Винтовые компрессоры: руководство пользователя

• Что такое винтовой воздушный компрессор?
• Как работает винтовой компрессор?
• Маслосмазываемые и безмасляные винтовые компрессоры
• Компрессоры с постоянной частотой вращения и компрессоры с регулируемой частотой вращения привода (VSD)
• Преимущества и использование винтовых компрессоров

Основными деталями винтового компрессора являются роторы с наружной и внутренней резьбой, которые вращаются в противоположных направлениях. При этом происходит забор сжатого воздуха по мере уменьшения пространства между роторами и их корпусом.

Каждый винтовой элемент характеризуется фиксированным коэффициентом сжатия, который зависит от его длины, шага винта и формы выпускного отверстия. Для достижения максимальной эффективности коэффициент сжатия должен быть адаптирован к требуемому рабочему давлению.

Современные высокоскоростные безмасляные винтовые компрессоры имеют асимметричные винтовые профили, что значительно повышает энергоэффективность благодаря снижению объема внутренней утечки.

Шестерни чаще всего используются для синхронизации положения вращающихся в противоположных направлениях роторов. Поскольку роторы не соприкасаются друг с другом, а также с корпусом компрессора, не требуется смазывание внутри камеры сжатия. Следовательно, сжатый воздух не содержит масла.

Коэффициент сжатия ограничен предельной разностью температур между впускным и выпускным отверстиями. Именно поэтому безмасляные винтовые компрессоры часто проектируют с несколькими ступенями и промежуточным охлаждением для достижения более высокого давления.

Такой тип компрессоров также известен как масляный или маслозаполненный компрессор. Тем не менее, его техническое название – «маслосмазываемый».

Маслосмазываемые ротационные винтовые компрессоры впрыскивают масло в камеру сжатия. Это масло охлаждает и смазывает компрессорный элемент.

Оно также помогает отводить тепло в процессе сжатия и способствует минимизации утечек в камере сжатия путем уплотнения зазора.

Маслосмазываемые винтовые компрессорные элементы могут быть изготовлены для обеспечения высокого коэффициента сжатия, при этом одной ступени сжатия обычно достаточно для нагнетания давления до 14 и даже 17 бар, хотя для этого и приходится жертвовать энергоэффективностью.

Основное различие между двумя технологиями можно найти в их названии:

• Компрессоры, работающие по принципу нагрузка\разгрузка работают с постоянной частотой вращения двигателя.
• Технология частотно-регулируемого привода (VSD) обеспечивает вращение двигателя в соответствии с требуемым количеством воздуха

Компрессоры с постоянной частотой вращения очень эффективны при постоянной работе со 100%-й нагрузкой, но для большинства предприятий не требуется такая производительность. До полной остановки двигателя они будут продолжать работать, пока не будет вырабатываться воздух, что приведет к потере энергии и расходам. 

Неэффективная работа и возможные потери более заметны на объектах, которые работают в несколько смен или характеризуются большими колебаниями расхода в течение дня.

Компрессоры VSD увеличивают частоту вращения двигателя по мере увеличения потребности в воздухе, тем самым увеличивая производительность в куб./мин. При снижении потребности двигатель автоматически замедляется и использует только необходимую энергию для обеспечения необходимого потока. 

Особенно полезной эта технология оказывается в рабочие дни с меньшей загрузкой, а также в ночные смены, так как она сокращает потери электроэнергии и снижает расходы.

Использование сжатого воздуха является дорогостоящим, поскольку затраты на электроэнергию составляют значительную долю от общей стоимости владения, но частотно-регулируемые приводы снижают расходы на 35–60%. 

Одним словом, наиболее важными преимуществами винтовых воздушных компрессоров являются:

• Эффективность энергопотребления

• Низкий уровень шума

• Малая занимаемая площадь 

• Непрерывная работа при температуре до 46 °C

• Низкий унос масла (всего 3 мг/м3) на маслосмазываемых машинах

• Нулевая потеря производительности с течением времени

• Ожидаемый срок службы составляет от 60 000 до 80 000 часов.

• Надежность

Одним из основных аргументов в пользу приобретения является отсутствие цикла загрузки. Маслосмазываемый винтовой компрессор может работать на протяжении всего рабочего дня без негативных последствий для компрессора. На самом деле, это дает определенные преимущества.

Этот факт особенно важен для производства, когда остановка компрессора повлияет на производственный процесс, а также для направлений, где потребность в воздухе трудно предугадать или контролировать.

В отличие от поршневых компрессоров, в винтовых компрессорах отсутствуют клапаны или другие элементы, создающие механические силы, которые могут привести к дисбалансу. Это позволяет винтовому компрессору:

• работать на высокой скорости;

• сочетать большую производительность и небольшие размеры.

Еще одно существенное отличие от поршневых технологий заключается в том, что маслозаполненные компрессоры имеют столько же различных применений, сколько существует отраслей промышленности. Компрессоры такого типа обычно выбирают пользователи, которым требуется подача большого объема воздуха среднего давления.

Не знаете, какой тип винтового воздушного компрессора вам нужен? Обратитесь к представителям «Атлас Копко» за персональной консультацией и индивидуальным предложением.