Compresores Centrífugos Y Reciprocantes

COMPRESOR RECIPROCANTE: Es un compresor de desplazamiento positivo, en el que la compresión se obtiene por desplazamiento de un pistón moviéndose lineal y secuencialmente de atrás hacia adelante dentro de un cilindro; reduciendo de esta forma, el volumen de la camara (cilindro) donde se deposita el gas; este efecto, origina el incremento en la presión hasta alcanzar la presión de descarga, desplazando el fluido a través de la válvula de salida del cilindro.

El cilindro, está provisto de válvulas que operan automáticamente por diferenciales de presión, como válvulas de retención para admitir y descargar gas. La válvula de admisión, abre cuando el movimiento del pistón ha reducido la presión por debajo de la presión de entrada en la línea. La válvula de descarga, se cierra cuando la presión en el cilindro no excede la presión de la línea de descarga, previniendo de esta manera el flujo reverso.

Los compresores reciprocantes deben ser alimentados con gas limpio ya que no pueden manejar líquidos y partículas sólidas que pueden estar contenidas en el gas; estas partículas, tienden a causar desgaste y el líquido como es no compresible puede causar daños a las barras del pistón. La potencia de los compresores reciprocantes puede ser de hasta 20000 Hp y para presiones desde el vacío hasta los 50000 Psig. Son diseñados de simple y múltiples etapas, que están determinadas por la relación de compresión (relación entre la presión de descarga y succión), que generalmente no excede de 4 por etapa.

Los equipos de múltiples etapas deben ser provistos de enfriadores entre etapas, los cuales disminuyen la temperatura del gas hasta valores aceptables por la siguiente etapa de compresión. El enfriamiento, reduce la temperatura y el volumen real del gas que es enviado a los cilindros de alta presión de las siguientes etapas; logrando con esto, reducir la potencia requerida para la compresión y mantener la temperatura debajo de la máxima permisible.

TIPOS DE COMPRESORES RECIPROCANTES

a. Simple Etapa: Son compresores con una sola relación de compresión, que incrementan la presión una vez; solo poseen un depurador interetapa, un cilindro y un enfriador interetapa (equipos que conforman una etapa de compresión) generalmente se utilizan como booster en un sistema de tuberías.

b. Múltiples Etapas: Son compresores que poseen varias etapas de compresión, en los que cada etapa incrementa progresivamente la presión hasta alcanzar el nivel requerido. El número máximo de etapas, puede ser 6 y depende del número de cilindros; no obstante, el número cilindros no es igual al número de etapas, pueden existir diferentes combinaciones; como por ejemplo, si se requiere un sistema de tres etapas, puede utilizarse 3, 4 o 6 cilindros.

c. Balanceado - Opuesto: Son compresores separables, en los cuales los cilindros están ubicados a 180º a cada lado del frame.

d. Integral: Estos compresores utilizan motores de combustión interna para trasmitirle la potencia al compresor; los cilindros del motor y del compresor están montados en una sola montura (frame) y acoplados al mismo cigüeñal. Estos compresores pueden ser de simple o múltiples etapas y generalmente son de baja velocidad de rotación 400 – 900 RPM. Poseen una eficiencia y bajo consumo de combustible; sin embargo, son mas costosos y difíciles de transportar que los separables; a pesar de esto, hay muchas aplicaciones en tierra donde esta es la mejor opción. Tienen mayor rango de potencia 2000 – 13000 BHP que los separables, entre sus ventajas se encuentran: Alta eficiencia, Larga vida de operación, Bajo costo de operación y mantenimiento comparado con los separables de alta velocidad.

e. Separable: En este equipo, el compresor y el motor poseen cigüeñales y monturas diferentes acoplados directamente. Generalmente, vienen montados sobre un skid y pueden ser de simple o múltiples etapas. Los compresores reciprocantes separables en su mayoría son unidades de alta velocidad 900 – 1800 RPM que pueden ser accionados por motores eléctricos, motores de combustión interna o turbinas, manejan flujos menores de gas que los integrales y pueden tener una potencia de hasta 5000 HP, entre sus ventajas se encuentra: Pueden ser montados en un skid; son de fácil instalación y transporte y poseen amplia Flexibilidad operacional.

FACTORES QUE DETERMINAN LA CAPACIDAD DE UN COMPRESOR RECIPROCANTE

1. Factores de diseño mecánico- estos son inherentes en el compresor y no se pueden cambiar.

a. Diámetros de los cilindros.

b. Recorrido de los cilindros.

c. Número de los cilindros.

d. Espacio muerto.

e. Revoluciones por minutos en los compresores semi herméticos y los herméticos.

2. Factores de aplicación- estos son los que ser pueden cambiar hasta cierto límite.

a. La presión de succión.

b. La presión de descarga.

c. Tipo de refrigerante a usarse.

d. Revoluciones por minutos en compresores abiertos.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Un compresor reciprocante está compuesto básicamente por un cilindro dentro del cual el gas en comprimido por un pistón que efectúa un movimiento reciprocante en dirección axial. Esto se traduce en una disminución del volumen del gas, lo que genera un aumento de presión. La admisión y la descarga del gas se hacen a través de válvulas automatizadas, las cuales se abren al detectar un diferencial de presión determinado.

Las válvulas de admisión se abren cuando la presión en el cilindro es ligeramente menor a la presión de admisión. Asimismo, las válvulas de descarga se abren cuando la presión en el cilindro es un poco superior a la presión en la descarga.

Al inicio del ciclo el cilindro está lleno de aire atmosférico. El pistón se mueve reduciendo el volumen inicial de aire, ocasionando un aumento de presión. Hasta este momento las válvulas permanecen cerradas. En la figura se muestra la presión en el interior del cilindro igual a la presión de descarga del sistema. A continuación, el pistón realiza la carrera de descarga. Las válvulas de descarga se abren justo después de que el ciclo alcanza el punto 2 y el aire comprimido fluye a través de éstas hacia el sistema.

Después de que el pistón alcanza el punto 3 las válvulas de descarga se cierran, dejando el espacio muerto lleno de aire a la presión de descarga. Durante la carrera de expansión, tanto las válvulas de admisión como de descarga permanecen cerradas y el aire atrapado en el espacio muerto aumenta su volumen, lo que implica una disminución de presión.

PARTES DEL COMPRESOR RECIPROCANTE.

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