Маймен жабдықталған винтті ауа компрессоры мен поршеньді компрессор: Негізгі айырмашылықтар

Негізгі жұмыс істеу принциптері: Роторлық компрессия мен қайтып-қайтып орын ауыстыру арқылы ығысу

Маймен жабдықталған винтті ауа компрессоры қалай бір-біріне тығыз кіріп тұратын роторлар мен маймен герметизациялау арқылы үздіксіз, салыстырмалы түрде жұмыс істейтін компрессияны қамтамасыз етеді

Маймен жабдықталған винтті ауа компрессорлары арнайы жасалған, қарама-қарсы бағытта айналатын спиральді роторларға сүйенеді. Бұл роторлар бір-біріне жақындап келгенде, олар мен компрессор корпусы арасындағы кеңістіктер тұрақты түрде кішірейіп, ауаны пульсациялар мен тоқтатуларсыз, жылжымалы және тұрақты қысуға әкеледі. Май мұнда бірнеше маңызды рөл атқарады. Біріншіден, ол қысылған ауаның ішкі жерден шығып кетуіне себеп болатын кішкентай саңылауларды герметикалайды, нәтижесінде жоғалтулар қатты төмендейді. Екіншіден, ол қысу кезінде пайда болатын жылумен басқаруды жеңілдетеді. Үшіншіден, ол барлық қозғалыстағы бөлшектерді дұрыс майлайды. Осы сипаттардың үйлесімі компрессордың толық қуатта үздіксіз жұмыс істеуін және өте тұрақты қысым шығысын (шамамен ±1%) қамтамасыз етеді. Сондай сенімділік өндірістік процестерде өте маңызды, өйткені тұрақты және жоғары сапалы ауа жеткізуін тоқтатуға болмайды.

Поршеньді компрессорлар қалай циклдық кіріс-сығылу-шығыс жүрістері арқылы қысымды жасайды және олардың тән механикалық шектеулері

Поршеньді компрессорлар қайтып-қайтып орын ауыстыру деп аталатын әдіспен жұмыс істейді. Негізінде, поршень кривошиптің әсерінен алға-артқа қозғалады. Ол төмен қарай қозғалғанда, ауа камераның ішіне сорылады. Содан кейін жоғары қарай қозғалғанда, ауа сығылады да, арнайы шығару клапандары арқылы сыртқа ығысады. Бұл жұмыс істеу әдісі ауа ағысының тең емес үлгісін жасайды және қысым тербелістері ±15% шамасында болады. Клапандар, поршень сақиналары және подшипниктер сияқты компоненттер күш бағытының өзгеруінен қайталанып керілуге ұшырайды. Өткен жылы жарияланған «Қысылған ауа бойынша ең жақсы практикалар» нұсқаулығындағы соңғы зерттеулерге сәйкес, барлық бұл механикалық шектеулер индустриялық қолданыстағы көптеген жабдықтардың тек 60–70% уақыт ішінде ғана жұмыс істеуге мүмкіндік береді, ал одан кейін техникалық қызмет көрсету үшін тоқтату қажет болады. Сонымен қатар, тағы бір проблема да бар. Тұрақты қызу мен суыту циклдары компоненттердің тозуын қатты жылдамдатады, сондықтан бұл машиналар уақыт өте келе басқа компрессор түрлеріне қарағанда сенімділігі төмендейді.

Энергиялық тиімділік пен жалпы иелену құны (ЖИҚ) талдауы

Жүктемеге тәуелді пайдалы әсер коэффициенті: Неге винтті ауа компрессорлары 40–100% жүктемеде 85% ПӘК-ті сақтайды, ал поршеньді компрессорлар 70%-тан төмен жүктемеде қатты төмендейді

Бүгінгі күні винтты компрессорлар 40%-дан 100%-ға дейінгі жүктемеде жұмыс істеген кезде шамамен 85% ПӘК-ке ие болады, себебі олардың роторларының пішіні дәл бапталған және олар айнымалы жылдамдықтық қозғалтқыштармен жақсы жұмыс істейді. Алайда поршеньді қондырғылармен мәселе туындайды. Олар 70%-дан төмен жүктемеде ПӘК-ті қатты төмендетеді. Неге? Бұл қондырғылар әрбір қайта іске қосылу мен тоқтатылу кезінде циклдық шығындарға ұшырайды, сонымен қатар ауа қажетсіз қайтадан сығылатын уақыттағы тыныш жүрістер кезіндегі барлық пайдаланылмаған энергия шығыны да орын алады. Мұнда ең маңыздысы — ішкі бос көлемнің көлемі қанша және жұмыс істеу барысында ауа ағысы тұрақты болып қала ма. Винтты компрессорлар негізінен «өлі аймақтарды» жоюға және тегіс, үздіксіз сығылу қамтамасыз етуге қабілетті, ал поршеньді қондырғылар толық қуатта жұмыс істемей кезінде көлемдік мәселелерге ұшырайды. Өткен жылғы кейбір салалық есептерге сәйкес, бұл өнімділік айырмашылығы сұраныс тербелісі болатын жағдайларда әрбір 100 куб. фут/мин үшін винтты компрессорлардың энергия тұтынуын 18%-дан 35%-ға дейін азайтуын көрсетеді.

5 жылдық TCO бөлінісі: капитал шығыны, энергия пайдалану (kWh/100 cfm) және қызмет көрсету еңбегі - жоғары жұмыс циклы бар қосымшалар үшін ROI кестесімен

Шрубтік компрессорлар бастапқы инвестиция 30-50% жоғары болғанымен, олардың жоғары тиімділігі мен ұзақтығы үздіксіз пайдалану ортасында иеліктің жалпы құны (TCO) айтарлықтай төмен болады. Жыл сайын 6000 сағат жұмыс істейтін 100 ат күші бар жүйе үшін:

Бұл 5 жылдық үнемдеуге 82,500 долларды құрайды. Бұл - тек 14-18 ай ішінде 50 пайыздан астам жұмыс циклдерін орындайтын нысандар үшін ROI-ге қол жеткізу. Техникалық қызмет көрсетуді жүргізу поршеннің TCO-ға басымдық береді, бұл жиі клапан мен сақинаны ауыстыру және әрбір 8000 сағат сайын еңбекті қажет ететін жөндеулер арқылы жүзеге асырылады.

Сенімділік, техникалық қызмет көрсету жүктемесі және жұмыс циклының сәйкестігі

Жылжымалы бөлшектерді салыстыру: бұрандалы ауа компрессорындағы 3-5 күрделі компоненттермен, поршенді агрегаттардағы 20+ тозуға бейім бөлшектерді салыстыру

Маймен жабдықталған роторлы ілгерілемелі компрессордың ішінде басқа да негізгі бөлшектерден басқа, екі ротор, дәлме-дәл жұмыс істейтін роликті тірек, валдың тығыздағыштары мен май сүзгісінің жүйесі болады. Қозғалыстағы бөлшектер саны аз болғандықтан, осы қондырғылар сирек сыртқа шығады және оларда ақау пайда болған кезде оны анықтау оңай болады. Ал қайтып қозғалатын поршеньді компрессорлар басқаша әңгіме айтады. Оларда уақыт өте келе тозатын жиырма немесе одан да көп бөлшек бар: кіріс пен шығыс клапандары, поршень сақиналары, шатундар, поршень саусақтары, цилиндрдің ішкі қабығы және басқа да әртүрлі компоненттер. Осы бөлшектердің әрқайсысы жеке-жеке бұзылуы мүмкін, яғни бір уақытта бірнеше ақау пайда болуы мүмкін. Сондықтан көптеген өндірістік кәсіпорындар роторлы компрессорларды жылына бір рет ғана — қалыпты тексеру мақсатында — қызметке алады, ал поршеньді моделдерге әдетте үш айда бір рет қарау қажет. Бөлшектер санындағы айырмашылық та маңызды. Өндірістік кәсіпорындар роторлы компрессорлардың поршеньділерге қарағанда кездейсоқ тоқтатулар саны шамамен алпыс пайызға азайғанын хабарлайды, бұл жөндеу жоспарларын көбірек қарапайымдандырады және жалпы алғанда қиындықтарды азайтады.

Жұмыс циклына сәйкестілік: Үздіксіз жұмыс (бұрандалы) немесе ауыспалы жұмыс (поршеньді) — және оның жұмыс уақытына, тірек өміріне және жылулық кернеуге әсері

Сырғымалы компрессорлар теңестірілген ротор дизайны мен тұрақты май суыту жүйесі арқасында толық қуатта үздіксіз жұмыс істей алады. Алайда поршеньді компрессорлар басқаша: олар әдетте жылу жиналуы мен уақыт өте келе бөлшектердің тозуы себебінен шамамен 70% жұмыс циклына дейін шектеледі. Бұл шектерді асырып кеткенде, проблемалар тез көбейе бастайды. Поршеньді қондырғылардағы подшипниктер өте қызады, кейде сырғымалы қондырғылардағыдан үш есе қызыған болады. Ал сырғымалы жүйелер май температурасын шамамен ±2 °C аралығында тұрақты ұстайды. Поршеньді компрессорларды үздіксіз жұмыс істету олардың пайдалы қызмет ету мерзімін шамамен 40% қысқартады. Қызмет ету ұзақтығы көрсеткіштеріне қарағанда айырмашылық тағы да анығырақ болады: көптеген сырғымалы компрессорлар 60 000 жұмыс сағатынан кейін ғана қатты техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді, ал поршеньді моделдер тұрақты жұмыс істеп тұрған кезде 20 000 сағатқа жетпей-ақ толық қайта жөндеуді қажет етеді. Компрессор типін нақты жұмыс көлемі талаптарына сәйкестендіру — жұмыстарды сұладырып жүргізу, артық жылуға байланысты жабдық зақымдануын азайту және қымбат жабдыққа салынған инвестициялардан тиімдірек пайда алу үшін маңызды фактор.

Ауа сапасы, жүйенің тұрақтылығы және қолданбалардың сәйкестігі

Өндірістік сығылған ауаның сапасы процестерді сақтау, өнімнің қауіпсіздігін қамтамасыз ету және жабдықтардың қызмет көрсету мерзімін ұзарту үшін шынымен маңызды. Алдымен поршеньді компрессорлар туралы сөз қозғайық. Бұл машиналар ауа ағысына өте көп май қосады, негізінде майдың өтіп кетуі 50 млн-нан асады. Бұл тамақ өндірісі, фармацевтикалық өндіріс және электроникалық құрылғыларды жасау сияқты әртүрлі салаларда ауыр ластану проблемаларын туғызады. Енді осыған қарағанда, көп сатылы коалесцентті сүзгілер мен жақсарған май-ау бөлу технологиясы арқасында май аэрозолі 3 ppm-нен төмен болатын маймен жабдықталған винтті компрессорларды қарастырайық. Олар ISO 8573-1 класс 2:2:1 тазалық стандарттарын қанағаттандырады, ал бұл үшін қымбат тұратын төменгі деңгейдегі кептіргіштер немесе қосымша коалесцентті сүзгілер қажет емес. Жүйенің тұрақтылығын қарастырғанда, айтарлықтай айырмашылық бар. Поршеньді қондырғылар пневматикалық құралдардың жұмысын бұзатын және дәлдігі жоғары құралдардың көрсеткіштерін ауытқытатын ±15 psi шамасындағы қысым тербелістерін туғызады. Ал винтті компрессорлар ±1 psi ғана тербеліс жасап, импульссіз жұмыс істейді, сондықтан олар дәл автоматтандырылған жұмыстар мен тұрақты жұмыс істейтін атқарушы құрылғылар үшін идеалды. Температураны реттеу – бұл жерде тағы бір маңызды фактор. Винтті компрессорлар ұзақ уақыт жұмыс істегенде де салқын қалады, ал поршеньді моделдер ұзақ уақыт қатты жүктеме кезінде қызып, жиі істен шығады. Автомобильдің бояу цехтары, жартылай өткізгіштерді өңдеу желілері немесе медициналық құралдарды жинау аймақтары сияқты күнделікті таза ауа қажет ететін өндірістер үшін винтті технология тек жақсы ғана емес, негізінде міндетті. Поршеньді компрессорлар әлі де өз орнын сақтайды, бірақ негізінде ауаның тазалығы, тұрақты ағысы және сенімді жұмыс істеу уақыты ең басты приоритет болмаған төмен сұраныс жағдайларында.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Сырғымалы және поршеньді компрессорлар арасындағы негізгі айырмашылықтар қандай?

Сырғымалы компрессорлар аз қозғалыс бөліктерімен тегіс және үздіксіз сығу ұсынады, сондықтан олар үздіксіз жұмыс істеу үшін тұрақты болып табылады. Ал поршеньді компрессорлар циклдық кіріс–сығу–шығу процестеріне сүйенеді және компоненттері әлдеқайда көп, сондықтан тозу мен жөндеу қажеттілігінің ықтималдығы жоғары.

Неге сырғымалы компрессор поршеньді компрессорға қарағанда энергияны тиімдірек пайдаланады?

Сырғымалы компрессорлар жүктеменің кең диапазонында жоғары тиімділікті сақтау үшін жобаланған, ал поршеньді компрессорлар циклдану жоғалтулары мен қайта іске қосу проблемалары салдарынан, әсіресе төмен жүктемелерде, тиімділіктері қатты төмендейді.

Сырғымалы және поршеньді компрессорлардың жалпы иелік шығындары қалай салыстырылады?

Бастапқы сатып алу құны жоғары болса да, сырғымалы компрессорлар энергия тиімділігі мен төмен жөндеу қажеттілігі арқасында уақыт өте келе төмен жалпы иелік шығындарына ие болады, ол ұзақ мерзімді үлкен үнемге әкеледі.

Қандай қолданыстар винтті компрессорлардан ең көп пайда көреді?

Винтті компрессорлар тұрақты қысымды шығаруы мен төмен майлылығы салдарынан тамақ өңдеу, фармацевтика және дәлдік бойынша өндіріс сияқты үздіксіз жұмыс істеу мен жоғары ауа сапасын талап ететін салалар үшін идеалды болып табылады.