Преимущества и недостатки компрессоров.

В данной статье автор пытается разобраться в болшом количестве рекламной информации, свалившейся на голову потребителя, после появления винтовых компрессоров

Компрессоры поршневого типа

Ключевые детали поршневого компрессора – поршень и рабочий цилиндр. Крышка цилиндра оборудована двумя клапанами, открывающимися попеременно: всасывающим и нагнетательным. Приведение поршня, как и в других поршневых системах, осуществляется при помощи кривошипно-шатунного механизма с коленчатым валом.

Компрессоры поршневого типа могут оборудоваться одним или несколькими цилиндрами, расположенными горизонтально, вертикально, V- или W-образным способом. Помимо устройств одинарного действия встречаются компрессоры двойного действия, в которых поршень выполняет нагнетание, двигаясь в каждую из сторон. На базе поршневых компрессоров могут организовываться каскады многоступенчатого сжатия.

Автоматика поршневых компрессоров обычно способна самостоятельно поддерживать заданный уровень давления в нагнетательномтрубопроводе. Чаще всего контроль осуществляется перепуском воздуха или отжатием клапанов. Возможно также при помощи регулирования частоты вращения вала.

Причины предпочтения

Тип поршневых компрессоров является самым распространенным на территории стран СНГ среди устройств производительностью менее 100 куб. м/мин. К числу их основных преимуществ относятся низкая стоимость, несложный процесс производства, хорошая ремонтопригодность. При условии предоставления своевременного технического обслуживания поршневой компрессор оказывается практически вечной машиной. Правда, дело здесь не в повышенной надежности и износостойкости узлов компрессора, а в том, что они все с той или иной периодичностью подвергаются замене. Не меняется, пожалуй, лишь несущая рама устройства.

Преимущества компрессоров  поршневого типа

Специалисты отмечают, что принципиальные характеристики, которыми обладают поршневые компрессоры, повышают эффективность их применения в следующих случаях:

• Когда для успешного решения задачи достаточно применить компрессор невысокой производительности поршневые компрессоры имеют преимущество перед винтовыми;
• Наличие очень больших временных перепадов в потреблении воздуха. Повторно-кратковременный режим работы промышленных компрессоров поршневого типа позволяет получать большую экономию, нежели при использовании винтовых систем;
• Неблагоприятные условия эксплуатации: использования в устройствах фасовки цемента, работа на угольных складах, помол зерна на мельницах, эксплуатация при значительных колебаниях температуры и т. д. В подобных условиях поршневые системы являются более долговечными и требуют меньше затрат при обслуживании;
• Использование компрессоров для сжатия агрессивных газов и т. п.
• Эффективность работы и дешевизна эксплуатации поршневых компрессоров перед другими технологиями сжатия выше в тех случаях, когда требуется невысокая (до 200 л/мин.) производительность и значительное (свыше 20-30 атмосфер) давление. Исключение составляют турбокомпрессоры, для которых характерна эффективная работа при значительной выработке сжатого воздуха.
• Промышленные поршневые установки экономичнее, чем винтовые компрессоры. Так как они могут работать в повторно-кратковременном режиме и при больших  разницах потребления сжатого воздуха

Недостатки   компрессоров  поршневого типа

• Среди основных недостатков поршневых систем называется их высокая энергозатратность.
  Это утверждение как и обратное о винтовых, не столь очевидно, хотя бы поэтому, что мощность привода у компрессоров одного класса одинакова, и энергопотребление на единицу потока не отличаются.
• Есть существенная разница в пусковых токах, но она компенсируется возможностью чаще останавливаться и запускаться
• Частое техническое обслуживание .500 рабочих часов – предельный межсервисный интервал компрессора поршневого типа. В результате на промышленных предприятиях, по сей день использующих поршневую технику, является обыденной ситуация, при которой на каждый работающий компрессор приходится одно устройство, находящееся в ремонте или резервном запасе. Еще одно неудобство – для проведения обслуживания или ремонта устройства обычно требуется несколько специалистов.
• Поршневые системы сильно шумят и производят значительную вибрацию.
• Агрегаты производительностью более 5 куб. м/мин должны устанавливаться на специальный фундамент в отдельных компрессорных помещениях.
• Помимо дополнительных затрат на строительство, эти ограничения приводят к необходимости прокладки пневматических трубопроводов, которые, в свою очередь, также являются причиной потерь.

Компрессоры винтового типа.

Для осуществления сжатия винтовые системы эксплуатируют иной принцип работы. В отличие от ударного сжатия в результате движения поршня, винтовая пара производит последовательное нагнетание воздуха. Обильная масляная смазка в рабочей области позволяет добиться почти полной герметичности и низких потерь трения. Винтовые компрессоры характеризуются высоким коэффициентом полезного действия, и в противовес поршневым, демонстрируют незначительное превышение температуры на выходе над температурой входа.

Причины предпочтения

В последнее время поршневая компрессорная техника на отечественных предприятиях стала понемногу вытесняться более современными винтовыми системами. Процесс этот трудоемкий и весьма затратный, учитывая разницу в цене между поршневыми и винтовыми агрегатами. Тем не менее, руководители предприятий находят необходимую мотивацию для проведения модернизации компрессорного парка.

• Внедрение винтовых компрессорных систем – синоним отказа от модели централизованного снабжения объекта сжатым воздухом
• Винтовые компрессоры не требуют специального фундамента для установки и не производят при работе много шума. Таким образом, становится возможным их размещение в непосредственной близости от агрегатов-потребителей сжатого воздуха. Благодаря этому удается избегать потерь в пневматических воздуховодах и экономить на строительных расходах. Кроме того, децентрализация воздухообеспечения предоставляет возможность не нагружать всю систему пневмоснабжения при включении одного-двух станков.

Совокупный положительный эффект от всех этих факторов обусловил вытеснение в индустриально развитых странах поршневых систем винтовыми в части обеспечения промышленных объектов сжатым воздухом в диапазоне давления до 15 атмосфер.
Примерно те же причины лежат в основе наличия на рынке винтовых  компрессоров  преимущественно зарубежного производства.

 Преимущества  винтовых  компрессоров  в сравнении с поршневыми аналогами

• Низкая вибрация, невысокий уровень шума;
• Небольшой вес и габариты агрегатов позволяют производить установку в непосредственно близости от устройств-потребителей воздуха;
• Установка не требует наличия специального фундамента;
• Низкий расход масла, составляющий 2-3 мг/куб. м, очень положительно сказывается на чистоте производимого воздуха. Благодаря этому винтовые компрессоры могут применяться для питания наиболее совершенного пневматического оборудования;
• Винтовые компрессоры оснащены системами автоматики, которые упрощают процесс управления и позволяют поддерживать заданные режимы работы;
• Винтовые компрессоры отличаются высокой надежностью и имеют большой ресурс работы ;
• Встроенные системы воздушного охлаждения позволяют отказаться от использования громоздких централизованных систем водяного охлаждения. Также есть возможность использования побочного тепла для отопительных или других нужд;
• Управление работой компрессора не требует наличия специальной подготовки у персонала;
• Более экономично потребляют электроэнергию.
• Возможность плавного регулирования производительности в широком диапазоне

 Недостатки  винтовых компрессорных систем

• Сложное устройство механизмов, обеспечивающих регулирование степени сжатия производимого воздуха;
• Строгая необходимость наличия эффективного отделителя масла и маслоохладителя;
• Понижение на 15-20% от максимума уровня производительности компрессора сопровождается снижением эффективности работы устройства промежуточного всасывания (экономайзер).
• Утверждение, что  винтовые компрессоры намного экономичнее по расходу масла весьма спорно. Расход масла в разы меньше, только при работе с номинальным давлением на выходе и исправном сепараторе. При возрастании расхода воздуха и понижении давления в сети наблюдается резкий скачок в содержании уносимого масла. То же происходит и при несвоевременной замене фильтро элемента масляного сепаратора. А если учесть цену этого сепаратора,(маслянный сепаратор для 10-кубового компрессора стоит примерно 300$, это как 1500 литров компрессорного масла) то это и вовсе вытрет пункт об экономии масла из списка преимуществ винтовых компрессоров.
  

Всеобщие заблуждения

• Утверждение о том, что поршневые модели нуждаются в охлаждении водой, а компрессоры винтовые охлаждаются воздухом, это тоже лукавство продавцов компрессорного оборудования, так как не все поршневые компрессоры нуждаются в воде, и не все винтовые компрессоры охлаждаются воздухом.
• Утверждение о том, что охлаждение воздухом – это бесспорное преимущество, очень даже спорно. Если ваш компрессор установлен не в чистом поле, то вы сразу же столкнётесь с проблемой, куда девать тёплый воздух. И если вы её не решите в кратчайшее время, то очень скоро температура в помещении компрессорной станции превысит критическую и станет причиной выхода из строя компрессорного оборудования. При мощностях приводов компрессоров более 100 киловатт стоимость приточно-вытяжной вентиляции приблизится к стоимости градирни. Использовать тёплый воздух для отопления тоже не так просто, и без установки дополнительных систем невозможно, так  как диапазон температур в отопительный составляет более 30 градусов. Для комфортной работы персонала требется хотя бы  20°С±2°
• Утверждение о том, что поршневые компрессоры часто ломаются, а винтовые вовсе не ломаются, как минимум на половину (а моё мнение на 75%), не соответствует действительности. Могу хоть сейчас привести пример того, как самый захудалый, ненадёжный и самый дешёвый из отечественных поршневых компрессоров работает без поломок уже более 8 лет, и множество примеров, когда дорогие(брендовые) компрессора известных фирм ломались в первый же год эксплуатации.

В итоге

Несмотря на все свои достоинства, винтовые компрессоры не смогли создать конкуренцию поршневым, так как технология их создания остаётся очень сложной
Поршневые установки не только славятся низкой ценой, но и просты в производстве и эксплуатации.
 Принцип их работы понятен любому восьмикласснику, а так же блондинке-автолюбителю.
Низкая степень автоматизации поршневых компрессоров объясняется их возрастом и временем введения в эксплуатацию. В настоящее время можно автоматизировать компрессор любого типа
А еще надо сказать, что они способны служить вечно, при правильно эксплуатации и своевременной замене изнашивающихся частей.
При соблюдении этих условий сроки службы поршневых и винтовых компрессоров становятся сопоставимыми.

 

!Помните, что при покупке любого компрессора все денежные вложения не заканчиваются.
Они будут продолжаться, и увеличиваться на протяжении всего срока службы купленного компрессора.

 

Подготовлено к публикации Оксюзовым В.В.