О нас / Каталог инструмента / Компрессорное оборудование / Компрессоры винтовые

Компрессоры винтовые

Компрессоры	Компрессоры с ресивером	Компрессоры с ресивером и осушителем
Магистральные фильтры

Принцип работы винтового компрессора

Компрессоры винтового действия широко применяются в машиностроении, пищевой, стекольной, химической промышленности и других отраслях, предприятиям которых требуется подача больших объемов сжатого воздуха. Причина столь высокой популярности винтовых агрегатов заключается в неоспоримых преимуществах, которые обусловлены особенностями их конструкции.

Подробнее>>>

Винтовые компрессоры представляют собой пневматическое оборудование, вырабатывающее сжатый воздух за счет вращения двух роторов, которые принято называть винтовой парой.

Принцип работы винтового компрессора

Упрощенно работа винтового компрессора выглядит следующим образом.

При пуске компрессора открывается электромагнитный впускной клапан (2). Воздух всасывается из атмосферы и, проходя через воздушный фильтр (1), попадает в основной рабочий элемент компрессора – винтовой блок (3).

В корпусе винтового блока расположены два вращающихся ротора – ведущий и ведомый. Роторы погружены в масляную среду.

При вращении роторов образуется смесь из масла и пузырьков воздуха, которая перемещается к выходу из винтового блока. Эта смесь попадает в сепаратор (6), где происходит отделение масла от воздуха.

Из сепаратора очищенный воздух поступает на выход из компрессора (15), а масло возвращается в масляный резервуар. Следует отметить, что кроме транспортной функции масло также предназначено для смазки подвижных частей и отвода от них тепла.

Остается добавить, что современный винтовой компрессор – это сложное техническое устройство. Основными элементами конструкции пневматических агрегатов данного типа являются: корпус компрессора, электродвигатель, вентилятор, винтовой блок, фильтры (масляный и воздушный), устройства для охлаждения и отделения масла, радиатор для охлаждения масла и воздуха, система управления и контроля, трубопроводы (воздушный и масляный).

Схема винтового компрессора

1) Входной фильтр; 2) Впускной 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.

Основные узлы воздушного винтового компрессора


Электродвигатель	Масляный бак	Винтовой блок	Радиатор

Схема подключения винтового компрессора: варианты установки

Нередко при проектировании компрессорных станций одним из дискуссионных вопросов становится последовательность подключения оборудования. Если установка ресивера после винтового компрессора вполне очевидна, то для осушителя существует, как минимум, два варианта подключения: до или после ресивера. Рассмотрим основные плюсы и минусы каждого из них.

Подробнее>>>

Первый вариант: компрессор – ресивер – осушитель

Наиболее распространенной является схема компоновки компрессорной станции, когда вначале устанавливается собственно винтовой компрессор, затем ресивер и уже после него – осушитель.

Данное исполнение имеет неоспоримые эксплуатационные преимущества.

В ресивере осаждается значительная часть конденсата, содержащегося в сжатом воздухе. При этом сжатый воздух остывает и поступает в осушитель, имея более низкую температуру, чем выходе из компрессора.

Ресивер, работая как буферная емкость, сглаживает пиковые нагрузки в пневмосистеме. Вследствие этого выравнивается нагрузка на осушитель и стабилизируется температура точки росы.

Все это позволяет использовать менее производительный и, соответственно, более доступный по стоимости осушитель.

Производительность осушителя при подключении по данной схеме должна превышать производительность компрессора не более чем 25-30%.

К недостаткам схемы «компрессор – ресивер – осушитель» можно отнести осаждение конденсата из сжатого воздуха в ресивере, что ускоряет процесс коррозии данного узла, а также отсутствие большого запаса осушенного сжатого воздуха на случай непредвиденных пиковых нагрузок в пневматической системе. Однако, резервуар сжатого воздуха – отнюдь не самый дорогостоящий элемент пневмосистемы, а вторая проблема легко решается установкой дополнительного ресивера после осушителя.

Второй вариант: компрессор – осушитель – ресивер

Схема компрессорной станции, когда вслед за винтовым компрессором подключается осушитель сжатого воздуха и уже после него ресивер, встречается значительно реже. Однако, у нее также есть свои преимущества.

Во-первых, данная схема позволяет получить большой запас сжатого воздуха на период пиковых нагрузок.

Во-вторых, коррозия в ресивере проходит медленнее, ввиду меньшего попадания влаги.

К недостаткам можно отнести необходимость приобретения более производительного и, следовательно, более дорогостоящего осушителя.

Производительность осушителя сжатого воздуха при подключении по данной схеме должна быть на 35-40% больше производительности компрессора.

Как выбрать ресивер и осушитель для винтового компрессора?

При выборе ресивера и осушителя необходимо учитывать как рабочее давление в пневматической системе, так и производительность компрессора.

Возьмем для примера винтовой компрессор с ременным приводом Harrison HRS-941500 , производительностью 1500 литров в минуту.

Вне зависимости от места установки, объем резервуара должен составлять порядка 30% от того объема сжатого воздуха, который производит компрессор за единицу времени. Следовательно, компрессорную станцию нужно будет укомплектовать ресивером Harrison HRS-T9950010, объемом 500 литров.

Если же говорить об осушителе, то при подключении по первой схеме его производительность должна составить около 1850 литров в минуту, а по второй – около 2100 литров в минуту. Таким образом, для обеих схем компоновки компрессорного узла отлично подойдет осушитель Harrison HRS-D982500 , производительностью 2500 литров в минуту.

Зачем осушать сжатый воздух?

В атмосферном воздухе, как мы все помним еще со школы, содержатся водяные пары. Процентное содержание этих паров может меняться в зависимости от температуры, времени года, природно-климатических и других условий, но оно всегда больше нуля. Соответственно, вода в парообразном состоянии вместе с воздухом поступает в компрессор и, если на выходе не установлен осушитель – в пневмосистему.

Подробнее>>>

Зачем нужен осушитель воздуха?

Уместно напомнить, что в определенном объеме воздуха без образования конденсата может содержаться строго ограниченное количество влаги. Причем, ее количество прямо пропорционально температуре воздуха (проще говоря: в горячем воздухе влаги больше, чем в холодном).

Воздух поступает в компрессор и, в результате сжатия, его объем уменьшается в несколько раз. Соответственно, уменьшается и количество влаги, которое может в нем содержаться в парообразном состоянии.

Так, если компрессор создает давление 7 бар, то объем воздуха уменьшается примерно до 7/8 от первоначального значения. Поэтому, не смотря на существенное повышение температуры при сжатии, способность воздуха удерживать влагу в виде паров снижается в несколько раз, она конденсируется, переходя в жидкое состояние, и вместе с потоком сжатого воздуха поступает в пневмосистему.

К чему может привести постоянное попадание воды в пневматическую систему? Во-первых, к коррозии трубопроводов и узлов пневмосистемы. При этом сжатый воздух, проходя по магистралям, будет увлекать за собой и перемещать частицы ржавчины к узлам запорной арматуры и оборудованию, что неизбежно приведет к ухудшению их работоспособности и поломкам. Во-вторых, из-за вымывания смазки начнется ускоренный износ технологического оборудования и инструмента. В итоге и самому компрессору потребуется дополнительное сервисное обслуживание раньше регламентных сроков.

Предотвратить развитие подобной ситуации позволяет установка на выходе из винтового компрессора специального устройства – осушителя.

На сегодня одними из наиболее надежных и экономичных являются осушители рефрижераторного типа.

Как устроен рефрижераторный осушитель?

Принцип работы осушителя-рефрижератора, состоящего из двух контуров теплообмена и сепаратора, заключается в следующем.

Поток горячего и влажного сжатого воздуха из компрессора подается в регенеративный теплообменник типа «воздух-воздух». Здесь он охлаждается, отдавая часть тепловой энергии уже осушенному воздуху, выходящему из осушителя и частично освобождается от влаги. Это позволяет экономить до 40-50% энергии, необходимой для полного осушения сжатого воздуха.

Далее сжатый воздух поступает во второй теплообменник типа «воздух-хладагент», который, по сути, представляет собой испаритель. Поглощая тепло, хладагент охлаждает воздух до температуры образования конденсата (т.е. до точки росы, которая в осушителях данного типа как правило составляет +3°С).

Переходя в жидкое состояние, содержащиеся в сжатом воздухе водяные пары конденсируются в виде капелек. Чтобы убрать их, воздух прогоняется через центробежный отделитель конденсата – сепаратор, в котором ему приходится двигаться по спирали. Таким образом, капли воды отбрасываются центробежной силой на стенки сепаратора, по которым они стекают на дно и уже после этого автоматически убираются из системы при помощи электроклапана сброса конденсата, а очищенный и осушенный воздух подается к потребителям.

Результаты работы осушителя можно проиллюстрировать простым примером.

Исходные данные: винтовой компрессор мощностью 55 кВт. Температура воздуха окружающей среды 24°C при относительной влажности 75%.

Если на выходе компрессора установить осушитель, то за день работы из воздуха может побочно конденсироваться до 280 (!) литров воды. Понятно, что если компрессор будет подключен к пневмолинии напрямую, без осушителя, вся эта жидкость в виде водяных паров и капель конденсата будет беспрепятственно поступать в пневматическую систему. Со всеми, как говорится, вытекающими…

На схеме: 1) Компрессор хладагента; 2) Конденсатор; 3) Вентилятор; 4) Испаритель; 5) Отделитель конденсата; 6) Отделитель примесей; 7) Капиллярная трубка; 8) Фильтр хладагента; 9) Заправочный штуцер; 10) Перепускной клапан горячего газа; 11) Теплообменник; 12) Реле давления; 13) Таймерный конденсатоотводчик; 14) Отвод конденсата; 15) Механический конденсатоотводчик.

Основные преимущества рефрижераторных осушителей:

Энергоэффективность. Регенеративный контур экономит до 50% электричества;
Простота в управлении и обслуживании;
Длительный эксплуатационный период;
Экологичность. Такой способ охлаждения исключает выброс вредных веществ в атмосферу;
Надежные конденсатоотводчик и конденсатоотделитель;
Стабильность точки росы, независимо от уровня нагрузок;
Минимальные потери давления.

Как правильно соединить компрессор с ресивером?

В данной статье мы постараемся ответить на самые популярные вопросы о ресиверах. Как правильно соединить компрессор с ресивером? Как правильно подключить ресивер к винтовому компрессору? И, наконец, для чего нужен ресивер?

Подробнее>>>

Начнём с вопроса: «Для чего нужен ресивер?»

Любой винтовой или поршневой компрессор нуждается в ресивере (воздухосборнике). Ресивер служит прежде всего для накопления и хранения сжатого воздуха. В случае пикового потребления он обеспечивает потребителей достаточным объёмом сжатого воздуха.

Ресивер (воздухосборник) так же стабилизирует поток сжатого воздуха внутри себя или, проще говоря, сглаживает пульсации. А сжатый воздух без пульсаций в свою очередь позволяет осушителю выдать более стабильную точку росы.

И, главное по списку, но не по значению – в ресивере воздух дополнительно охлаждается.

«Как правильно подключить ресивер к винтовому компрессору ?»

Прежде чем ответить на этот вопрос, необходимо определиться с техническими характеристиками ресивера, который будет работать в паре с винтовым компрессором.

Оптимально объём ресивера должен составлять треть от производительности компрессора.

То есть, если у вас воздушный винтовой компрессор выдает 1500 литров в минуту, как, например HARRISON HRS-941500 , то для него следует выбрать ресивер объемом 500 литров.

При этом осушитель рекомендуется ставить производительностью на 25% больше производительности промышленного компрессора.

Таким образом, в нашем случае лучше всего подходит осушитель рефрижераторного типа HARRISON HRS-D982500 .

Общие рекомендации:

Для экономии места лучше выбирать вертикальные ресиверы.
Лучше ставить ресивер сразу после компрессора и до осушителя.
Подключать ресивер можно рукавами высокого давления, пластиковыми или металлическими трубами.
Входное отверстие на ресивере должно быть не менее выходного отверстия на компрессоре.
Рекомендуется установка шаровых кранов перед и после ресивера.

Особенности выбора винтового компрессора

Как выбрать компрессор, оптимально подходящий для решения задач на предприятии или другом объекте? Какие характеристики оборудования следует принять во внимание в первую очередь? Попробуем расставить приоритеты.

Подробнее>>>

Суммарный объем потребления сжатого воздуха

Для правильного выбора компрессора прежде всего необходимо определить суммарные требования по потреблению сжатого воздуха.

Суммарный расход всех отдельных потребителей воздуха рассчитывается по формуле Q = S*Кз*Ку*Кс

где:

Q — суммарное потребление сжатого воздуха;

S — суммарное значение расхода всех потребителей;

Кз — коэффициент страхового запаса;

Ку — коэффициент утечек;

Кс — коэффициент синхронности.

Коэффициенты могут варьироваться в зависимости от назначения линии сжатого воздуха.

Кз =	1,2	Коэффициент страхового запаса, обычно составляет 20% от суммарного значения расхода потребителей;
Ку =	1,1	Коэффициент утечек, обычно берется равным 10% от суммарного значения расхода потребителей;
Кс =	0,9	Коэффициент синхронности, берется равным 90% от суммарного значения расхода потребителей;
S =	S1+S2…+Sn	Суммарное значение расхода всех потребителей*.

* Пример: допустим, на объекте используется три гайковерта с расходом воздуха 400л/мин, 600 л/мин, 800л/мин. Тогда суммарноезначениеS=400+600+800=1800л/мин.

Давление сжатого воздуха

Потребители (пневматическое оборудование, инструмент и т.п.) могут быть рассчитаны на давление сжатого воздуха 8, 10 или 12 бар. Соответственно, при выборе компрессора, следует рассматривать именно те аппараты, которые позволят обеспечить подачу сжатого воздуха с требуемым давлением.

Подключение к электросети

Большинство промышленных компрессоров рассчитаны на подключение к трехфазной сети 380В / 50Гц. Поэтому, перед приобретением винтового компрессора, необходимо убедиться, что на объекте есть трехфазная электрическая сеть и есть резерв по мощности, достаточный для подключения выбранной модели компрессорного оборудования.

Дополнительное оборудование для подготовки сжатого воздуха

Общеизвестно, что использование сжатого воздуха без предварительной очистки может привести к преждевременному износу, снижению мощности и даже поломкам пневматического оборудования и инструмента. По статистике, до 80% неисправностей оборудования, инструмента и других потребителей, подключаемых к пневмолиниям, связано именно с неправильной воздухоподготовкой.

Таким образом, воздух, который подается в пневмосистему, необходимо предварительно очистить от влаги (в результате сжатия и охлаждения воздуха образуется конденсат), масла (точнее, масляной взвеси), пыли.

Соответственно, планируя установку компрессорной установки, рекомендуется заблаговременно предусмотреть комплектацию пневматической системы осушителями, фильтрами, модулями подготовки воздуха. Это особенно актуально для подключения к пневмолинии высокоточного дорогостоящего оборудования или, например, окрасочного оборудования.

Место установки компрессора

Если площадь пространства позволяет, то самым надежным и экономически выгодным решением будет комплектация объекта тремя основными единицами компрессорного оборудования по отдельности: компрессор , ресивер , осушитель .

В случае ограниченного пространства можно выбрать компрессорное оборудование в моноблочном исполнении: 2 в 1 (компрессор + ресивер) и 3 в 1 (компрессор + ресивер + осушитель) .

Каковы преимущества винтовых компрессоров по сравнению с поршневыми установками: Небольшая площадь соприкасающихся поверхностей. Меньший коэффициент трения, а также отсутствие необходимости преобразования вращательного движения двигателя в возвратно-поступательное движение поршней существенно повышают КПД компрессора; Винтовой блок обеспечивает плавное снижение скорости вращения, в результате чего количество производимого сжатого воздуха уменьшается без возникновения в системе скачков давления, которые характерны для поршневых установок в случае замедления движения поршня. Помимо повышения эффективности работы пневматического оборудования, данный эффект позволяет снизить объем ресивера; Винтовая технология предполагает гораздо меньший расход смазки, как правило, у разных производителей он составляет от 1 до 3 мг масла на кубометр воздуха. Это позволяет говорить о том, что воздух после винтового компрессора чище, чем после поршневого и подходит для более требовательных потребителей; Большинство современных винтовых компрессоров оснащены специальными системами автоматизации, позволяющими поддерживать заданные режимы работы без участия оператора, а также дающими возможность объединять несколько агрегатов в единую сеть, повышая эффективность расходования ресурсов; В процессе сжатия в винтовом компрессоре воздух гораздо меньше нагревается, следовательно, необходимо меньше усилий для приведения его к нормальной температуре; Большинство винтовых компрессоров мощностью до 250 кВт имеют воздушную систему охлаждения, что освобождает предприятие от необходимости решать вопрос о подводе и утилизации технологической воды, циркулирующей в системе водяного охлаждения, либо об установке оборудования для оборотного водоснабжения (градирни); С внедрением винтовых компрессоров предприятия получают возможность децентрализации компрессорных станций, поскольку такое оборудование имеет меньшие габариты, невысокий уровень шума, низкие вибрации и не требует наличия специального фундамента.

Недостатки винтовых компрессоров: Более сложная конструкция и цена производства, чем у поршневых агрегатов. Запчасти для винтовых компрессоров также стоят дороже; Система воздушного охлаждения предполагает необходимость отвода горячего воздуха после его выхода из системы охлаждения. Конечно, предприятие получает возможность использовать побочное тепло для отопления, однако это тоже требует определенных затрат на соответствующее оснащение системы; Винтовые агрегаты нельзя использовать для работы с агрессивными газами. Кроме того, винтовой блок подвергается повышенному износу в случае, если компрессор используется в помещении с повышенной запыленностью; Винтовые компрессоры требуют постоянной и эффективной работы системы маслоотделения. Некоторые модели компрессоров при повышении расхода воздуха, влекущем за собой снижение давления в системе, начинают пропускать в пневмосети большее количество масла, чем указано производителем.