Компрессор винтовой воздушный – Купить компрессор винтовой воздушный в каталоге с ценой

Содержание

Воздушные винтовые компрессоры: устройство и принцип работы

Потребность различных отраслей промышленности и строительства в сжатом воздухе постоянно возрастает. Пневматические инструменты (бытовые и промышленные), автоматизированные приёмно-подающие устройства, средства безопасности – неполный перечень оборудования, которое использует для своего функционирования такой энергоноситель. Соответственно растут и требования к компрессорам. Современные компрессоры винтового типа в значительной степени удовлетворяют поставленным требованиям.

Винтовой компрессор BogeВинтовой компрессор Boge Винтовой компрессор Boge

Принцип работы

Для выполнения своей главной задачи – подачи воздуха с необходимыми значениями давления и расхода – компрессору винтового типа предстоит выполнить следующие действия:

  • отобрать из окружающей среды необходимое количество исходного воздуха;
  • очистить его от возможных примесей, микрочастиц и пыли;
  • перенаправить очищенный воздух в зону его сжатия;
  • сформировать поток воздуха, набравшего нужные показатели давления;
  • очистить воздух от посторонних включений;
  • стабилизировать физические показатели – температуру, относительную влажность;
  • произвести транспортировку подготовленного энергоносителя по своему дальнейшему применению.

При этом необходимо реализовать следующие задачи и действия: давление и расход должны регулироваться, причём, по возможности, плавно, а удельная энергоёмкость агрегата (соотношение между производительностью и расходом электроэнергии) должна быть минимальной.

Схема устройства винтового компрессораСхема устройства винтового компрессора

Схема устройства винтового компрессора

По этим показателям винтовой компрессор превосходит машины поршневого типа. Они имеют компактное устройство, отличаются гарантированно устойчивой непрерывной работой, меньшим уровнем шума и вибраций. Поэтому удельный вес такого оборудования в общей доле машин аналогичного предназначения постоянно возрастает. Приобрести винтовые компрессоры вы можете у наших партнеров: Компания ПрессАэр.

Основные узлы и детали

Современные конструкции рассматриваемого типа оборудования включают в себя:

  1. асинхронный электродвигатель;
  2. систему интеллектуального управления двигателем;
  3. винтовую пару роторов, встречно вращающихся на рабочих валах;
  4. фильтр-очиститель входного воздуха;
  5. масляный контур, конструкция которого включает в себя фильтр, маслоотделитель-сепаратор и термостат;
  6. конечный охладитель сжатого воздуха;
  7. всасывающий вентилятор центробежного типа;
  8. систему управления;
  9. блокировочные и перепускные устройства;
  10. трубопроводы.
Винтовой блок маслозаполненного винтового компрессора в разрезеВинтовой блок маслозаполненного винтового компрессора в разрезе

Винтовой блок маслозаполненного винтового компрессора в разрезе

С целью сокращения непроизводительных потерь мощности, увеличения компактности и эксплуатационной долговечности за передачу крутящего момента винтовой паре в схеме имеется блок электронного управления вращением ротора двигателя. Поэтому традиционные клиноременные или зубчатые передачи в машинах современного типа отсутствуют.

Винтовой блок безмаслянного винтового компрессораВинтовой блок безмаслянного винтового компрессора

Винтовой блок безмаслянного винтового компрессора

Применяемые устройства для управления винтовыми компрессорами обеспечивают постоянное изменение числа оборотов двигателя в момент его пуска и установившегося цикла работы машины. Поэтому регулировка технологических характеристик агрегата происходит плавно, при оптимальном расходе электроэнергии. Одновременно увеличивается и эксплуатационный ресурс всех подвижных элементов конструкции.

Последовательность получения энергоносителя

Стадии получения энергоносителя в рассматриваемых установках происходят по следующей схеме. Исходный воздух через впускной клапан засасывается вентилятором в фильтр очистки, после чего направляется в постепенно уменьшающийся спиральный зазор к винтовой паре. Одновременно туда из другого, масляного, контура поступает масло. В рассматриваемой технике оно выполняет следующие функции:

  • смазывает подшипника рабочих валов, вращающихся с большой скоростью;
  • сжимает воздушный поток, который поступает в промежуток между винтовыми роторами;
  • способствует его охлаждению, поскольку при сжатии воздушная среда неизбежно нагревается.

В процессе перемещения механической смеси воздуха и масла в спиральном зазоре площадь последнего постоянно уменьшается. Этому способствует конструкция винтовых роторов, один из которых – ведущий – имеет четырёхвитковый шаг, а второй, ведомый – шестивитковый. Учитывая разницу в плотности масла и воздуха (даже с учётом постепенного сжатия последнего), действие масла является своеобразным дополнительным поршнем, увеличивающим давление в масляно-воздушной смеси. Оно может регулироваться, в зависимости от расхода масла и скорости вращения винтовых роторов.

На выходе из спирального зазора смесь поступает в сепарирующее устройство, где и разделяется, причём масло последовательно поступает в фильтр очистки и термостат для охлаждения, а затем вновь возвращается в исходный контур. Сжатый воздух через систему клапанов проходит в фильтр-осушитель. Там воздух дополнительно очищают и понижают температуру до требуемых значений, после чего энергоноситель уже может транспортироваться по трубопроводам к месту своего применения.

Достоинства и ограничения

При выборе типоразмера машины следует принимать во внимание следующее. Винтовой компрессор работает в режиме непрерывного вращения винтовых роторов. Поэтому, в отличие от поршневых машин, там нет цикла холостого хода, а потому действие происходит без толчков и вибраций. Соответственно, снижаются нагрузки на фундамент. Наличие масляного смазывающего клина существенно снижает шум при работе данных устройств, и одновременно способствует увеличению периода их беспрерывного действия (у современных моделей оно может составлять сутки и более). Достоинством устройства винтовых компрессоров можно также считать улучшенную регулируемость выходных характеристик, а также повышенное качество конечного воздуха.

Принцип работы винтового компрессора современного типа полностью автоматизирован, что допускает его эффективное действие в составе автоматизированной поточной линии.

Винтовой компрессор обладает и рядом недостатков:

  1. Конструкция винтовых роторов весьма сложна, поэтому их ремонт или восстановление на неспециализированных предприятиях невозможен. При этом установить винтовую пару от другого производителя невозможно, поскольку они не унифицируются.
  2. Стоимость винтовых компрессоров, из-за технологической сложности его узлов, значительно превышает стоимость других типов агрегатов аналогичного назначения.
  3. Устройство масляного контура предполагает тщательную отладку на свою синхронную работу с воздушной частью схемы, что потребует высокой квалификации обслуживающего персонала.
  4. При работе на неоптимальных режимах (высокий расход воздуха при одновременно сниженном давлении и наоборот) потребление масла данными агрегатами резко возрастает.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru

Ошибка 404. Страница не найдена!

Ошибка 404. Страница не найдена!

К сожалению, запрошенная вами страница не найдена на портале. Возможно, вы ошиблись при написании адреса в адресной строке браузера, либо страница была удалена или перемещена в другое место.

 

 

 

www.elec.ru

устройство, схема, преимущества, особенности эксплуатации. Как выбрать винтовой компрессор

  • Главная
  • /
  • Статьи
  • /
  • Винтовой компрессор: устройство, принцип работы, разновидности, преимущества, особенности эксплуатации

Винтовым называется компрессор, понижение давления в котором достигается за счет вращения двух винтов (роторов). По конструкции такие устройства принадлежат к ротационному компрессорному оборудованию. Впервые винтовая модель была запатентована в 1934 г. На сегодня агрегаты данного типа являются наиболее распространенными в своем сегменте. Этому способствует их относительно небольшая масса и компактные габариты, надежность, способность функционировать в автономном режиме, экономичность в плане потребления электроэнергии и затрат на обслуживание. Невысокий уровень вибрации позволяет монтировать такие системы без обустройства специального фундамента, как в случае с поршневыми аналогами. В ряде направлений (судовые рефрижераторы, мобильные компрессорные станции и т. п.) роторные модели практически полностью вытеснили компрессоры других разновидностей. Такие устройства могут подавать воздух, сжатый до 15 атм., и обладать производительностью 1–100 м3/мин.

Преимущества винтовых компрессоров

По сравнению с центробежными и поршневыми моделями, устройства описываемого типа имеют следующие базовые преимущества.

  1. Крайне низкий (порядка 2–3 мг/м3) расход масла, что в разы меньше, чем у крупных поршневых моделей с лубрикаторной смазкой. Следовательно, воздух, подаваемый посредством винтовых агрегатов, будет намного качественнее и чище. Его можно применять для питания новейшего пневматического оборудования без установки фильтров дополнительной очистки.
  2. Пониженный уровень вибрации и шума (у некоторых моделей – соразмерный с шумностью бытовой техники). С учетом небольшого веса и габаритов это позволяет устанавливать описываемые устройства без специального фундамента непосредственно на производствах, где потребляется сжатый воздух, а также оснащать ими разноплановые мобильные комплексы.
  3. Наличие воздушного охлаждения. Во-первых, это устраняет необходимость устанавливать системы оборотного водоснабжения. Во-вторых, появляется возможность вторично использовать тепло, которое выделяется в результате функционирования компрессора, к примеру, для обогрева помещений.
  4. Надежность работы, безопасность и простота эксплуатации, способность длительное время функционировать без обслуживания. Это становится возможным благодаря наличию автоматических систем, посредством которых осуществляется управление и контроль над работой агрегата.

Устройство винтового компрессора

Стандартная модель состоит из следующих элементов.

  1. Фильтр, необходимый для очищения воздуха, поступающего в агрегат. Обычно состоит из первичного фильтра, монтируемого непосредственно на корпус в месте забора воздушных масс из атмосферы, и вторичного, который устанавливается перед клапаном 2.
  2. Всасывающий клапан. Позволяет предотвратить выброс масла и сжатого воздуха из компрессора в момент остановки последнего. Работает на пневматическом управлении. По конструкции представляет собой обычный подпружиненный клапан. Некоторые устройства оснащены аналогами пропорционального типа.
  3. Винтовой блок. Представляет собой основную рабочую часть агрегата. Состоит из двух винтов (роторов), изготовленных посредством высокоточной механической обработки и помещенных в корпус. Самый дорогой элемент устройства. Роторная пара оснащена датчиком термозащиты, вмонтированным возле патрубка 18. Данный контроллер выключает мотор, если температура на выходе роторов превысит отметку в 105 °С.
  4. Ременной привод (высокомощные модели оснащены прямой муфтовой передачей или редукторами). Задает скорость, с которой вращаются винты. Представляет собой 2 шкива, один из которых установлен на роторной паре, другой – на двигателе. Чем больше скорость, тем выше производительность компрессора, однако максимальное давление (рабочее) при этом снижается.
  5. Шкивы, размер которых задает скорость оборотов винтовой пары 4.
  6. Двигатель. Вращает роторы 4 посредством ременной передачи (в более новых моделях – муфты или редуктора). Оснащен датчиком термозащиты, который отключает мотор от сети при достижении максимально допустимых значений потребляемого электротока. Вместе с датчиком, описанным в пункте 3, обеспечивает безопасность функционирования устройства и защищает его от возникновения аварийных ситуаций.
  7. Масляный фильтр. Он очищает масло перед его возвратом в роторы.
  8. Маслоотделитель первичной очистки. Здесь воздух освобождается от масла под действием центробежной силы (поток закручивается, вследствие чего и отделяются частицы).
  9. Маслоотделительный фильтр. Обеспечивает второй этап очистки. Такой комплексный подход позволяет минимизировать остаточные масляные пары на выходе до 1,3 мг/м3, что является недостижимым значением для поршневых агрегатов.
  10. Предохранительный клапан. Необходим для обеспечения безопасности. Клапан срабатывает, если давление в маслоотделителе 8 превысит допустимый лимит.
  11. Термостат, обеспечивающий нужный температурный режим. Пропускает масляный состав, не разогретый до 72 °С, мимо охлаждающего радиатора 9. Это позволяет ускорить достижение оптимальной температуры.
  12. Маслоохладитель. После отделения от сжатого воздуха горячее масло попадает в данный резервуар, где охлаждается до нужной температуры.
  13. Воздухоохладитель. Перед подачей потребителю сжатый воздух охлаждается здесь до температуры, которая будет выше на 15–20 °С, чем окружающая среда.
  14. Вентилятор. Осуществляет забор воздуха, охлаждает рабочие элементы.
  15. Клапан холостого хода (электропневматический). Управляет функционированием всасывающего клапана 2.
  16. Реле давления. Обеспечивает работу агрегата в автоматическом режиме. В новых компрессорах реле заменено электронной системой управления.
  17. Манометр. Находится на лицевой панели, показывает давление внутри компрессора.
  18. Выходной патрубок.
  19. Прозрачное цилиндрическое утолщение на трубке, необходимое для визуального контроля над процессом возврата масла.
  20. Клапан минимального давления. Пока последнее не превышает 4 бар, он всегда будет закрытым. Также данный элемент выполняет функцию обратного клапана, поскольку отделяет пневмолинию и компрессор при остановке последнего или работе в холостом режиме.

Устройство помещено в корпус, который обычно изготавливается из стали. Он покрывается негорючим звукопоглощающим составом, устойчивым к маслу и прочим сходным веществам. Это конструкция наиболее распространенной модификации. В зависимости от модели и производителя схема и комплектация роторного компрессора может варьироваться.

Принцип действия компрессора

Через клапан 2 воздух из атмосферы, очищенный посредством фильтров 1, попадает в роторную пару 3. Здесь он смешивается с маслом. Последнее подается в резервуар сжатия для выполнения следующих задач.

  1. Уплотнить зазоры между винтами 3 и корпусом 16, а также между полостями роторов. Это позволяет минимизировать перетечки и утечки.
  2. Устранить касание винтов, обеспечив масляный клин между ними.
  3. Отводить тепло, которое индуцируется в процессе сжатия воздуха.

Сжатая в блоке 3 воздушно-масляная смесь подается в маслоотделитель 7, где разделяется на составляющие. Отсепарированное масло очищается на фильтре 6 и возвращается в блок 3. В зависимости от температуры предварительно оно может охлаждаться в радиаторе 9, что регулируется термостатом 8. В любом случае, масло будет циркулировать по замкнутому кругу. Воздух поступает в охлаждающий радиатор 13. После достижения нужной температуры он подается на выход компрессора.

Режимы работы

  • Пусковой (Start). Данный режим служит для оптимизации нагрузки на электросеть в момент запуска компрессора. Включение двигателя осуществляется по схеме «звезда», а через 2 секунды (отсчитываются по таймеру, который включается в момент нажатия на кнопку Start) он переключается на схему «треугольник», что соответствует рабочему режиму. Маломощные винтовые модели работают на прямом пуске.
  • Рабочий. В системе начинает увеличиваться давление. Для его контроля имеется 2 манометра. Первый находится на лицевой панели и показывает параметры внутри компрессора. Второй – на ресивере, он служит для контроля линии. После достижения максимально допустимого давления срабатывает соответствующее реле, в результате чего агрегат переходит на холостой ход из рабочего режима.
  • Холостой ход. Двигатель и роторы вращаются, перемещая газ по внутреннему контуру. Это необходимо для охлаждения воздушных масс. Данный режим служит для перевода компрессора в состояние ожидания или выступает в качестве подготовки перед полным выключением. В поршневых моделях холостого хода нет. Детальное описание работы устройства на таком режиме выглядит следующим образом. Реле 16 дает команду, запускающую пневмоклапан холостого хода и временное реле. Параметры последнего можно настроить. Пневмоклапан открывает канал между фильтром маслоотделителя 9 и всасывающим клапаном 2, вследствие чего давление внутри компрессора начинает снижаться с такой скоростью, чтобы достичь минимальной отметки (2,5 бар) в течение установленного времени. Это позволяет остановить двигатель без выброса масла в область фильтра 1. По истечении указанного периода реле времени дает команду отключить мотор. Система переходит в состояние ожидания. Если сжатие достигло минимальной величины раньше, чем сработало временное реле, снова включается рабочий ритм.
  • Ожидание. Продолжается, пока рабочее давление не опустится ниже минимальной отметки, после чего реле 16 вновь запускает механизм. Длительность данного режима зависит от скорости расходования воздуха.
  • Стоп (Stop). Служит для штатного выключения агрегата. Если при этом компрессор находился в рабочем ритме, он на некоторое время перейдет на холостой ход и только после этого отключится.
  • Alarm-stop – экстренное выключение. Соответствующая кнопка находится на панели управления. Режим используется в случаях, если понадобилось срочно остановить двигатель. Агрегат выключается сразу, без промежуточного перехода на холостые обороты.

Разновидности винтовых компрессоров

Маслозаполненные. Один ротор в них является ведущим, второй – ведомым. Физический контакт между данными элементами предотвращается посредством впрыскиваемого масла (на 1 кВт мощности устройства подается 1 л/мин). Шумность работы подобного оборудования находится на уровне шума от бытовой техники – 60–80 Дб (при условии использования звукопоглощающих кожухов). Мощность двигателей может варьироваться в пределах 3–355 кВт, а объемные расходы – 0,4-54 м3/мин. Такое оборудование можно устанавливать непосредственно в рабочих цехах.

Безмасляные. Делятся на два подвида.

  • Компрессоры винтовые сухого сжатия. Оснащены синхронными электромоторами, которые приводят в движение оба винта, исключая контакт между ними. Они менее производительны по сравнению с моделями маслозаполненного типа. Из-за отсутствия масла нет и отвода тепла. Поэтому уровень сжатия достигает лишь 3,5 бар в одной ступени. Данный показатель можно поднять до 10 бар, если использовать вторую ступень и промежуточный рефрижератор. Но это, как и применение двух электромоторов вместо одного, увеличивает стоимость устройства.
  • Водозаполненные компрессоры. Самая технологичная модель, сочетающая все достоинства безмасляных и маслозаполненных вариантов. Водозаполненные агрегаты отличаются оптимальной производительностью и позволяют достигать сжатия 13 бар в одной ступени. Важным преимуществом подобных моделей является их экологичность, ведь традиционное компрессорное масло заменено на чистую, натуральную и не такую дорогостоящую воду. При этом обеспечивается внутреннее охлаждение. Вода обладает высокой удельной теплопроводностью и теплоемкостью. Вне зависимости от уровня конечного сжатия температура в ходе данного процесса повышается максимум на 12 °С. Этому способствует в том числе применение дозированного впрыска. Тепловая нагрузка на элементы устройства минимальна, следовательно, возрастает срок службы, надежность и безопасность агрегата в целом. Сжатый воздух не нуждается в дополнительном охлаждении. Циркулирующая в системе вода охлаждается до температуры окружающей среды. А влага, имеющаяся в сжатых воздушных массах, конденсируется и вновь возвращается в контур. В маслозаполненных моделях именно конденсат был загрязняющим веществом. Здесь же он используется в циркуляционном контуре за несколько часов (при нормальных условиях и непрерывной эксплуатации устройства). Следовательно, накопление отходов на станции практически нивелируется. Еще одно значимое достоинство водозаполненных компрессоров – возможность снизить на 20 % энергозатраты. Процесс сжатия в подобных устройствах приближается к идеальному изотермическому. Изготовление устройства обходится дешевле за счет отсутствия масляных фильтров, емкостей для отработанной масляной жидкости. Не приходится нести издержки и на переработку конденсата.

Безмаслянные модели используются в различных областях, но самые популярные сферы применения – пищевая, фармацевтическая и химическая промышленности.

Почему выгодно перейти на винтовое компрессорное оборудование

Как отмечалось выше, роторные модели постепенно вытесняют поршневые и центробежные варианты. Многие предприятия переходят именно на такие агрегаты, считая их более надежными, совершенными и экономичными. При этом стоимость роторных устройств выше, чем поршневых аналогов. Да и на замену оборудования (если речь идет именно о модернизации системы, а не о сборке новой установки) необходимо потратить определенную сумму. Разберемся более детально, в чем именно заключается выгода для предпринимателей, проведя сравнение винтовых и поршневых моделей. Но для начала необходимо понять, из каких статей расходов формируется стоимость любого компрессора. Окончательная сумма включает в себя следующие затраты.

  1. Приобретение агрегата.
  2. Оплата монтажных работ.
  3. Покупка расходных материалов.
  4. Оплата электроэнергии, потребляемой устройством.
  5. Ремонтные расходы.
  6. Покупка дополнительного оборудования. Например, это может быть очистительный комплекс для сжатого воздуха.
Расходы на приобретение агрегата

В этом плане более выгодными являются поршневые модели, цена которых на 20–40 % ниже стоимости винтовых аналогов. В то же время, это средства, затрачиваемые непосредственно на покупку оборудования. Но ведь его необходимо еще и установить. Поршневые модели имеют более значительные габариты и массу, в процессе работы они ощутимо вибрируют, поэтому нуждаются в обустройстве специального фундамента. Это существенно увеличивает стоимость монтажа. Если сравнивать общую сумму, которую необходимо потратить на покупку оборудования и его установку, то более выгодными оказываются именно роторные варианты.

Расходы на электроэнергию

КПД роторных компрессоров существенно больше. И чем выше производительность агрегата, тем более заметной будет эта разница. Имеет значение и тип устройства. Например, водозаполненные модели обеспечивают более высокую экономию энергоресурсов. Но даже маслозаполненные варианты низкой производительности, оснащенные традиционной схемой управления, на протяжении эксплуатационного периода несколько раз окупают свою стоимость за счет одной только экономии электричества. По критерию энергозатрат на генерирование одинакового объема сжатого воздуха поршневые агрегаты заметно проигрывают.

Некоторые винтовые модели позволяют еще больше увеличить экономию энергоресурсов. Речь идет о двухступенчатых агрегатах и устройствах с изменяемой частотой оборотов мотора. Подобное оборудование дает дополнительную экономию на 30 %. Важно и то, что имеется возможность регулировать производительность агрегата. Другими словами, компрессор будет генерировать столько сжатого воздуха, сколько потребляет оборудование в каждый конкретный момент. При таком режиме работы не возникнет ни переизбытка, ни дефицита. Оборудование будет функционировать с нужной производительностью, затрачивая энергоресурсы только на полезную работу.

Расходы на обслуживание и ремонт

Поршневые компрессоры нуждаются в регулярной замене колец поршней, клапанов, вкладышей и прочих элементов механизма. Роторные модели полностью избавляют пользователя от подобных проблем. В их механизме нет быстро изнашивающихся элементов. Потребность в ремонте возникает гораздо реже, а плановое обслуживание обходится гораздо дешевле. При соблюдении инструкции по эксплуатации такой агрегат способен прослужить около 20 лет, работая без ремонта в трехсменном режиме.

Удешевление обслуживания происходит еще и потому, что пропадает необходимость в постоянном присутствии рядом с оборудованием обслуживающего персонала. Роторные модели оснащены защитой, предотвращающей возникновение аварийных ситуаций. Например, оборудование отключается при перегреве или пиковых значениях электрического тока и способно работать в полностью автономном режиме.

В отличие от поршневых моделей, роторные аналоги поддерживают возможность комплектации блоками электронного управления, которые позволяют на программном уровне задать параметры функционирования агрегата на несколько недель вперед. Посредством электронного блока можно управлять и группой из нескольких механизмов, останавливая или запуская некоторые из них в зависимости от производственных потребностей в сжатом воздухе. Таким образом, комплекс функционирует с максимальной продуктивностью и без перерасхода ресурсов.

Покупка расходных материалов

Винтовые компрессоры имеют более эффективную систему маслоотделения, которая позволяет существенно снизить количество масляных фракций, смешивающихся со сжатым воздухом. Если уменьшается объем затрат основного расходного вещества, то снижается и стоимость его приобретения. Подобные агрегаты имеют более совершенную конструкцию (если сравнивать с поршневыми аналогами), которая позволяет установить современные СОЖ. Последние способны в несколько раз сократить частоту замены масляного состава.

Приобретение дополнительного оборудования

Поскольку в винтовых моделях масляные фракции отделяются эффективнее, нет необходимости покупать дополнительные комплексы очистки. А если сделать выбор в пользу более дешевого поршневого агрегата, придется приобрести еще и ресивер, который гасит возникающие в пневматической системе пульсации давления. Роторные аналоги не генерируют подобные пульсации. В большинстве случаев это позволяет избежать покупки дополнительных ресиверов.

Шумность работы винтовых агрегатов значительно ниже, чем у поршневых устройств. Посредством установки шумопогашающих кожухов можно еще сильнее снизить уровень звука и вибрацию, возникающие при функционировании компрессорного оборудования. Это позволяет монтировать его прямо в цехах, куда подается сжатый газ. Чем короче расстояние, на которое перемещается воздух, тем меньше появляется в нем конденсированной влаги и твердых фракций, которые способны серьезно навредить производственному превмооснащению.

Децентрализация компрессорного оборудования данного типа позволяет запускать только те единицы, которые понадобились в конкретный момент времени для обеспечения производства сжатым газом в необходимых объемах. Следует упомянуть и дополнительную выгоду, которая заключается в возможности задействования генерируемого компрессором тепла для нужд предприятия. Зачастую оно используется для отопления цехов.

Резюме

Роторные модели уступают поршневым аналогам равной производительности только по стоимости покупки. По всем остальным статьям (затраты на ремонт, закупку дополнительного оснащения и расходных материалов, оплату потребляемой энергии и работу обслуживающего персонала) они гораздо выгоднее и несколько раз окупают себя за эксплуатационный период. Таким образом, покупка винтового компрессорного оборудования – экономически оправданное и выгодное для предприятия решение.

Модели с частотным приводом

В середине 1990 гг. были созданы роторные компрессоры, оснащенные частотным приводом. Появление такого оборудования стало большим шагом к развитию и внедрению энергосберегающих технологий на производстве. Стоимость энергорессурсов постоянно увеличивается. Закономерно, что предприятия при модернизации своих мощностей стараются подобрать максимально экономичные варианты для замены устаревшего оснащения. И их выбор часто останавливается именно на роторных агрегатах с частотным приводом. Кроме надежности работы и способности функционировать в автономном режиме подобные агрегаты позволяют существенно оптимизировать энергозатраты.

Особенности конструкции и эксплуатации частотных приводов

Привод данного типа состоит из частотного преобразователя и асинхронного мотора. Последний преобразует электричество в механическую энергию, приводя в движение роторную пару. Частотный преобразователь служит для управления мотором. Он модифицирует переменный электроток одной частоты в переменный ток другой частоты.

В технической литературе чаще встречается термин «частотно-регулируемый электропривод». Подобное название обусловлено тем, что регулировка скорости оборотов мотора осуществляется посредством вариации частоты питающего напряжения, которое подается частотным преобразователем на двигатель. На сегодня подобные приводы широко применяются в различных сферах промышленности. Например, они задействованы в насосах, обеспечивающих дополнительную подкачку жидкости для сетей тепло- и водоснабжения.

Компрессорное оборудование с частотным приводом

Оснащение такого оборудования частотными приводами позволило получить агрегаты, обладающие рядом значимых достоинств по сравнению с простыми винтовыми моделями.

  • Плавный запуск. При включении обычного асинхронного электромотора возникают пусковые токи, превышающие номинальные в более чем 4 раза. Это провоцирует возникновение перегрузки в сети и накладывает ограничения на количество включений компрессорного оборудования в течение часа. Аналог с двигателем, оснащенным частотным преобразователем, запускается плавно, не провоцируя перегрузок в сети. Число пусковых операций у него будет меньше.
  • Способность поддерживать постоянное давление с высокой (до 0,1 бар) точностью, немедленное реагирование на все скачки данного параметра в сети. Каждый дополнительный бар нагнетания – это 6–8-процентное увеличение энергопотребления оборудования.
  • Обеспечение точного соответствия производительности компрессора и реальной потребности подключенного к нему оборудования в сжатом газе. Это позволяет минимизировать количество переходов агрегата в режим холостых оборотов. А ведь именно в моменты подобных переходов асинхронный электромотор обычной модели потребляет до 1/4 собственной номинальной мощности.

Посредством несложных расчетов получаем, что модель с частотным приводом за пятилетний период эксплуатации позволяет сэкономить до 25 % электроэнергии по сравнению с роторными моделями без частотного преобразователя. Некоторые производители обещают, что их оборудование способно сэкономить до 35 % ресурсов.

Другие способы оптимизации энергозатрат

На практике эффективность работы оборудования напрямую зависит от режима его функционирования. Нередко встречаются случаи, когда производители завышают показатели экономичности своего оборудования или в рекламных целях предоставляют неполную информацию. Пользователи компрессорных установок должны знать, что существуют и другие способы оптимизации энергозатрат, которые часто более просты и экономически выгодны. В качестве примера можно привести децентрализованный комплекс обеспечения сжатым газом. Он предусматривает установку нескольких компрессоров небольшой мощности вместо одного мощного агрегата, не всегда работающего на полную силу. Каждая единица подбирается в зависимости от объемов воздухопотребления конкретного оборудования. Поскольку не все производственные мощности могут быть задействованы в один момент времени, компрессорные агрегаты подключаются по мере необходимости.

Альтернативный вариант предусматривает монтаж нескольких винтовых моделей в единую сеть, которая оснащается одним пультом управления. Такая станция работает на 100 % своей мощности при пиковой нагрузке в сети. Как только потребность в сжатом газе снижается, ненужные мощности отключаются.

Кроме экономии энергоресурсов подобные мультикомпрессорные группы позволяют создать энергетический резерв. Если одна из единиц выйдет из строя, комплекс продолжит функционировать. Потеря мощности будет незначительной. Например, если в сеть входит 4 агрегата, то поломка одного из них снизит суммарную производительность только на 1/4.

Если же на предприятии будет установлен всего один, хоть и высокомощный агрегат, то его внезапная поломка может привести к полной остановке производственного цикла со всеми вытекающими убытками от простоя.

В настоящий момент степень изношенности компрессорного оборудования на многих предприятиях достиг критического уровня. Вопрос модернизации устройств подачи сжатого газа является очень актуальным. Надеемся, что данная статья поможет вам определиться с выбором компрессора, удовлетворяющего производственным потребностям вашего предприятия и современным требованиям к энергоэффективности, безопасности и надежности оборудования.

www.spitzenreiter.ru

Винтовые компрессоры и компрессорные установки. Работа и принцип действия. Технические характеристики и применение

Классическая модель данного вида компрессоров оснащена двумя винтами (с выпуклой и вогнутой поверхностью). Тем не менее, существует два типа винтовых компрессорных агрегатов: одновинтовой и двухвинтовой. В классическом варианте, винтовая пара совершает разнонаправленные вращательные движения, в результате чего осуществляется сжатие газа. В одновинтовом агрегате есть один несущий винт, который приводится в действие электрическим двигателем.

Существует деление компрессорных установок на типы в соответствии с видом привода: агрегаты, оснащенные ременным и прямым приводом.

В компрессорах с ременным приводом имеются два шкива (один непосредственно на двигателе, второй расположен на винтовой паре), которые задают роторам вращение. Чем выше скорость вращательных движений, тем выше уровень производительности, но ниже уровень рабочего давления. В агрегатах с прямой передачей используется редуктор, либо прямой способ передачи посредством муфты.

В зависимости от параметра заполняемости маслом резервуара, где вращаются винты компрессора, и в которой происходит фактическое сжатие агрегаты подразделяются на:

Маслозаполненные винтовые компрессоры

Широко применимый тип компрессоров. Ведущим обычно является один винт. Ведомый ротор вращается вслед за ротором, приводящим в движение. Масло участвует в отводе тепла, которое образуется в процессе сжатия воздуха. Масло впоследствии удаляется сепаратором, давая на выходе чистый сжатый воздух. Хотя 99,9% масла остается внутри компрессора, всегда остается немного масла, которое проникает через сепаратор и покидает компрессор в сжатом воздухе, так называемый вынос масла. Поэтому эти компрессоры не могут быть использованы там, где требуется сжатый воздух без примеси масла.

Но для большинства заводов, цехов и машиностроения незначительное содержание масла не критично.  По сути это предотвращает образование ржавчины (внутри системы сжимающей воздух) и помогает машине работать плавно.

Преимущества:

  • тихая работа
  • высокий поток воздуха, равномерный поток
  • подходит для непрерывной работы

Недостатки:

  • дорогой по сравнению с поршневым типом компрессора
  • не подходит для длительных простоев
  • унос масла

Безмасляные винтовые компрессоры

Основной принцип работы такой же как у масляных компрессоров, только в этом случае здесь не используется масло, только воздух! Т.к здесь не впрыскивается масло во время сжатия, сжатие производится обычно в две стадии. Потому что если мы будем сжимать воздух в одну стадию например с 1 до 7бар, он станет очень горячим.

Ступень 1 сжимает воздух до нескольких бар (например 2,5бар). Воздух здесь очень горячий, поэтому он подается сначала через промежуточный охладитель прежде чем поступить во вторую ступень. Ступень 2 сжимает воздух дальше с 2,5бар до требуемой величины, например до 7 бар.

Обычно 2 ступени встроены на 1 редукторе с 1м эл. двигателем который приводит их в движение одновременно.

Если вам нужен 100% безмасляный воздух и в большом количестве, безмасляный винтовой компрессор то что вам нужно. Конечно же, здесь речь и о большой цене, но если Вам действительно нужен 100% безмасляный воздух, то у Вас нет выбора.

Преимущества:

  • 100% воздух без масла

Недостатки:

  • Более дорогой, чем масляный тип.
  • Обслуживание/ремонт более сложный процесс и более дорогой, чем у масляного типа компрессора.
  • Более шумный, чем масляный тип.

Безмасляные компрессоры имеют много областей применения. Это пищевая, химическая промышленность, фармацевтика, радиоэлектроника и производство полупроводников,. Винтовые безмасляные компрессоры можно подразделить на безмасляные компрессоры с впрыском воды в камеру сжатия, винтовые компрессоры сухого сжатия.

Водозаполненные винтовые компрессоры

Винтовые компрессоры с впрыском воды единственные компрессоры с мощностью ниже 55кВт достигающие 13бар. Вне зависимости от уровня конечного сжатия при дозированном впрыске температура не повышается более чем на 12°. Тепловая нагрузка на элементы устройства незначительна. следовательно, возрастает срок службы, надежность и безопасность агрегата в целом. При помощи этой технологии, отличная охлаждающая способность воды обеспечивает эффективный отвод тепла на источник.

Винтовые компрессоры с впрыскиваемой жидкостью обычно не требуют, чтобы два вращающихся в противоположные стороны ротора были в надлежащем зацеплении. Вода является слоем, который разделяет 2 винтовых профиля даже если один ротор «приводит в движение» другой. Этот тип компрессоров может быть очень выгодным для потребителя, т.к дает следующие преимущества:

  • впрыскиваемая жидкость обеспечивает внутреннее охлаждение. Некоторые газы в таком случае не полимеризуются, не работают во взрывоопасных температурах.
  • водозаполненные винтовые компрессоры достигают значительно большей степени сжатия.

Типичное применение водозаполненных винтовых компрессоров: рециркуляционные газы, окись этилена, угольный газ и очень специфичные газы, как например хлорсодержащий газ.

Подробно о типах винтовых компрессоров

intech-gmbh.ru

10 МИФОВ О ВИНТОВЫХ КОМПРЕССОРАХ

Винтовые воздушные компрессоры окружает большое количество мифов. Вспомним основные из них и попробуем рассмотреть их подробнее.

Миф первый: чем выше заявленный ресурс винтовой пары, тем компрессор лучше

Информация о ресурсе винтовой пары (или о ресурсе подшипников винтовой пары) в устах умелых продавцов винтовых компрессоров является одним из основных аргументов, характеризующих высокое качество (надежность) предлагаемой ими продукции. Действительно, заявления о ресурсе в 50000-100000 часов работы вызывают уважение. Иногда этот же аргумент имеет несколько иное звучание: «ресурс работы компрессоров серии … составляет более 70000 часов без капитального ремонта. Это означает, что Ваш компрессор будет непрерывно работать около 10 лет».

10 лет непрерывной работы, безусловно, серьезный результат. Но можно ли быть абсолютно уверенным в том, что компрессор производительностью до 5 м3/мин на самом деле отработает 70000 часов? Давайте попробуем разобраться.

Прежде всего, отметим, что наработка в 70000 часов (а, может, даже и больше) возможна лишь в определенных image.inc (1).jpgусловиях. Но ведь у каждого потребителя свои условия работы, зачастую, довольно сильно отличающиеся от «тепличных». Понятно, что при прочих равных условиях компрессор, установленный на фармацевтической фабрике, отработает гораздо больше, чем компрессор в цехе цементного завода. Не случайно чистота помещения, чистота компрессора, чистота воздуха, поступающего в компрессор – это важнейшие факторы, влияющие на продолжительность его работы. Другим немаловажным фактором является своевременно и квалифицированно проведенное техническое обслуживание.

Кстати, всем, кто говорит о ресурсе в десятки тысяч часов, можно задать вопрос о сроке гарантии на промышленный воздушный компрессор. Простейший математический расчет показывает, что при ежедневной круглосуточной работе в течение года компрессор отработает – 24 х 365 = 8760 часов. Поэтому если срок гарантии составляет всего 1 год, то в случае выхода компрессора из строя при наработке, превышающей 8760 часов, ремонтировать его придется уже за деньги.

Вот почему не стоит ориентироваться на заявления производителя о сроке службы винтового блока. Этот параметр попросту непроверяемый (при покупке компрессора, по крайней мере), потому что проверить его можно единственным способом – временем.

Миф второй: использование винтового блока известного производителя – залог высокой надежности винтового компрессора

Винтовой блок по праву считается «сердцем» компрессора для автосервиса. Известно, что в мире совсем немного производителей винтовых блоков. Поэтому большинство компаний, выпускающих компрессорную технику, используют «чужие» винтовые блоки на условиях аутсорсинга. И у потенциального покупателя часто создается впечатление о том, что если два компрессора разных производителей имеют одинаковое «сердце», то они имеют и примерно одинаковые эксплуатационные возможности.

Это серьезное заблуждение. Действительно, производители компрессоров всегда обращают особое внимание на использование высококачественных основных узлов изделия (в данном случае на винтовой блок). Конечно, винтовая пара является «сердцем» компрессора. Но это далеко не единственный элемент, влияющий на надежность всего компрессора для СТО в целом. Известная формула надежности гласит: «Надежность системы определяется надежностью ее самого слабого элемента». А слабым элементом обычно оказывается не винтовой блок, а какой-то другой элемент (электронный компонент компрессора, шланг, фильтр, реле и т.п.). Вот на них-то, в первую очередь, и экономят, чтобы удешевить продукцию.

В этой связи хочется привести один любопытный пример, о котором в свое время сообщалось в периодической печати. В сверхзвуковом реактивном англо-французском самолете «КОНКОРД» надежность основных бортовых систем выбрана таким образом, чтобы вероятность отказа с неопасными последствиями составляла не более 10-5, вероятность опасных отказов не более 10-7, а катастрофические поломки исчисляются вероятностью, меньшей 10-9. Иными словами, основное оборудование в самолетах рассчитано на очень высокую надежность. Однако, в 2000 г. «КОНКОРД» разбился, и причиной аварии, стал как раз незначительный эффект второстепенного узла.

Компрессор, конечно, не самолет. Но разве кому-то будет легче, если он выйдет из строя не из-за неисправности винтового блока, а по причине отказа небольшого электронного реле? Воздух-то он давать все равно не будет!

Миф третий: использование комплектующих компонентов известных производителей – залог высокой надежности винтового компрессора

Этот миф, в какой-то степени, является продолжением предыдущего. Сегодня ситуация на рынке такова, что наличие в комплектации компрессора компонентов, выпущенных под известными брендами, не всегда является гарантией надежности и качества.

Почему так? Как известно, большинство крупнейших мировых производителей уже переместило свое производство image.inc (6).jpgв Азию и, в первую очередь, в Китай. Конечно, продукция под маркой «made in China» не всегда является синонимом низкого качества. Но надежность производимого в Китае оборудования во многом зависит от уровня контроля со стороны головной компании. Если производство уже налажено и идет достаточно давно, то вполне возможно, что выпускается нормальная брендовая продукция. А вот на этапе запуска можно ждать самых неприятных сюрпризов.

Другая проблема китайского производства – это так называемые «серийные отказы». Довольно продолжительное время идет нормальная продукция, а потом вдруг неожиданно проявляется один и тот же серийный дефект.

Поэтому надежность компонентов компрессора с частотным приводом сейчас зависит не только от бренда, но и от того, где они произведены. Одно дело, если это страны с многолетней, развитой культурой производства, и совсем другое, если это регионы, только начинающие свое восхождение к технологическим вершинам.

Миф четвертый: техническое обслуживание винтового компрессора заключается лишь в периодической замене расходных материалов

Лет десять назад, когда отечественный рынок стал активно наполняться винтовыми компрессорами, родился еще один миф. Говоря о преимуществах винтовых компрессоров перед поршневыми воздушными компрессорами, поставщики оборудования часто обращали внимание на то, что винтовые компрессоры гораздо проще в техническом обслуживании. А само техническое обслуживание винтового компрессора сводили лишь к периодической замене расходных материалов.

Это не совсем так. Ошибочно представлять техническое обслуживание винтового компрессора исключительно, как image.inc.jpgзамену расходных материалов. Помимо замены масла и фильтров в него входит еще целый ряд операций. Вот лишь неполный их перечень:

  • проверка крепления проводов к магнитным пускателям;
  • проверка натяжения (замена) приводных ремней;
  • проверка и протяжка резьбовых соединений;
  • проверка состояния масляных прокладок;
  • очистка радиатора;
  • проверка всасывающего клапана;
  • проверка термозащиты мотора;
  • проверка термозащиты винтовой группы;
  • смазка клапана минимального давления;
  • замена подшипников и прокладок винтовой пары;
  • - замена подшипников электродвигателя.

Конечно, у всех этих операций разная периодичность проведения. Например, если резьбовые соединения нужно проверять и протягивать при каждом обслуживании (через 2500-3000 часов), то замена подшипников электродвигателя и винтовой пары проводится не ранее чем через 20000 часов работы.

Различные операции технического обслуживания требуют и разной квалификации обслуживающего персонала. Если заменить расходные материалы и подтянуть резьбовые соединения вполне по силам даже техническим специалистам среднего уровня, то заменить подшипники в винтовом блоке смогут далеко не все специалисты официальных сервисных центров поставщиков оборудования.

Поэтому техническое обслуживание винтового компрессора является целым комплексом мероприятий, проведение которых требует как времени, так и соответствующей квалификации обслуживающего персонала.

Миф пятый: использование безмасляного винтового компрессора – единственный способ получить сжатый воздух высокого качества

Существуют две полярные точки зрения на качество сжатого воздуха, производимого винтовыми компрессорами. Производители безмасляных винтовых компрессоров позиционируют их как единственное оборудование, позволяющее полностью исключить риск содержания даже минимального количества масла в сжатом воздухе при его использовании в тех отраслях промышленности, где требования к качеству воздуха особенно высоки.

Им оппонируют компании, производящие масляные компрессоры. Они говорят о том, что даже безмасляный компрессор не в состоянии произвести 100% безмасляный воздух. Почему? Дело в том, что любой компрессор всасывает в себя атмосферный воздух, чистота которого зависит от условий всасывания. А условия всасывания часто таковы, что в воздухе присутствуют и пары масла, и различные углеводороды, и твердые частицы. Уже в атмосферном воздухе концентрация этих веществ бывает довольно высокой. При сжатии же она повышается еще в несколько раз! Поэтому сжатому воздуху после безмасляного компрессора, так же как и после маслонаполненного компрессора, необходима подготовка (осушка и очистка).

А если это так, то зачем тогда переплачивать за более дорогой безмасляный компрессор? Достаточно поставить маслонаполненный компрессор с качественной системой подготовки и получить высочайшее качество сжатого воздуха.

В общем, спорить на эту тему можно очень долго, но факт остается фактом: в любом случае, использование безмасляного винтового компрессора без системы подготовки воздуха недопустимо. Ведь отсутствие в сжатом воздухе масла совершенного не означает отсутствия твердых частиц и влаги. Поэтому как после маслонаполненных компрессоров, так и после безмасляных компрессоров, используется оборудование для подготовки сжатого воздуха, обеспечивающее примерно одинаковое его качество.

Современные системы подготовки позволяют понизить содержание масла в воздухе до величины, не превышающей 0,01 мг/м3, что соответствует 1 классу чистоты (ISO 8573-1).

Миф шестой: чем меньше удельные затраты на единицу произведенного сжатого воздуха, тем компрессор лучше

Можно ли сравнивать винтовые компрессоры лишь на основании их удельной мощности? Рассмотрим следующий пример. Допустим, что у нас имеются два компрессора с мощностью двигателя 7,5 кВт. Производительность первого компрессора 1 м3/мин, производительность второго компрессора 1,2 м3/мин. Какой компрессор эффективнее?

Величина удельной мощности компрессора определяется отношением номинальной мощности электродвигателя к его производительности. В нашем примере у первого компрессора она составит 7,5 кВт/м3, у второго 6,25 кВт/м3. Таким образом получается, что второй компрессор эффективнее, так его энергетические затраты на единицу произведенного сжатого воздуха ниже. Но так ли это?

Формально – да. Однако при сравнении винтовых компрессоров двух разных производителей, ориентироваться на заявленную продавцом производительность нужно очень осторожно.

Во-первых, существуют различные методики определения производительности компрессора. Поэтому при сравнении величин производительности, следует уточнить, по какой методике проводились измерения. Если выяснится, что использовались разные методики, то сравнивать удельную мощность этих компрессоров нельзя ни в коем случае: такое сравнение будет просто некорректным.

А во-вторых, даже если методики измерения совпадают, то удельная мощность не всегда является тем параметром, который позволяет дать точную оценку энергоэффективности компрессора. Концепция производства винтовых компрессоров практически у всех производителей предполагает использование одной и той же винтовой image.inc (1).jpgпары на моделях, имеющих разную мощность электродвигателя. Сделать это позволяет конструктивная особенность винтовой пары, допускающая широкую глубину регулировки ее частоты вращения. Поэтому при сравнении двух компрессоров, имеющих одинаковую мощность электродвигателя, но разную производительность, надо сравнивать не только удельную мощность, но и частоты вращения винтов в каждом из них.

При прочих равных условиях, чем быстрее вращается винтовая пара, тем больше ее износ, и тем сильнее она подвержена риску выхода из строя. Соответственно, тем быстрее придется покупать новый компрессор, затраты на приобретение которого вполне сопоставимы со стоимостью сэкономленной электроэнергии.

Таким образом, формально более высокий уровень энергоэффективности зачастую достигается за счет более интенсивной эксплуатации винтовой пары.

Миф седьмой: винтовые компрессоры в комплектации «все в одном» - оптимальное решение для промышленных предприятий

Поставщики оборудования настойчиво продвигают миф о том, что модульные компрессоры типа «все в одном» (у которых сам компрессорный агрегат, ресивер и оборудование для подготовки сжатого воздуха образуют единый блок) являются оптимальным решением для использования на промышленных предприятиях.

С точки зрения размещения и сервисного обслуживания, установка подобных компрессоров для пескоструя, действительно очень удобна. Но есть несколько важных нюансов, о которых продавцы предпочитают умалчивать.

Во-первых, цена. Осушители должны иметь специальное исполнение, чтобы их можно было бы встроить в единый модуль. Специальное исполнение всегда стоит денег. Если вы покупаете импортный компрессор, то доставка ресивера всегда «влетает в копеечку». Ведь фактически, приходится перевозить воздух, потому что сам по себе ресивер – это просто бочка для воздуха. И покупатель абсолютно ничего не потеряет, если закажете ресивер, например, из Белоруссии.

Во-вторых, качество воздуха, а точнее обеспечение температуры точки росы. Осушитель, устанавливаемый в компрессорную станцию «все в одном», имеет «стационарное» исполнение, и замене не подлежит. Выбор этого осушителя всегда осуществляется для номинальных рабочих условий: давление сжатого воздуха на входе в осушитель 7 бар; температура воздуха на выходе из компрессора 35°С; температура окружающей среды 25°С. И только при таких условиях будет обеспечена требуемая температура точки росы 3°С.

Но что произойдет, если рабочие условия изменятся? Например, если температура воздуха на выходе из компрессора составит 45°С, а температура окружающей среды 35°С? В этом случае температура точки росы будет уже не 3°С, а гораздо выше. Следовательно, качество осушки значительно понизится. Решением проблемы могло бы стать использование более мощного осушителя, но установить его в модульный компрессор невозможно.

А в-третьих, использование компрессоров типа «все в одном» не всегда позволяет обеспечить главный принцип подготовки сжатого воздуха: она должна осуществляться в непосредственной близости от потребителей.

Поэтому, если у покупателя есть возможность установить все элементы компрессорной станции по отдельности, то лучше так и сделать. Если же нет, то только в этом случае можно остановиться на приобретении моноблока.

Миф восьмой: если компрессор не нагнетает сжатый воздух, то он неисправен

Причиной появления данного мифа стало непонимание принципиального отличия между выбором поршневого и винтового компрессора по производительности. Известно, что величина производительности поршневого компрессора на нагнетании должна превышать величину реальной потребности в сжатом воздухе на 15-20%. Можно сказать даже так: чем выше производительность поршневого компрессора по сравнению с расходом сжатого воздуха, тем лучше. В этом случае компрессор будет работать менее интенсивно, и иметь больше времени для охлаждения.

С винтовым компрессором ситуация несколько иная. Безусловно, производительность винтового компрессора точно так же должна превышать потребность в сжатом воздухе (на 10-15%). Но слишком большой «запас производительности» нежелателен. Более того, он даже вреден минимум по двум причинам.

Во-первых, надо учитывать специфику работы винтового компрессора. В отличие от поршневого компрессора, винтовой компрессор после набора максимального рабочего давления не отключается, а переходит в режим холостого хода. Этот режим является переходным и служит для перевода компрессора из рабочего режима в режим ожидания или полного выключения. В режиме холостого хода электродвигатель компрессора и винтовая группа продолжают работать, но без производства сжатого воздуха. Во время работы на холостом ходу электродвигатель продолжает потреблять электроэнергию (около 25-30% от своей номинальной мощности). 

Поэтому, чем выше «запас производительности» перед расходом воздуха, тем продолжительнее время работы компрессора в режиме холостого хода (соответственно, тем выше и энергопотребление).

ns_mov.jpgА во-вторых, при незначительном потреблении сжатого воздуха велика вероятность того, что компрессор не будет выходить на оптимальный тепловой режим, при котором температура воздушно-масляной смеси (масла) составляет 80-90°C. Именно при такой температуре воздух способен удерживать в себе влагу, не позволяя ей конденсироваться во внутреннем контуре компрессора.

Если же температура масла будет ниже, то это может послужить причиной появления конденсата. В результате через 1,5-2 года работы, на винтах образуется ржавчина, и винтовая пара выходит из строя. (Решением как раз этой проблемы стал выпуск серии компрессоров NEW SILVER, у которых время прогрева/выхода на оптимальную рабочую температуру не превышает 4-х минут).

Подведем итог: винтовой компрессор выбирается для решения конкретной задачи в соответствии с реальной потребностью в сжатом воздухе. Если же винтовой компрессор выбирается с запасом, например, с учетом перспектив на дальнейшее расширение производства, то эти перспективы должны иметь вполне реальные сроки.

Миф девятый: использование компрессора с частотным приводом позволяет получить 30-50% экономию электроэнергии

Компрессоры с частотным приводом уже около десяти лет являются наиболее заметным товаром на рынке промышленного оборудования. Одним из главных преимуществ, которое сулит эксплуатация данного компрессора, является экономия электроэнергии, якобы составляющая 30-50%.

Так ли это, и почему на некоторых промышленных предприятиях результат использования «частотника» может оказаться гораздо ниже ожидаемого? Попробуем разобраться.

Говоря об экономии электроэнергии, большинство производителей компрессорной техники сознательно умалчивают о режимах эксплуатации оборудования. Понятно почему: одна из крупнейших компрессорных компаний провела исследования характера потребления сжатого воздуха на европейских промышленных предприятиях. В результате анализа все полученные данные были условно разбиты на три группы. Ниже, они приводятся в таблице.

  Режим работы предприятия Экономия электроэнергии
 Группа 1. 64% предприятий 3-х сменная работа, большое потребление в дневные смены, слабое потребление в выходные дни.
38%
    Группа 2. 28% предприятий. 2-х сменная работа, нет потребления в выходные, потребление сильно меняется в течение дня
29%
     Группа 3. 8% предприятий. 2-х сменная работа, постоянное потребление на уровне 60% от максимальной производительности
14%

 Хорошо видно, что наибольший эффект при использовании «частотника» был получен на предприятиях, где потребление существенно меняется в течение дня. Там же, где оно более-менее постоянно, говорить о значительной экономии электроэнергии не приходится.

Миф десятый: использование компрессора с частотным приводом сегодня является основным способом экономии электроэнергии

В продолжение разговора о компрессорах с частотным приводом можно сказать, что их использование на производстве – далеко не единственный способ добиться экономии электроэнергии. Существуют и другие решения, нередко, гораздо более простые.

Прежде всего, это организация децентрализованной системы обеспечения сжатым воздухом. В этом случае вместо одного мощного компрессора, не всегда полностью загруженного, устанавливают несколько компрессоров с меньшей производительностью. Если каждому из них обеспечить загрузку на уровне не менее 80%, то это в значительной степени нивелирует многие преимущества «частотника».

Другой интересный вариант – использование нескольких винтовых компрессоров, объединенных в сеть с общим пультом управления. При пиковых нагрузках система компрессоров работает полностью, а при уменьшении потребления воздуха один или несколько компрессоров автоматически отключаются. Данное техническое решение image.inc (2).jpgтакже позволит получить реальную экономию электроэнергии.

Кроме того, установка, например, четырех обычных винтовых компрессоров, объединенных в систему с общим управлением, позволит обеспечить столь необходимый резерв сжатого воздуха на случай выхода из строя одного из компрессоров. Если это произойдет, то суммарная производительность оборудования уменьшится всего на 25%, в то время как выход из строя одного «частотника» полностью остановит все производство. А на некоторых предприятиях простой в течение даже одного дня принесет убытки, превышающие размер годовой экономии электроэнергии.

Кстати, в последнее время на компрессорах FIAC функцию общего пульта управления стала выполнять панель Air Energy Control, установленная на компрессорах AIRBLOK.

Остались вопросы?

Звоните (495) 926-78-06

Возврат к списку

www.fiak.ru

Конструкция винтового компрессора | НПП Ковинт

В данной статье мы расскажем об основных элементах конструкции винтового компрессора и о его устройстве.

В настоящее время производством винтовых компрессоров занимается достаточно большое количество компаний по всему миру. Однако, как автомобиль состоит из кузова, двигателя и трансмиссии, так и винтовой компрессор разных производителей состоит из компонентов, имеющих различия в конструкции, но выполняющих одну и ту же задачу при работе агрегата.

Любой винтовой компрессор может быть схематично представлен следующим образом:

Основные элементы винтового компрессора

1 – входной фильтр

2 – всасывающий клапан

3 – винтовой блок

4 – электродвигатель

5 – масляный резервуар

6 – сепаратор

7 – клапан минимального давления

8 – термостат

9 – масляный фильтр

10 – воздушный радиатор

11 – масляный радиатор

12 – вентилятор

13 – обратный клапан

14 – сетчатый фильтр

15 – выход сжатого воздуха

Входной фильтр

На входе винтового компрессора обязательно устанавливается фильтр, задачей которого является предотвращение проникновения в компрессор вместе с засасываемым воздухом пыли и твердых механических частиц.

Он представляет собой, как правило, цилиндрический патрон из гофрированной бумаги и может устанавливаться как открыто, так и в корпусе.

Воздушный фильтр винтового компрессора

Размер ячейки входного фильтра в большинстве случаев составляет 10 мкм, а площадь его поверхности соответствует производительности компрессора.

Всасывающий клапан

Наличие на входе винтового компрессора всасывающего клапана (иногда его еще называют регулятором всасывания) является отличительной особенностью компрессоров данного типа. Закрытие и открытие всасывающего клапана позволяет легко переводить компрессор в режим холостого хода и работы под нагрузкой соответственно.

Запорный элемент всасывающего клапана имеет вид поворотного (заслонки) или поступательно двигающегося диска с уплотнением. Положение запорного элемента изменяется под действием сжатого воздуха, подаваемого во внутренний или внешний пневмоцилиндр из масляного резервуара через управляющий электромагнитный клапан.

Всасывающий клапан винтового компрессора

 

Всасывающий клапан винтового компрессора

Запуск винтового компрессора всегда происходит при закрытом всасывающем клапане. Но для того, чтобы в масляном резервуаре произошло накопление сжатого воздуха с давлением, достаточным для последующего воздействия на поршень управляющего пневмоцилиндра, всасывающий клапан имеет канал небольшого сечения с обратным клапаном.

Обратный клапан

Винтовой блок

Основным рабочим элементом компрессора является винтовой блок, в котором собственно и происходит процесс сжатия всасываемого через входной фильтр воздуха.

Винтовой блок

В корпусе винтового блока расположены два вращающихся ротора – ведущий и ведомый. При их вращении происходит движение воздуха от всасывающей стороны к нагнетающей с одновременным уменьшением объема межроторных полостей, т.е. сжатие.

Принцип сжатия воздуха в винтовом блоке

Зазор между роторами уплотняется находящимся в корпусе винтового блока маслом. Масло также служит для смазывания подшипников и отвода тепла, образующегося при сжатии воздуха.

Также существуют безмасляные винтовые компрессоры классического исполнения (без уплотняющей жидкости) и с водяным впрыском в камеру сжатия вместо масла.

Электродвигатель

Для передачи вращения ведущему ротору винтового блока, как правило, используется обычный трехфазный асинхронный электродвигатель.

Электродвигатель

Исключение составляют мобильные винтовые компрессоры, в которых в качестве источника вращения используется дизельный двигатель.

Дизельный компрессор

Вращение от вала двигателя ведущему ротору винтового блока может передаваться как при помощи клиноременной передачи:

Ременной привод

или через муфту с эластичным элементом (так называемый «прямой привод»).

Муфта эластичная

В некоторых случаях применяется шестеренчатый привод (в компрессорах большой производительности).

Нередко бывает необходимо регулировать производительность винтового компрессора, изменяя частоту вращения вала двигателя. В этом случае электропитание двигателя осуществляют при помощи специального устройства – частотного преобразователя.

Частотный преобразователь

Применение частотного преобразователя позволяет в широких пределах регулировать производительность винтового компрессора в зависимости от реальной потребности в сжатом воздухе, не прибегая к переводу агрегата в режим холостого хода закрытием всасывающего клапана.

Масляный резервуар

Масляный резервуар играет очень важную роль в работе винтового компрессора:

  • выполняет роль первичного аккумулятора сжатого воздуха;
  • увеличивает объем масляной системы компрессора и, соответственно, количества масла, необходимого для эффективного отвода тепла, образовывающегося при сжатии воздуха;
  • работает, как отделитель основной массы масла от сжатого воздуха, т.к. масло-воздушный поток попадает в резервуар из винтового блока по касательной к его цилиндрической поверхности – как бы «закручивается».

Масляный резервуар

 

Масляный резервуар

Сепаратор

Для того, чтобы выходящий из винтового компрессора сжатый воздух содержал минимальное количество масла, в его конструкции обязательно применяется сепаратор.

Сепаратор может быть внешним (в компрессорах небольшой мощности) и встроенным в масляный резервуар.

Внешний вид встроенного сепаратора:

Сепаратор встроенный

Сепаратор внешний:

Сепаратор внешний

Сепаратор в разрезе с указанием потока масла и воздуха:

Сепаратор в разрезе

Благодаря наличию в конструкции винтового компрессора сепаратора содержание масла в сжатом воздухе на выходе не превышает 3 мг/м3.

Клапан минимального давления

Для нормальной циркуляции масла при работе винтового компрессора необходимо, чтобы давление в масляном резервуаре не опускалось ниже определенного минимально необходимого уровня.

Когда в магистрали, на которую работает винтовой компрессор, уже присутствует давление, это условие выполняется. А вот в случае, когда компрессор используется для заполнения пустого воздухосборника, для создания в масляном резервуаре повышенного давления используется клапан минимального давления.

Клапан минимального давления

Клапан минимального давления в разрезе:

Клапан минимального давления в разрезе

Этот клапан открывается при давлении на его входе, превышающем определенное значение, которое задается регулировкой сжатия закрывающей клапан пружины. Типичным для винтовых компрессоров давлением открытия клапана является значение 4÷4,5 бар.

Термостат

В винтовом компрессоре, как и в двигателе автомобиля, существует два круга системы охлаждения – малый и большой.

Сразу после запуска компрессора масло в нем циркулирует по малому кругу, что обеспечивает довольно быстрый рост температуры. Это необходимо, чтобы при сжатии воздуха не происходило выпадение конденсата и смешивание его с маслом, значительно ухудшающее его эксплуатационные свойства.

Малый круг охлаждения

После достижения определенного значения температуры масла термостат открывается, направляя поток циркуляции по большому кругу – через охлаждаемый вентилятором радиатор.

Большой круг охлаждения

Как правило, открытие термостата начинается при температуре масла +55°С и полностью завершается при температуре +70°С.

Масляный фильтр

В процессе работы винтового компрессора в масле могут присутствовать механические примеси – продукты износа движущихся частей и частицы пыли, размер которых меньше размера ячейки входного фильтра.

Для очистки масла от этих примесей в циркуляционный контур компрессора включается масляный фильтр.

Масляный фильтр в разрезе

Воздушный радиатор / Масляный радиатор / Вентилятор

Для охлаждения сжимаемого винтовым компрессором воздуха его пропускают через радиатор, который обдувается вентилятором. Температура сжатого воздуха на выходе компрессора, как правило, превышает температуру окружающей среды не более, чем на 20÷30 °С.

Для охлаждения циркулирующего в компрессоре масла служит масляный радиатор. Обычно воздушный и масляный радиаторы объединены в единый блок и обдуваются одним вентилятором (двумя в компрессорах большой мощности).

Обычно вентилятор приводится в действие отдельным электродвигателем.

Вентиляторы охлаждения

В небольших компрессорах зачастую для обдува радиаторов используется вентилятор, входящий в состав приводного двигателя.

Вентилятор охлаждения на двигателе

Обратный клапан / Сетчатый фильтр

Масло, отделяемое от сжатого воздуха в сепараторе, требуется вернуть в циркуляционный контур компрессора. Для этого используется специальная масловозвратная линия, имеющая в своем составе обратный клапан и сетчатый фильтр.

Масловозвратная линия

Для того, чтобы процесс возврата масла можно было наблюдать в реальном времени (это необходимо в диагностических целях), некоторые детали масловозвратной линии выполняют прозрачными.

Масловозвратная линия

Выход сжатого воздуха

На выходной патрубок винтового компрессора необходимо установить запорный кран, позволяющий отключить компрессор от магистрали сжатого воздуха на время проведения технического обслуживания или ремонта.

Также для соединения выхода компрессора с магистралью рекомендуется использовать гибкое соединение (металлорукав) для устранения влияния температурных и вибрационных деформаций трубопровода на соединение.

Шаровый кран и металлорукав

На этом все.

Мы рассмотрели основные компоненты конструкции винтового компрессора и их назначение. В следующих статьях мы рассмотрим устройство данных узлов более подробно.

Все возникшие вопросы вы можете задать в форме ниже. Мы ответим в течение 1-2 рабочих дней.

 

С уважением,

Константин Широких & Сергей Борисюк

Вернуться в раздел Полезная информация

Еще по теме:

Винтовые компрессоры. Общая информация

Принцип работы винтового компрессора

Конструкция/устройство винтового компрессора

Конструкция винтового газового компрессора. Видео

Конструкция винтового блока компрессора

Конструкция всасывающего клапана (регулятора всасывания) винтового компрессора

Конструкция термостата. Назначение термостата в винтовом компрессоре

Конструкция клапана минимального давления (КМД). Назначение КМД в винтовом компрессоре

Конструкция масляного резервуара. Назначение и принцип действия

Конструкция сепаратора тонкой очистки. Назначение и функции в винтовом компрессоре

Схема управления работой винтового компрессора. Общая информация

Силовая часть схемы управления винтового компрессора

covint.ru

Винтовой компрессор устройство и принцип работы


Винтозубые компрессоры роторного типа за 80 лет эксплуатации унифицировались и потеснили поршневые. Низкие параметры шумовой нагрузки, экономичность в потреблении энергии и эксплуатационных затратах дают фору, особенно на производствах, требовательных к чистоте подаваемого сжатого воздуха или специального газа.

Принципиальное устройство винтовых компрессоров

Сжатие и подача газообразной среды достигается синхронным разнонаправленным вращением пары роторов с винтовыми зубьями. Эксплуатационные расходы и характеристики работы агрегата находятся в обратной пропорции. Оборудование демонстрирует эффективность на фоне малозатратности.

Цилиндрический корпус компрессора винтового типа с винтовой парой: ведущим и ведомым роторами в большинстве типов компрессоров имеет масляное наполнение. Слой масла обеспечивает:

Устройство винтового компрессора

Устройство винтового компрессора

  • Снижение коэффициента трения.
  • Является уплотнением, герметизирующим систему.
  • Осуществляет теплоотвод при работе трущихся деталей.

Винтовые компрессоры относятся к необслуживаемому оборудованию, ориентированы на автономную работу. Техническое обслуживание проводится 1 раз в течение года. Персонал не требует высокой квалификации и специального обучения. Пусконаладочные работы краткосрочны.

Недавно мы обсуждали компании где можно подобрать винтовой компрессор. Очень важно на данном этапе обращаться именно к тем, кто работает в данной сфере не один день.

Огромное спасибо компании Pressair, которая подготовила замечательное видео для нашего портала.

Работа поршневого компрессора периодически прерывается на регламентированный простой для осмотра и техобслуживания, роторный аналог способен работать без остановки. При этом качество газовой среды на выходе выше (по присутствию паров влаги) и масла в пользу последнего.

Предприятия пищевой, химической и фармацевтической промышленности полностью перешли на экологичные компактные винтовые компрессоры с экономией потребления энергии не менее 30%. Производства непрерывного цикла экономят и на установке дублирующей техники.

Малый вес агрегата, ресивер минимального объёма, отсутствие вибрации при работе позволяет обходиться без заложения фундамента. Изоляция в отдельном помещении требуется только для винтовых компрессоров мощностью свыше 10 кВт.

Последовательность рабочего цикла, устройство и принцип работы винтовых компрессоров

Запуск и переход в рабочий режим занимает 5–10 сек. Срабатывает входной клапан, ответственный за перевод компрессора на холостой ход и обратно. Входной клапан меняет режим работы при достижении пика давления в системе, перед выключением.

Принцип работы винтового воздушного компрессора

Принцип работы винтового воздушного компрессора

Накопление воздуха в ресивере идёт, пока не откроется клапан минимального давления. Он настраивается на минимальный параметр сети. Для одноступенчатого компрессора это 3–4 бар. Многоступенчатые вступают в работу последовательно.

Электрический мотор выводит компрессор на рабочий режим. Винтовая пара через 2 ступени воздушного фильтра получает очищенный воздух в смеси с маслом. В контактном межроторном зазоре создаётся смазывающий роторы и удерживающий газ запирающий масляный клин.

Зазор уплотняется, газовый поток сжимается, давление возрастает. Действие винтовых компрессоров ведётся и при сухом сжатии газовой среды. Полости между корпусом и винтовым блоком работают без масляной смазки.

Сжатый воздух поступает в отделитель масла. В маслоотделителе проводится двухступенчатое разделение сред. Первичное деление проходит под действием центробежной силы, окончательное — в фильтре-сепараторе.

Схема рабочих элементов винтового компрессора

Схема рабочих элементов винтового компрессора

Остывшее масло фильтруется и возвращается в винтовой отсек. Контролирует температурные параметры термостат. При отсутствии превышения температуры нагрева смазка возвращается без затрат времени на охлаждение в радиаторе.

Газ на охлаждение после очистки подаётся из ресивера в концевой охладитель. Температурный баланс радиатора обеспечивает прямоточная вентиляция. Далее воздух винтового компрессора подаётся потребителю.

Контролирует параметры работы винтового нагнетательного оборудования блок управления. Вручную производится только пуск и остановка по регламенту. Переключение режимов работы и аварийную остановку проводит электроника.

Краткий обзор параметров винтовых компрессоров

Роторные механизмы подачи газовой смеси под давлением оснащаются преимущественно электродвигателем, но работают и автономно с дизельным, бензиновым двигателем.

Марка установки Производительность, л/мин Паспортное давление Тип энергии Мощность двигателя, кВт Стоимость, тыс. р
Fini MICRO SE 2.2-10 290 10 380 В 2,2 166
Berg ВК-4Р 7 650 7 380 4,0 168
ЧКЗ ДЭН-5,5-10 600 10 380 5,5 173
Ingro XLM 10A 10 бар 920 10 380 7,5 182
Dali CA-1.7/8-GA 1700 8 380 11 200
Remeza ВК 30 15 ДВС

безмасляный

7300 15 380 22 800
CompAir C50 на шасси 5000 7 Дизель Yanmar 4TNV88BKCP 35 900
9 преимуществ винтовых компрессоров

9 преимуществ винтовых компрессоров

Видео по теме: Устройство и принцип работы винтового компрессора


specnavigator.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о