Вопросы и ответы

Во-первых, необходимо учесть, для какой отрасли производства необходим компрессор. Такие отрасли, как фармацевтическая, пищевая, покрасочные работы, микроэлектроника требуют абсолютно безмасляного воздуха для своего производственного процесса, соответственно маслосмазываемые модели для них не подойдут.

Далее, следует определится с необходимым давлением. Под рабочим давлением обычно понимают усилие, с которым оборудование будет производить сжатие воздуха. Давление это должно соответствовать подключаемому инструменту и быть не меньше, чем требуемое. Например, если пневмодрели необходимо давление 6-8 бар, это значит что компрессор, который будет нагнетать воздух, должен обладать максимальным давлением в 8-10 бар. В течение рабочего цикла из-за скачков давления внутри пневмоститемы давление воздуха меняется (для компрессора с максимальным давлением 10 бар рабочее может колебаться от 10 до 6 бар). Необходимо учесть, что во всех каталогах указано максимальное рабочее давление, а все производительности замеряются при расчётном давлении, которое, как правило, ниже на 0,5 бара. Кроме того, потери в системе подготовки воздуха могут достигать 1 бара при применении адсорбционного осушителя, а потери давления по длине трубопровода и в соединениях составляют от 0,1 бара и больше.

Затем приступают к расчёту необходимой производительности. Потребность в сжатом воздухе проводится на основании паспортных данных пневмооборудования с учётом его загруженности. Как правило, оборудование используется в работе не постоянно, а с определёнными интервалами. Соответственно у каждого вида оборудования есть свой коэффициент использования, который обычно находится в рамках 0,2 – 0,6. Для более точного определения коэффициентов для конкретного случая можно установить значение коэффициента практическим путём - если какой-то инструмент работает, в среднем, 20 мин в течение часа, то его коэффициент использования составляет 0,33, или 33%, если 30 минут, то соответственно 0,5 или 50%.

Для расчёта общей потребности в сжатом воздухе следует воспользоваться нехитрой формулой:

Q = Q1 x k1 + Q2 x k2 + … + Qn x kn, где:
Q – общее потребление воздуха,
Q1, Q2, …Qn – потребление воздуха каждой единицей пневмооборудования,
k1, k2, … kn - коэффициенты использования оборудования.

После чего, подобрать производительность компрессора можно по следующей формуле:
A = (Q x k) / r (л/мин), где:
A – производительность компрессора (л/мин),
Q – общее потребление воздуха, вычисленный выше,
k – коэффициент, равный:

• 1,6 – для полупрофессиональных поршневых компрессоров,
• 1,5 – для профессиональных поршневых компрессоров,
• 1,4 – для высоконагруженных поршневых компрессоров
• 1,2 – для роторных компрессоров.
• r - коэффициент эффективности компрессорной головки:
• 0,65 – для одноступенчатых головок,
• 0,75 – для двухступенчатых и более головок,
• 1,0 – для роторных головок.

Основными параметрами при выборе воздушного компрессора являются мощность двигателя; давление; производительность; объём ресивера; габаритные размеры, вес; уровень шума; технические параметры подключаемого оборудования.

Монтаж компрессора должен осуществляться в соответствии с правилами устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок ПБ 03-581-03.Обычно для монтажа используется отдельная площадь в здании предприятия или компрессорного помещения – большинство поршневых моделей компрессоров нельзя монтировать непосредственно в рабочей зоне в связи с высокой шумностью оборудования.

Особое внимание следует уделить правильной установке вентиляционной системы компрессора. Для компрессоров с воздушным охлаждением необходимо предусмотреть меры по искусственной аэрации для эффективного отвода тепла. Окружающий воздух должен быть чист и лишён каких-либо примесей.

Также необходимо наличие стока для скапливания конденсата, место для расположения охладителя, ресивера, осушителей и прочих дополнительных установок. Монтировать установку следует только на ровный пол, или любое другое ровное основание, например, асфальтовое покрытие, бетонные плиты или уплотнённый гравий. Высота помещения также должна учитывать возможный подъем электродвигателя или другого узла. Агрегат должен быть установлен в месте, обеспеченном беспрепятственным доступ к его управлению и техническому обслуживанию.

Для выбора между винтовым и поршневым компрессором, можно выделить ряд основных моментов:

1. Поршневой компрессор лучше винтового тогда, когда цена имеет значение, но если производство располагает неограниченными финансовыми средствами, то винтовой компрессор в большинстве случаев предпочтительнее.
2. Винтовые компрессоры имеют более высокую удельную производительность (производительность, отнесённую к единице мощности приводного электродвигателя) – на 25-30%. Производительность поршневого и винтового компрессора определяются по-разному. Для поршневых компрессоров, как правило, указывается теоретическая производительность. Теоретическая производительность, или производительность на всасывании, равна объёму, описываемому поршнем в единицу времени. Под производительностью же винтового компрессора понимают объёмную производительность, равную объёму воздуха производимого в единицу времени. Объёмная производительность выражается в нормальных кубических литрах (или метрах) в единицу времени с указанием условий всасывания. Например, если производительность компрессора составляет 500 нл/мин при температуре окружающего воздуха 0 oС и давлении 1,013 бар, то это означает, что компрессор производит такое количество воздуха, которое при указанных условиях всасывания занимает объем 500 л.
3. В техническом обслуживании винтовой компрессор гораздо дороже поршневого. Набор ТО винтового компрессора включает в себя (масло, масляный и воздушный фильтр, фильтр-сепаратор), в то время как набор ТО поршневого компрессора состоит из масла и воздушного фильтра. Периодичность технического обслуживания винтового и поршневого компрессоров примерно одинаковая: 1-2 раза в год в зависимости от интенсивности работы. Поршневой компрессор содержит в себе больше деталей, подверженных естественному износу (поршневые кольца, вкладыши и т.д.), поэтому ремонт проводится чаще. С другой стороны, этот ремонт может осуществляться силами потребителя, а ремонт винтового компрессора, скорее всего, потребует привлечения специалистов из-за сложности конструкции и специальной оснастки для проведения многих работ (например, для замены сальника винтового блока). В результате затраты на текущий ремонт компрессоров примерно сопоставимы. Капитальный ремонт поршневого компрессора заводы-изготовители рекомендуют производить через 16 000 часов наработки. Эта трудоёмкая операция, требующая полной разборки компрессора для дефектации и замены изношенных деталей, стоимость которой составляет 10-15% от стоимости нового компрессора. У винтового компрессора более или менее серьёзный ремонт рекомендуется выполнять через 24 000 часов наработки. Ремонт этот связан с заменой подшипников винтового блока, после чего компрессор будет обеспечивать воздухом потребителем ещё 24 000 часов и т.д.
4. При использовании поршневого компрессора часто используется водяное охлаждение компрессора и выработанного воздуха. Для этого используются громоздкие, требующие частой чистки внутренних полостей, промежуточные и конечные охладители сжатого воздуха. Вода должна подаваться под давлением, что подразумевает дополнительные единовременные затраты необходимые для монтажа системы водоподготовки и долговременные на весь период обслуживания. Винтовой же компрессор представляет собой компактную станцию с воздушным охлаждением. Для запуска её требуется только подключить кабель электропитания.
5. Установка. Для установки мощного поршневого компрессора требуется возведение специального фундамента, что предусматривает определённые затраты и затрудняет перенос данного компрессора в другое место при необходимости. При установке винтового компрессора необходима только ровная свободная площадка. При производстве сжатого воздуха поршневым или винтовым компрессором выделяется некоторое количество тепла, как следствие требуется монтаж системы вентиляции. Применительно к винтовому компрессору необходимо говорить лишь об отводе тепла непосредственно из кожуха компрессора и подаче воздуха в тех случаях, когда компрессор установлен в недостаточно просторном помещении. В этом случае для обеспечения качественной вентиляции обычно достаточно мощности вентилятора компрессора и монтажа системы состоящей из недорогих и простых в изготовлении вентиляционных каналов. Использование собственных вентиляционных каналов делает возможной рекуперацию тепла выделяемого компрессором, а значит с помощью этого тепла можно в зимнее время отапливать небольшие производственные помещения. За счёт того, что охлаждение поршневого компрессора производится проточной водой, он выделяет меньше тепла, чем винтовой. Но так как в большинстве своём у промышленных поршневых компрессоров защитный кожух отсутствует, система вентиляции помещения, в котором установлены поршневые компрессоры, требует установки дополнительных приточных и вытяжных вентиляторов так же имеющих некоторую мощность и не способствующих энергосбережению.

Количество сжатого воздуха нужного давления за единицу времени. Выражается литрами (для мощных моделей кубическими метрами) воздуха в единицу времени – обычно в минуту.

Величина производительности, которая обычно указывается в паспортах, показывает производительность на входе в оборудование. Она обычно измеряется при температуре 20 °С, но может изменяться при изменении температуры воздуха. Поэтому при покупке компрессора необходимо делать выбор в пользу агрегата, обладающего запасом производительности в 30-50% в сравнении с той, которая вам требуется.

При выборе поршневого компрессора желательно ориентироваться на производительность по нагнетанию. Большинство западноевропейских производителей указывают в качестве производительности геометрический объем воздуха, рассчитанный исходя из размеров и хода поршня (производительность по всасыванию), а не производительность, замеренная на выходе из компрессора (производительность по нагнетанию), но пересчитанная на условия всасывания, т. е. на давление и температуру во всасывающем патрубке цилиндра первой ступени.

Производительность компрессоров обычно выражают в единицах объёма газа сжатого в единицу времени (в м³ или литрах за единицу времени – обычно в минуту или час). Производительность обычно считают по показателям приведённым к нормальным условиям. При этом различают производительность по входу и по выходу, эти величины практически равны при маленькой разнице давлений между входом и выходом, но при большой разнице, например, у поршневых компрессоров, выходная производительность может при тех же оборотах падать более чем в два раза по сравнению с входной производительностью, измеренной при нулевом перепаде давления между входом и выходом. Если давление всасываемого газа существенно превышает атмосферное, такие компрессоры называют дожимающими.

Преимущество прямого привода заключается в длительном сроке службы, потому что ресурс работы муфты в пять раз выше ремня. Так же компрессор с прямым приводом энергоэффективнее по сравнению с ременным, т.к. проскальзывание ремня даёт большой расход энергии на трение, что снижает общий КПД, а также снижает ресурс подшипников электродвигателя.

Но при всех достоинствах прямого привода следует учитывать, что цена на ременной компрессор ниже, эксплуатация и ремонт проще.

<p>Самыми дешёвыми считаются безмасляные поршневые компрессоры.</p>

Давление чаще всего измеряется в атмосферах, однако многие производители в технической документации используют такие единицы как бары, МПа, кг/см2. Для простоты перевода одних единиц измерения в другие достаточно знать, что 1 атмосфера приблизительно равна 1 бару и 1 кг/см2 и все они, в свою очередь, приблизительно равны 0,1 МПа.

Один из вариантов экономии - установка нескольких винтовых компрессоров, соединённых в единую сеть с общим пультом управления. При пиковых нагрузках такая компрессорная станция работает полностью, а при падении потребления воздуха один или несколько компрессоров автоматически отключаются, тем самым обеспечивая экономию электроэнергии. Кроме того, такой вариант установки обеспечит "резерв" сжатого воздуха в случае выхода из строя одного компрессора.

Второй вариант — установка компрессора с частотным приводом в паре с обычным компрессором. Регулировка производительности выполняется «частотником» при полной загруженности обычного компрессора.

С точки зрения энергоэффективности оптимальным считается такой режим эксплуатации промышленных компрессоров, когда среднесуточный коэффициент их загрузки составляет не менее 85%. Такой режим подразумевает минимальные колебания потребления сжатого воздуха в течение дня и стабильную работу компрессора на номинальной расчётной мощности. Но на подавляющем большинстве промышленных крупных и мелких предприятий, использующих компрессоры, такой режим работы не выдерживается и приходится использовать различные способы регулирования давления сжатого воздуха. Наиболее распространёнными из них являются пуск/останов компрессора, сброс излишнего давления (разгрузка), переход на холостой ход, частотное регулирование мощности компрессора.

Постоянные включения/выключения электродвигателя во время пусков/остановов компрессора негативно сказываются как на электродвигателе, так и на общей эффективности процесса - давление регулируется скачкообразно, повышенные в 5-7 раз пусковые токи увеличивают расход энергии и приводят к перегреву и ускоренному износу двигателя.

При частых переходах на холостой ход или при сбросе излишнего давления сильно снижается эффективность работы компрессора и повышается удельная стоимость сжатого воздуха из-за того, что периодически агрегат потребляет недешёвую энергию впустую.

Способ частотного регулирования мощности выглядит наиболее совершенным, поскольку обеспечивает более точное регулирование давления, снижение энергоёмкости процесса и продление срока эксплуатации оборудования.

Частотно-регулируемый привод состоит из асинхронного двигателя и преобразователя частоты. Электрический двигатель преобразует электрическую энергию в механическую и приводит в действие винтовую пару, поршень или другой рабочий элемент компрессора. Преобразователь частоты управляет электрическим двигателем и преобразует переменный ток одной частоты в переменный ток другой частоты. А название «частотно-регулируемый электропривод» обусловлено тем, что регулирование скорости вращения двигателя осуществляется изменением частоты, подаваемого на него напряжения питания.

При использовании частотного преобразователя компрессор потребляет ровно столько энергии, сколько необходимо при текущем уровне потребления сжатого воздуха. При изменении расхода сжатого воздуха электродвигатель компрессора лишь снижает или повышает число оборотов. Таким образом обеспечивается:

• точное поддержание уровня давления (с точностью до 0,1 бар) и немедленное реагирование на изменение давления в сети (следует помнить, что каждый лишний бар давления нагнетания увеличивает электропотребление компрессора на 6-8%);
• достигается высокая эффективность работы компрессора в режиме частичной нагрузки – в результате реальная производительность «частотника» точно соответствует реальной потребности в сжатом воздухе;
• отпадает необходимость в установке дополнительной запорно-регулирующей арматуры;
• исключение лишних фаз холостого хода, во время которых асинхронный двигатель обычного компрессора потребляет около 25-30% своей номинальной мощности;
• исключение избыточного сжатия и потерь воздуха при разгрузке системы;
• снижение пусковых токов и исключение колебаний в электрической сети во время пусков - при пуске асинхронного электродвигателя обычного компрессора пусковые токи превышают номинальные в несколько раз, что приводит к перегрузке сети и ограничению допустимых включений компрессора в течение часа. Компрессор с регулируемой производительностью запускается в работу плавно, соответственно и число операций пуска у него меньше.

Срок окупаемости компрессора с частотным приводом обычно от 12 до 36 месяцев, в зависимости от условий работы. Так, например при годовой наработке 6000 часов и среднем коэффициенте загрузки 60% срок окупаемости будет составлять 1,5 года. Но при изменении параметров наработки и загрузки срок окупаемости также будет меняться.

Выгода от использования компрессора с частотным приводом будет заметна только при работе агрегата в режиме 20-70% нагрузки, при постоянной нагрузке свыше 80% экономия электроэнергии незначительна (ведь при загрузке обычного компрессора стремящейся к 100 % время работы на холостом ходу сводится к минимуму), поэтому более целесообразным будет использование модели с постоянной производительностью.

Одним из минусов является тот факт, что начальные инвестиции на проект с частотным преобразователем обычно в 1,3-1,5 раза выше, чем на проект с обычным компрессором.

Ресивер (воздухосборник) – это агрегат, представляющий собой сосуд с воздухом под давлением, вход и выход которого герметичны, горизонтального или вертикального расположения, на ножках или специальной раме. Воздухосброники могут использоваться в качестве резервуара для хранения различных инертных газов, для сбора и слива конденсата и других целей.

Ресивер для компрессора служит для накопления сжатого воздуха, для выравнивания перепадов давления, возникающих при выключении/включении компрессора; для удаления конденсата; для нейтрализации эффекта пульсации воздуха, который вызывают объёмные, в особенности, поршневые компрессоры.

Ресиверы, как правило, универсальны и не привязаны жёстко к эксплуатационным условиям применительно к определённому типу или модели компрессора. Главное условие — соответствие вместимости ресивера производительности компрессорного агрегата и взаимосоответствие по максимальному давлению.

Для любых компрессоров с ресивером правило одно: после окончания работы необходимо стравливать давление и полностью выпускать воздух.

Любая компрессорная установка, вне зависимости от её качества и марки, всегда конденсирует влагу из сжатого воздуха. При сжатии воздуха по законам физики влага из него будет выделяться в любом случае, именно поэтому в пневматической магистрали образуется вода. Для качественной и надёжной работы пневматических сетей, пневматического оборудования необходим воздух, максимально избавленный от примесей воды. Влага провоцирует возникновение коррозии у оборудования, которое потребляет сжатый воздух. Коррозия способствует повышенному износу и выходу из строя отдельных элементов установок или всего агрегата целиком. Кроме того, наличие капель воды в сжатом воздухе не допустимо для многих видов производства – например при окраске поверхностей, при производстве сыпучих смесей и других. Для того, чтобы избавить готовый сжатый воздух от влаги и используется осушитель.

Главным критерием классификации осушителей воздуха является принцип их действия. В соответствии с ним выделяют две основные группы осушающих устройств: рефрижераторные и адсорбционные; встречаются также и комбинированные модели.

Общий принцип работы рефрижераторных осушителей (их также называют холодильными, испарительно-конденсирующими) состоит в том, что воздух под давлением охлаждается в специальном холодильном контуре и освобождается от конденсата. Образовавшийся конденсат впоследствии удаляется, а на выходе устройства в пневматическую сеть подаётся осушённый воздух. Внутреннее устройство рефрижераторного осушителя напоминает кондиционер. Большинство рефрижераторных осушителей даёт точку росы +3 °С, которая является достаточной для подавляющего числа производств.

Адсорбционные осушители (роторные, сорбционные) в своей работе базируются на поглощении из воздуха влаги с помощью адсорбентов – веществ с высокой способностью к влагопоглощению. Конструкционно представляют собой две колонны, которые заполнены специальным адсорбентом и работают поочерёдно. Воздух всегда проходит через одну башню, а вторая в это время регенерируется. Переключением колонн управляет таймер или датчик, фиксирующий насыщенность адсорбента влагой. Устройства с датчиком – более современный вариант, в них адсорбент используется дольше и эффективнее. Адсорбент не должен утрачивать свои свойства в процессе работы, поэтому ему требуется регенерация - удаление влаги из адсорбента. Такие осушители имеют более низкую точку росы, чем рефрижераторные - от -40 до -70 °C. Эти устройства могут использоваться на производствах с разветвлённой пневмосетью, а также под открытым небом.

Нередко в отдельный тип выделяют мембранные осушители воздуха для компрессора. Такого типа осушители применяют обычно для удаления влаги из небольших воздушных объёмов – в них влага из сжатого воздуха удаляется путём пропускания его через тонкие нитяные мембраны. Устройства мембранного типа компактны, не потребляют электроэнергии, не нуждаются в системах отведения конденсата. Но имеют ряд существенных минусов – низкая пропускная способность и заметные потери сжатого воздуха (до 20%) при использовании.

Точка росы - температура при данном давлении, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нем водяной пар превратился в капельную влагу, то есть конденсировался.

Бесшумные компрессоры – это компрессоры, заключённые в специальный шумопоглащающий кожух. Компрессор является агрегатом с достаточно высоким уровнем шума, который обычно достигает 85 дБ, что вполне сравнимо с шумом от железной дороги. Шумоизоляционные конструкции позволяет снизить уровень шума до 68 дБ.

Ответ прост - своевременно проводить рекомендованные производителем работы по техническому обслуживанию.

При использовании бытовых моделей, достаточно следовать предписаниям, изложенным в инструкции. Запуск в эксплуатацию и обслуживание дорогостоящего профессионального оборудования лучше доверить квалифицированным специалистам.

Общие советы:

1. Не забывать регулярно проверять уровень масла.
2. Следить за качеством используемого масла.
3. Регулярно очищать воздушный фильтр.
4. Компрессор должен работать с чистым воздухом, попадание пыли и посторонних веществ может серьёзно повредить устройство.
5. Обеспечить агрегат стабильной электроэнергией.

1. Регулярная проверка уровня масла. В идеале - перед каждый запуском, но на практике это не всегда возможно, поэтому проверка должна выполняться не менее двух раз в месяц. Когда температура в норме, уровень масла должен находится между max и min индикаторами на уровнемерном стекле. Убедитесь, что масло видно в уровнемерное стекло. Если уровень масла ниже положенного, то масло необходимо добавить.
2. Замена входного воздушного фильтра. Процедура должна производиться каждые 500 часов работы компрессора, не реже чем раз в год. Этот фильтр обеспечивает чистоту поступающего в компрессорную голову воздуха. Грязный фильтр затрудняет проток воздуха, что приводит к перегреву компрессора и чрезмерному потреблению масла.
3. Замена фильтроэлемента в фильтрах тонкой очистки раз в год или через каждые 500 часов работы обеспечит надлежащее качество сжатого воздуха. Фильтры тонкой очистки удаляют запахи (угольный) из сжатого воздуха и механические частицы размером до 0.01 микрон.
4. Другие работы, указанные производителем в руководстве по эксплуатации.