico y mecnico, el funcionamiento de estos equipos es muy sencillo y se basa en el principio del desplazamiento del aire en cuatro tiempos:Admisin , compresin, descarga y succin.Principio de funcionamiento COMPRESORES RECIPROCANTES

El principio de operacin de un compresor centrifugo es similar al de los ventiladores o bombas centrifugas.

1) El vapor a baja presin y con baja velocidad, proveniente de la tubera de succin, se introduce en la cavidad interna u ojo de la rueda impulsora a lo largo de la direccin del eje del rotor.

2) Una vez en la rueda, el vapor es forzado a salir radialmente hacia el exterior por la accin de los alabes del impulsor y por la fuerza centrfuga desarrollada en la rotacin de la rueda.

Principio de funcionamiento de Compresores CENTRIFUGOS3) El vapor es descargado a una velocidad alta, habiendo experimentado asimismo un aumento de temperatura y presin.

4) Cuando deja la periferia de la rueda es conducido a unos pasadizos situados en el cuerpo mismo del compresor, y que estn esencialmente diseadas para reducir la velocidad del vapor.

Estos dirigen al vapor hacia la entrada del siguiente impulsor , en el ultimo caso, lo descargan a una cmara desde donde el vapor pasa a la tubera de descarga hacia el condensador

SELECCIN DE UN COMPRESOR

No todos los tipos de compresores se fabrican en todas las gamas de presin y volumen. En la siguiente figura se indican, en una forma muy general, las capacidades de los compresores reciprocantes, centrfugos, de espiral rotatoria y de flujo axial disponibles. La aplicacin ms comn se indica con la zona de sombreado ms oscuro. Cmo eligo un compresor?Fig. 2 Lmites de presin y volumen de funcionamiento (presin de descarga contra volumen de alimentacin) dediversos compresores

CONDICIONES FISICOQUIMICAS:

Humedad del Aire Atmosfrico

Composicin de la Mezcla de Gas

Temperatura Crtica, Presin Crtica

Proximidad al Punto Crtico

SELECCIN DE UN COMPRESOR

Peso Molecular, Constante de los Gases

Calor Especfico, Relacin de Calor Especfico

Factor de Compresibilidad de gases

CONDICIONES FISICAS

Contenido de Lquido Contenido de Slidos Contenido Corrosivo

CONDICIONES AMBIENTALES

AlturaRango de Temperatura Ambiente Polvo y arenaSustancias Corrosivas y Slidas en el Aire Direccin Predominante del Viento.

FALLAS EN LOS COMPRESORES

Por calor excesivo

El calor excesivo provoca quemaduras del compresor.

Sobrecalentamiento: Se produce cuando la temperatura del gas de succin al compresor es muy elevada.

Bajo Voltaje: Al trabajar el compresor con bajo voltaje se traduce en un aumento de corriente elctrica (Amperaje) provocando calentamiento en los devanados y dao del aislamiento.

Falta de refrigerante: El embobinado se sobrecalentar si no lo baa suficiente vapor de refrigerante para eliminar el calor que desprende.

Obstrucciones en el evaporador y falta de ventilacin: Bajo estas condiciones el sistema tendr muy alta presin en la cabeza del compresor y/o baja presin de succin, hacindose excesiva la temperatura de descarga del compresor.

Cmo determinar un calor excesivo en el sistema?La temperatura mxima de descarga permisible en un compresor se mide a 6 de la vlvula de descarga y es 107C. Esta temperatura debe ser medida con un termopar de contacto en la tubera de descarga. A temperatura de 135C es falla segura y a tempreatura de 20 C es el comienzo de alto riesgo de falla.Cules son las causas principales de falla en un compresor?

Por contaminantes

En un sistema de refrigeracin solo debe circular aceite y refrigerante, cualquier otra sustancia es un contaminante.

Aire y humedad: Son los ms dainos ya que pueden reaccionar con el aceite y el refrigerante provocando enlodadura y formacin de cidos dentro del sistema. Se forman por un vaco ineficiente. La humedad forma congelacin y taponamiento de la vlvula de expansin o el tubo capilar.Ceras, resinas: Obstruyen vlvula de expansin y tubo capilar, ocasionan perdida de compresin, tapan orificios de aceite.

Suciedad y brisas de metal: Se depositan en las vlvulas de expansin obstruyendo la circulacin del refrigerante, daan el material aislante del embobinado, se depositan en ste y provocan corto circuito.

Fundentes de soldadura: Son compuestos qumicos muy activos y su uso debe ser limitado. Al realizar soldaduras es recomendable pasar una corriente de Nitrgeno de 2 a 5 PSIG por la parte interna de la tubera con esto evitaremos que ingrese escoria al sistema.

1.Fallas en los compresores

2.- Fallas en los Compresores

1. Comprobar lneas, vlvulas, juntas, etc.2. Comprobar los sistemas de lubricacin y niveles de aceite. Algo de aceite debe ir al cilindro directamente, pero mucho aceite puede ensuciar las vlvulas (holln) y es antieconmico. Poco aceite puede ser causa de un desgaste prematuro de los anillos del pistn.3. Comprobar el sistema de refrigeracin de agua del cilindro y hacer circular el agua antes de ponerlo en marcha, para prevenir un sobrecalentamiento y prdida de engrase.4. Girar el volante lentamente para dar algunas emboladas y desalojar cualquier lquido que pudiera haber en el cilindro, y repartir bien el aceite.5. Arrancar el compresor en descarga y con las vlvulas de admisin y escape cerradas y el by-pass abierto. Despus abrir la impulsin y cerrar el by-pass. A continuacin ir abriendo la vlvula de aspiracin lentamente.

6. Poner en carga el compresor, primero al 25%, despus 50% y por ltimo al 100%.

Pasos para el buen arranque de un compresor1. Poner el compresor en descarga. Dejarle funcionando un poco sin carga para enfriar el pistn y asegurar la retencin de una capa de aceite protector sobre todas las superficies metlicas. El agua de refrigeracin debe seguir fluyendo hasta despus de parar el compresor.2. Cerrar la vlvula de la lnea de aspiracin, abrir el by-pass y despus cerrar la lnea de impulsin.3. Parar el motor o turbina que mueve el compresor.4. Si el compresor va a estar parado unos das, el eje del pistn se debe proteger con una capa de aceite contra la corrosin.5. Antes de la nueva puesta en marcha se debe sacar el aceite del crter y poner uno nuevo.

Pasos para una parada de Compresores Se agradece mucho su atencin Hasta pronto