Когда без воздуха нельзя

Когда без воздуха нельзя. Компрессоры

При выборе компрессорного оборудования необходимо определить, нужен воздух как энергоноситель или как часть технологического процесса. Область применения определяет качество требуемого воздуха. Например, относительная влажность воздуха, попадающего в компрессор, примерно 65%, и при сжатии влага конденсируется в капли воды. Эти капли,вынесенные вместе со сжатым воздухом, попадают в сеть распределения.

Часть необходимого для смазывания системы масла и воздушные взвеси (находящаяся в воздухе пыль), несмотря на фильтр на входе в компрессор, также попадают в сжатый воздух. Для тех систем, где воздух – часть технологического процесса, его качество служит определяющим показателем (в ряде

случаев воздух должен быть просто стерильным, например, в пищевой промышленности, медицине, при гальванике, окраске, сушке и др., в противном случае брака не избежать).Так, в цехах для производства микросхем и компьютерных комплектующих устанавливается шесть степеней очистки и доочистки воздуха. Кроме того, под действием грязного, влажного воздуха могут выходить из строя приборы и инструмент, а воздух становится непригодным для окрасочных работ, что влечет увеличение затрат на техническое обслуживание оборудования. Наибольшее распространение в строительстве и коммунальном хозяйстве приобрели винтовые компрессоры, поскольку они в числе прочих преимуществ требуют гораздо меньше средств на м

онтаж и наладку. Различают два подтипа винтовых компрессоров – компрессоры сухого сжатия, которые сжимают и подают воздух, не загрязненный маслом, и маслонаполненные компрессоры, в полость сжатия которых подается в больших количествах масло. Масло охлаждает сжимаемый воздух и уплотняет зазоры между рабочими органами компрессора. По сравнению с поршневыми компрессорами, где воздух нагнетается за счет поступательного движения поршня, винтовые компрессоры имеют ряд преимуществ – не нужен фундамент, низкий уровень шума и вибрации, не требуется большой объем ресивера для сглаживания пульсаций (у поршневого компрессора воздух подается толчками), меньшее число трущихся деталей. Использование винтовых компрессоров в строительстве снижает стоимость обслуживания компрессорного оборудования. Так, некоторые поршневые компрессорные станции обслуживают через 500 рабочих часов, а винтовые – от 4000 до 8000 рабочих часов.

Отличие отечественных компрессоров от импортных заключается прежде всего в идеологии конструирования, в первую очередь из-за применения иных материалов (минимальное использование пластмасс и легких сплавов, основные конструкционные материалы – сталь и чугун, иной, как правило, существенно больший запас прочности). Это определяет их большую теплоемкость, неплохую теплоотдачу головки компрессора и хорошие массогабаритные характеристики. Суммарный ресурс отечественных компрессоров обеспечивается не столько повышенной надежностью отдельных узлов, сколько ремонтопригодностью, основанной на высокой степени стандартизации и унификации, поскольку в конструкторской школе СССР изначально закладывали необходимость планово-предупредительных ремонтов на протяжении срока эксплуатации. Подразумевалось, что при эксплуатации имеет смысл использовать более дешевые материалы, доступные запасные части, а ремонт должен осуществлять мастер средней квалификации. Наследием этой политики и явилась меньшая стоимость морально устаревших моделей, подчас в ущерб ресурсу.

Компрессорная станция PDP 28

Компрессоры PDP-28 могут работать с отечественными шлангами и отбойными молотками. Инновационная система контроля сжатого воздуха позволяет регулировать обороты дизельного двигателя и изменять производительность станции. Автоматика управляющей аппаратуры отключает компрессорную станцию при достижении предаварийных значений температуры двигателя, масла, а также по давлению масла в системе. При остановке отбора воздуха останавливается ход машины до тех пор, пока не возобновиться его потребление. При разработке станций особенно учитывались требования к эксплуатации и ремонтопригодности. Ресурс компрессорного узла составляет 35-40 тысяч моточасов до капитального ремонта, с восстановительным ремонтом на наработке 15-20 тысяч м/ч, (несколько меньшей, по сравнению с электрическими компрессорами малой, до 2 - 2,2 куб.м/мин, производительностью, что связано с особенностями привода от ДВС и условиями эксплуатации), а срок службы двигателя оценивается в 4,5 тысячи моточасов, что сравнимо с пробегом автомобиля в 200-250 тысяч километров.

Компрессорная станция ПД-20R

Совместно с фирмой "Atmos Chrast" Чехия в России разработаны компрессорные станции ПД-20R и ПД-5R. При разработке станций особенно учитывались требования к эксплуатации и ремонтопригодности. Срок службы компрессорного узла составляет 35-40 тысяч моточасов до капитального ремонта, а срок службы двигателя не превышает 4,5 тысяч моточасов, что сравнимо с пробегом автомобиля в 200-250 тысяч километров, основная тяжесть по текущему ремонту приходится именно на силовой агрегат. Поэтому в эти компрессоры устанавливаются двигатели производимые на территории России - Д-144 и ЯМЗ 238М2, с успехом применяемые в отечественных компрессорах и с которыми уже давно знакомы строительные и эксплуатирующие организации. Надежность компрессорного узла производства фирмы "Atmos" гарантирована применением самых передовых технологий. К сожалению, в силу независящих от нас причин, производство компрессорной станции ПД-5R пришлось свернуть. С использованием конструкторских наработок по данной машине чешская сторона наладила выпуск компрессора PDP-28, с двигателем Perkins, 400-й серии.

Умение работать с воздухом

Типов компрессорного оборудования сегодня в мире великое множество – винтовые, поршневые, роторные (ротационно-пластинчатые или шиберные), центробежные и спиральные. В зависимости от требуемой частоты вращения, мощности и диапазона регулирования параметров приводом компрессоров могут быть электродвигатель, газовая турбина, либо двигатель внутреннего сгорания (дизельный или бензиновый). По типу сжимаемого газа компрессоры делятся на воздушные, пропан-бутановые, кислородные, водородные и для сжатия специальных газов, по типу транспортировки – на переносные, передвижные и стационарные. Их можно классифицировать также по производительности или подаче воздуха (Q) и давлению (Pmax), по типу использования масла (маслозаполненные, безмасляные), с водяным или воздушным охлаждением, с прямой передачей или ременным приводом и т. д.

Винтовой компрессор – это ротационная машина объемного принципа действия. Главными достоинствами винтовых компрессоров принято считать их компактность, отсутствие вибраций, низкий уровень шума, удобную и экономичную эксплуатацию, малое энергопотребление. Это оборудование отвечает самым строгим современным требованиям, предъявляемым пользователями сжатого воздуха. Существуют две модификации винтовых компрессоров – с одинарным винтом и с двойным. В моделях с одинарным винтом одна или две шестерни-сателлиты подсоединены к ротору с боков. Сжатие паров хладагента происходит с помощью вращающихся в разные стороны роторов. Их вращение обеспечивает центральный ротор в виде винта. Пары хладагента поступают через входное отверстие компрессора, охлаждают двигатель, затем попадают во внешний сектор вращающихся шестерен роторов, сжимаются и выходят через скользящий клапан в выпускное отверстие. Модели с двойным винтом отличаются наличием двух роторов – основного и приводного.

В винтовых компрессорах нет впускных и выпускных клапанов. Всасывание рабочего тела постоянно происходит с одной стороны компрессора, а его выпуск – с другой. При таком способе сжатия уровень шума гораздо ниже, чем у поршневых компрессоров. У всех винтовых компрессоров совершенно определенная степень сжатия, зависящая от конфигурации окна нагнетания. В имеющихся в продаже компрессорах, как правило, есть несколько фиксированных значений степени сжатия. Чтобы снизить потери в зазорах между зубьями и впадинами, в полость винтовых компрессоров впрыскивают масло, которое повышает герметичность зазоров. Кроме того, масляная среда способствует охлаждению сжимаемых паров хладагента. Охлаждение впрыском масла позволяет поддерживать температуру в конце сжатия в допустимых пределах, вот почему винтовые компрессоры подходят для достижения высокого перепада давления и высокой степени сжатия. Производительность небольших винтовых компрессоров значительно ниже, чем поршневых, тогда как крупные модели не уступают по рабочим параметрам турбокомпрессорам. К тому же вследствие высоких значений объемного КПД и низких температур в конце сжатия винтовые компрессоры обеспечивают такие показатели давления, которые в поршневых компрессорах достигаются только при двухступенчатом цикле. Из главных достоинств винтового компрессора можно отметить высокую надежность работы, большой моторесурс, малую изнашиваемость основных деталей. Такие установки хорошо работают на любых газах и их смесях, частота вращения ротора и степень давления регулируются плавно. Есть у винтового компрессора и недостатки: сложность устройств и механизмов, позволяющих регулировать степень сжатия газовой среды; обязательное наличие в машине отделителя масла и маслоохладителя; неэффективная работа устройств промежуточного всасывания при снижении подачи компрессора на

15...20% от максимальной величины. В поршневом компрессоре воздух сжимается в замкнутом пространстве цилиндра в результате возвратно-поступательного движения поршня. Конструктивно поршневой компрессор представляет собой агрегат, состоящий из компрессорной головки, электропривода, ресивера и устройства автоматического регулирования давления (прессостат). В компрессоре одноступенчатого сжатия захват воздуха происходит при движении поршня из верхнего положения в нижнее. При этом нагнетательный клапан находится в открытом положении, затем он автоматически закрывается, и поршень при обратном ходе сжимает воздух. При достижении поршнем верхней точки нагнетательный клапан вновь открывается, и сжатый воздух выталкивается из цилиндра. В компрессоре двухступенчатого сжатия воздух сжимается дважды, в результате давление нагнетания увеличивается до 1373,4 МПа (14 кгс/см2). Поршневые компрессоры производительностью от 0,1 до 2 м3/мин выгодно применять на сравнительно небольших производствах, где используется сжатый воздух давлением от 6 до 16 атм. Установки производительностью до 0,25 м3/мин используют как источник сжатого воздуха для пневмоинструмента, окрасочных работ, опрессовки газовых и водяных труб, в комбинированных силовых установках и т. п. Их изготавливают на базе двухцилиндровой одноступенчатой компрессорной головки. Компрессоры производительностью до 0,6 м3/мин применяют на строительно-отделочных работах и также изготавливают на базе двухцилиндровой одноступенчатой компрессорной головки. Компрессорные установки производительностью до 1 м3/мин применяют в гаражах, на строительных, дорожных и промышленных предприятиях, а также на линиях по производству пластиковых бутылок. Их обычно изготавливают на базе двухцилиндровой двухступенчатой компрессорной головки. Установки производительностью до 2 м3/мин изготавливают на базе четырехцилиндровой двухступенчатой компрессорной головки, а применяют в гаражах, на строительных и промышленных предприятиях, используют для привода двух отбойных молотков и одного пневмомолота, для обеспечения сжатым воздухом кузнечного производства, на линиях по розливу жидкостей и др. Некоторые компрессорные установки имеют привод от вала отбора мощности трактора. Их монтируют на шасси и применяют в коммунальных и дорожных службах для обеспечения аварийных работ. Из главных достоинств винтового компрессора можно отметить высокую надежность работы, большой моторесурс, малую изнашиваемость основных деталей. Такие установки хорошо работают на любых газах и их смесях, частота вращения ротора и степень давления регулируются плавно. Есть у винтового компрессора и недостатки: сложность устройств и механизмов, позволяющих регулировать степень сжатия газовой среды; обязательное наличие в машине отделителя масла и маслоохладителя; неэффективная работа устройств промежуточного всасывания при снижении подачи компрессора на 15...20% от максимальной величины.