Компрессорные станции и установки. Часть 1. Технологические схемы. Нагрузка и производительность. Проектирование компрессорной станции и машинного зала. Газопроводы

Московский государственный технический университет 
имени Н.Э. Баумана 
 

 

 

 

И.В. Автономова 
 
 
Компрессорные станции и установки 
 
Часть 1. Технологические схемы. Нагрузка  
и производительность. Проектирование  
компрессорной станции и машинного зала.  
Газопроводы 
 

Рекомендовано Научно-методическим советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебного пособия 
по курсу «Компрессорные станции и установки» 

Москва 
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 
2011 

УДК 621.5(075.8) 
ББК 31.7 
        А18 

Рецензенты: В.А. Соллогуб, А.В. Чернышев 

Автономова И. В.  
А18 
Компрессорные станции и установки : учеб. пособие. – Ч. 1 : 
Технологические схемы. Нагрузка и производительность. 
Проектирование компрессорной станции и машинного 
зала. Газопроводы / И.В. Автономова. – М. : Изд-во МГТУ 
им. Н. Э. Баумана, 2011. 83, [1] с. : ил. 

 

Даны основные определения и классификация компрессорных 
станций. Рассмотрены компрессорные станции общего назначения, 
воздухопроводы компрессорных станций (конструирование и расчет). 
Приведены методы расчета нагрузки и производительности, 
рекомендации по выбору компрессоров, компоновки компрессорных 
станций и машинного зала и расчету системы вентиляции ма-
шинного зала. 
Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обу-
чающихся по специальности «Вакуумная и компрессорная техника 
физических установок». 

                                                                                                 УДК 621.5(075.8) 
                                                                                   ББК 31.7 

 
 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011 

1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 

Компрессором называется машина, предназначенная для по-
вышения давления и перемещения газов и паров. Компрессор –
часть компрессорного агрегата (КА). КА является единым блоком, 
его компоновка может быть самой разной, например, только ком-
прессор и электродвигатель, компрессор, двигатель, межступенча-
тые коммуникации, система управления и вспомогательное обору-
дование. 
Компрессорная установка (КУ) включает КА и необходимое 
дополнительное оборудование, которое позволяет ей автономно 
функционировать. Элементы КУ могут собираться в единый блок, 
т. е. одновременно быть и КА, или располагаться отдельно, даже в 
разных помещениях. 
Компрессорная станция (КС) – это промышленный объект, 
централизованно поставляющий потребителям сжатый газ. Она 
может состоять из одной или нескольких КУ, различных систем, 
например, смазки, охлаждения, подготовки сжатого газа, зани-
мать разные помещения и включать основные и вспомогательные 
службы. 
Различают централизованные и децентрализованные КС. В 
централизованных установки располагаются в машинном зале, в 
децентрализованных – в цехах основного производства. Это ста-
ло возможным благодаря созданию полностью автоматизирован-
ных КУ с винтовыми компрессорами, размещенными в шумоза- 
глушающих кожухах (уровень звукового давления обычно не 
выше 75 дБА).  
Преимущества централизованных КС: 
– меньшая стоимость КУ (на централизованных КС использу-
ют установки большой производительности, в то время как на де-
централизованных – вместо одной применяют несколько устано-
вок малой производительности; 

– меньшая занимаемая площадь; 
– всасывающие фильтры, вентиляторы, охладители и осушите-
ли воздуха расположены в одном месте; 
– легче гасить шум; 
– установки большой производительности имеют более высо-
кий КПД; 
– меньшая стоимость обслуживания – экономится время на ре-
гулярные осмотры, замеры давлений, температур, уровня вибрации, 
анализ масла; 
– возможность повышения эффективности за счет применения 
нескольких разных по производительности и мощности компрессоров 
и последовательности их включения при изменении потребления 
сжатого воздуха. 
Преимущества децентрализованных КС:  
– отсутствие специального помещения; 
– экономия потребления энергии за счет уменьшения длины 
трубопроводов, уменьшение перепадов давлений и сокращение утечек 
воздуха; 
– возможность работы в широком диапазоне давлений, так как 
для каждого рабочего места используются разные компрессоры; 
– возможность подачи в пневмоприемники воздуха при повышенной 
температуре. 
Из указанных преимуществ централизованных и децентрализованных 
КС следует, что децентрализованные целесообразно применять, 
если по условиям работы основного производства требуется 
воздух с разным давлением и (или) повышенной температурой. В 
остальных случаях используют централизованные КС. 

2. КЛАССИФИКАЦИЯ КОМРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ 

Рассмотрим классификацию КС по функциональному назначению 
и конструктивному исполнению. 
По функциональному назначению КС делят на следующие: 
– общего назначения. Работают на воздухе. Сжатый воздух, 
произведенный ими, используется как энергоноситель; 
– технологических линий. Эти станции являются цехами ком-
прессии каких-либо производств (например, химических). Они 
чрезвычайно разнообразны, так как встраиваются в технологиче-
ский процесс. По этой причине в пособии не рассматриваются; 

– для транспортировки газа и жидкости. Обеспечивают по-
дачу природного и попутного нефтяного газа по магистральным 
газопроводам на перерабатывающие заводы и к потребителю. 
Станции транспортировки газа делятся на головные и линейные. 
Головные предназначены для приемки, очистки, осушки и одо-
ризации газа в соответствующих сооружениях. Линейные (про-
межуточные) используются для компенсации путевых потерь 
давления и располагаются, как правило, через 100–150 км. КС 
для транспортировки жидкости – это газлифтные установки, на 
которых попутный нефтяной газ сжимается и закачивается об-
ратно в скважину (так называемый газлифтный способ добычи 
нефти); 
– для заправки газом объектов. Наиболее распространенными 
КС этого типа являются автомобильные кислородные заправочные 
станции (АКЗС) и автомобильные газонаполнительные компрес-
сорные станции (АГНКС). Заправка баллонов автомобилей газо-
вым топливом осуществляется до давления 25 МПа. АГНКС явля-
ются также предприятиями, производящими моторное топливо. К 
этому типу относятся также КС для заправки воздухом баллонов 
аквалангистов, закачки газа в подземные хранилища и т. д.  
Классификация по конструктивному исполнению показана на 
рис. 2.1.  

Рис. 2.1. Классификация КС по конструктивному исполнению 

Стационарные КС могут располагаться в капитальных зданиях 
либо в блок-боксах и блок-контейнерах.  

При блочно-контейнерной поставке все элементы КС поступа-
ют в готовом виде от предприятия-изготовителя. 
Блок-боксы – это легкие транспортабельные здания, содержа-
щие операторные, вспомогательные и бытовые помещения. Об-
служивающий персонал находится в них длительное время. 
Блок-контейнеры – это технологические установки с индивиду-
альными укрытиями, внутри которых создается микроклимат, необ-
ходимый для работы КУ. Нахождение людей в блок-контейнерах 
кратковременное. 
Возможно комбинированное исполнение, например, оператор-
ные и бытовые помещения размещают в капитальных зданиях, а 
технологические установки – в блок-контейнерах. 
Передвижные КС. Прицепные монтируют на прицепной тележ-
ке и транспортируют автомобилем или трактором, самоходные – на 
автомобильном шасси. Последние не требуют специального 
транспортирующего средства. 

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ СТАНЦИЙ 

Технологическая схема – это чертеж, на котором условно изо-
бражено основное и вспомогательное оборудование, связанное 
между собой трубопроводами. Технологические схемы выполняют 
без соблюдения масштаба. Для обозначения элементов схемы же-
лательно применять условные графические обозначения ЕСКД. 
Технологические схемы КС позволяют выяснить принцип работы 
установок или принцип совместной работы всего комплекса обо-
рудования (ГОСТ 2.701–76).  
Кроме технологических схем используют монтажные. Их вы-
полняют в изометрии или диометрии с соблюдением масштаба. 

4. КОМПРЕССОРНЫЕ СТАНЦИИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ 

4.1. Технологические схемы КС общего назначения 

Технологические схемы создаются на КС в целом или отдельно 
на КУ на газовые, масляные и водяные коммуникации, в них могут 
рассматриваться системы регулирования и защиты.  

Технологическая схема газовой коммуникации необходима для 
объяснения движения газа в КУ. Пример технологической схемы КУ 
с центробежным компрессором (ЦК) представлен на рис. 4.1. 

Рис. 4.1. Технологическая схема газовой коммуникации КУ с ЦК: 

1 – задвижка; 2 – регулирующая дроссельная заслонка; 3 – байпасный клапан; 4 – 
уравнительная линия думмиса; 5 – фильтр на всасывании; 6 – измерительное уст-
ройство; 7, 10 – сдвиговые компенсаторы деформаций; 8, 11 – охладители; 9, 12 – 
влагоотделители; 13 – обратный клапан; 14 – задвижка; 15 – измерительное уст- 
                                     ройство; 16 – предохранительный клапан 

Газ поступает в газовую коммуникацию КУ через задвижку 1, ко-
торая, как правило, управляется дистанционно. Регулирующая дрос-
сельная заслонка 2 предназначена для автоматического регулирова-
ния параметров компрессора, например, для поддержания давления 
или расхода в нагнетательной линии компрессора. В момент пуска 
КУ с ЦК дроссельную заслонку прикрывают для разгрузки привод-
ного двигателя. Затем воздух проходит фильтр 5 на всасывании, мер-
ное устройство 6 для замера производительности на входе в компрес-
сор и поступает в первую секцию КМ1 сжатия газа. Сжатый в первой 
секции газ охлаждается в промежуточном охладителе 8, проходит 
влагоотделитель 9, в котором очищается от сконденсировавшейся 
влаги, и поступает на сжатие во вторую секцию КМ2. Сжатый во 
второй секции газ охлаждается в концевом охладителе 11, очищается 
от влаги во влагоотделителе 12 и через задвижку 14 и измеритель-
ное устройство 15, предназначенное для замера подачи газа потре-
бителю, поступает в ресивер и затем в магистральный газопровод. 

На нагнетательном трубопроводе после влагоотделителя устанавли-
вается обратный клапан 13, который препятствует течению газа из 
магистрального трубопровода в компрессор при внезапной остановке 
последнего. При значительном сокращении потребления газа байпас-
ный клапан 3 перепускает часть газа из нагнетательного трубопрово-
да во всасывающий, т. е. выполняет функцию регулирования произ-
водительности. Кроме того, он необходим для антипомпажной защи-
ты компрессора: с приоткрытием байпасного клапана часть газа 
перетекает по байпасной линии из нагнетательного трубопровода во 
всасывающий, при этом расход газа через компрессор возрастает, а 
подача газа потребителю остается без изменения. На нагнетательной 
линии обязательно устанавливается предохранительный клапан 16. 

На рис. 4.2 представлена технологическая схема КУ с винтовым 

маслозаполненным компрессором (ВКМ). Воздух проходит фильтр 

Рис. 4.2. Технологическая схема газовой коммуникации КУ с ВКМ: 

1 – фильтр всасывания; 2 – клапан всасывания; 3 – ВКМ; 4 – первая ступень вла-
гомаслоотделителя; 5 – вторая ступень влагомаслоотделителя; 6 – клапан мини- 
 мального давления; 7 – концевой охладитель воздуха; 8 – перекрывающий кран 

всасывания 1, предназначенный для предотвращения попадания в 
ВКМ твердых частиц, содержащихся в атмосферном воздухе, и 
поступает в клапан всасывания 2. В компрессорах с плавным из-
менением производительности степень открытия клапана всасыва-

ния плавно регулируется в зависимости от давления в сети сжато-
го воздуха. Чем выше давление, тем меньше открыт клапан и 
меньше поступает воздуха в компрессор. И наоборот, чем ниже 
давление, тем сильнее открывается клапан всасывания и больше 
воздуха поступает на всасывание в компрессор. В компрессорах со 
ступенчатым регулированием производительности используют 
двухпозиционные клапаны всасывания. При открытом клапане 
воздух поступает в ВКМ, и компрессор функционирует в рабочем 
режиме, при закрытом клапане компрессор продолжает работать, 
но его производительность определяется тем расходом воздуха, 
который проходит через отверстие малого диаметра, выполненное 
в перекрывающем органе клапана, т. е. в режиме холостого хода. 
Воздух, сжатый в компрессоре вместе с маслом, которое впрыскивается 
в полости сжатия, подается в первую ступень 4 влагомасло-
отделителя, где примерно 95 % капельного масла и сконденсировавшейся 
из воздуха воды выделяются. Воздух с оставшимся 
маслом и водой подается во вторую ступень 5 влагомаслоотдели-
теля, где отделяется оставшееся капельное масло и влага, и поступает 
в клапан минимального давления 6. Клапан минимального 
давления закрывается, когда давление в первой ступени влаго-
маслоотделителя достигнет определенного уровня (обычно 
0,35–0,45 МПа). Нужно это для того, чтобы создать при переходе 
компрессора на рабочий режим давление во влагомаслоотделите-
ле, достаточное для подачи масла в ВКМ и обеспечения достаточной 
смазки ВКМ при начале работы под нагрузкой. В большинстве 
современных компрессоров клапан минимального давления также 
выполняет и функции обратного клапана, т. е. препятствует обратному 
току воздуха из сети сжатого воздуха при переходе компрессора 
в режим холостого хода, поскольку в этом режиме давление 
воздуха в рабочих ячейках компрессора становится ниже атмосферного.  


Сжатый воздух, вышедший из ВКМ, может иметь температуру 

от 60 до 110 °C, поэтому он подвергается охлаждению в охладителе 
7, который может быть с воздушным или водяным охлаждением. 
Выбор вида охлаждения зависит от возможности подведения 
воды и ее рециркуляции. 

Перекрывающий кран 8, обычно шаровой, служит для изоляции 
КУ от сети сжатого воздуха (например, на время проведения 
технического обслуживания).  

Наряду с технологической схемой газовой коммуникации может 
создаваться технологическая схема, например, системы смазки. 
На рис. 4.3 представлена технологическая схема системы смазки 
КУ с ВКМ. 

Рис. 4.3. Технологическая схема масляного контура КУ с ВКМ: 

1 – влагомаслоотделитель; 2 – термостатический клапан; 3 – охладитель масла; 
            4 – масляный фильтр; 5 – ВКМ; 6 – дроссель с обратным клапаном 

Масло из влагомаслоотделителя первой ступени 1 подается в 
охладитель 3, где охлаждается воздухом, продуваемым через охладитель 
вентилятором или водой. Температура масла на выходе из 
охладителя контролируется термостатическим регулятором 2. Если 
температура за масляным охладителем опускается до 45 °C или ниже, 
термостатический регулятор открывается и пропускает часть 
нагретого масла в обход охладителя. Охлажденное масло через масляный 
фильтр 4 и дроссельное устройство подается на впрыск в полости 
сжатия компрессора, сальники и подшипники для их охлаждения. 
Нужно отметить, что полностью открытым или закрытым 
термостатический регулятор масла бывает редко, обычно часть масла 
подается в ВКМ без охлаждения, а часть охлажденным. Вследствие 
такого смешивания автоматически достигается заданная для 
ВКМ температура поступающего масла.