Установка компрессоров

Компрессоры должны устанавливаться таким образом, чтобы они были легкодоступны и гарантировалось необходимое охлаждение.
Требования по легкодоступности выполнены, если при установке компрессоров их управление и техническое обслуживание не затруднено.
Температура окружающей среды в основном не должна превышать 40°С в случае, стационарных компрессоров с масляной камерой с воздушным охлаждением, т.е. должна обеспечиваться "Аэрация компрессорного помещения".  Естественная аэрация просто использует физические законы: при нагревании компрессора, в помещении возникает поток восходящего воздуха.
Как правило, естественная аэрация неэффективна для отвода тепла от компрессоров с мощностью более 15 кВт.
Искусственная аэрация подчиняется тем же правилам, что и естественная: вход холодного воздуха должен располагаться внизу, около пола, выход тёплого воздуха - вблизи потолка помещения, в котором расположен компрессор. В этом случае, также, компрессор располагается в пределах воображаемой линии движения потока воздуха. При температурах ниже +2°С отверстие для входа аэрационного воздуха должно иметь возможность закрываться заслонкой.
Например, компрессор модели IRN-45 оборудован приводным двигателем мощностью 45 кВт - для него необходим поток охлаждающего воздуха 2,96 м3/с. Скорость воздушного потока в воздуховоде должна быть 5 м/с. Воздуховод длиной 1 м с изгибом на угол 90° или прямой воздуховод максимальной длины 5 метров соответствует максимальному разрешённому значению. Если воздуховод длиннее 5 м или имеет несколько изгибов, то в нём должен быть установлен дополнительный вентилятор.
Компрессоры могут быть установлены в рабочей зоне только при условии, что их уровень звукового давления не превышает 85 дб.
Помещения, предназначенные для установки компрессоров с впрыском масла с мощностью двигателя более 40 кВт, должны быть установлены или оборудованы таким образом, чтобы в случае возгорания одного из компрессоров, пламя не могло распространиться на прилегающие рабочие зоны.
Компрессоры с приводными двигателями мощностью более 100 кВт должны устанавливаться в отдельных помещениях.
Всасывающие патрубки воздушных компрессоров должны располагаться таким образом, чтобы опасные вещества не попали в компрессоры вместе с воздухом. Опасные загрязнения включают пары растворителей, пыль и другие опасные материалы и искры.

Устройство и принцип работы винтового компрессора

Винтовой компрессор - ротационный компрессор, в котором сжатие среды достигается с помощью двух сцепленных между собой роторов с винтовыми зубьями. Компрессор винтовой - один из наиболее эффективных способов получения сжатого воздуха на производстве. Винтовой компрессор обеспечивает надёжность и высокие рабочие характеристики компрессорного оборудования при низких эксплуатационных расходах.
Компрессор винтовой состоит из корпуса (цилиндра), ведущего и ведомого роторов с зубчато-винтовыми лопастями. В винтовом компрессоре винтовая пара засасывает воздух, вращаясь в масляном слое, что обеспечивает низкий коэффициент трения, дополнительное масляное уплотнение, гарантирующее герметичность системы, а также эффективный теплоотвод от рабочей зоны. В типовых условиях производства всё более популярными становятся винтовые компрессоры, поскольку для этих условий они являются более выгодными.
Использование винтового компрессора, при всех достоинствах поршневых, резко сокращает стоимость обслуживания компрессорного оборудования. Винтовой компрессор, в среднем, должен быть обслужен один раз в год и фактически работает как необслуживаемая машина. Кроме того, для обслуживания компрессора винтового не требуется квалифицированный персонал, как в случае с поршневой техникой. В то время как поршневой компрессор требует периодического отдыха, винтовой рассчитан на постоянный режим работы. Винтовой компрессор равной производительности компактнее, качество воздуха с точки зрения концентрации частиц воды и масла выше, а эксплуатационные расходы ниже.
Если же иметь в виду большие производства, особенно в условиях многосменного режима работы, винтовой компрессор вне конкуренции. Винтовой компрессор также позволяет экономить электроэнергию: основная экономия скрыта в системах регулирования, за счёт которых можно сократить расход электроэнергии минимум на 30%.

Винтовой компрессор не требует больших начальных вложений Компрессор винтовой требует гораздо меньших вложений в монтаж и наладку. Ему практически не свойственна вибрация, поэтому для его установки не нужен фундамент и отдельное здание (экономия на строительно-монтажных работах).

Винтовые компрессоры имеют низкий уровень шума. Объём ресивера в винтовом компрессоре гораздо меньше, чем в поршневом, поскольку он требуется только для сглаживания неравномерности потребления сжатого воздуха. Поэтому винтовые машины компактны и имеют низкий уровень шума .
Компрессор винтовой объединяет в себе все вышеуказанные достоинства. Они сделаны на основе совершенных материалов и комплектующих и предназначены для работы в жестких условиях длительной непрерывной эксплуатации.

1.  Соленоидный клапан (Blowdown)
2.  Всасывающий клапан (Inlet)
3.  Воздушный фильтр
4.  Винтовой блок (Airend)
5.  Шланг воздух/масло (Винтовой блок — масляный бак)
6.  Масляный бак
7.  Масляный шланг с термостатическим клапаном
8.  Масляный шланг (винтовая пара — фильтр)
9.  Масляный фильтр
10. Масляный шланг (термостат клапан — масляный бак)
11. Воздушно-масляный радиатор
12. Масляный шланг (радиатор — термостат  клапан)
13. Воздушно-масляный сепаратор
14. Клапан минимального давления (MPV)

   При первом пуске двигатель включается по схеме «звезда». В этой стадии винтовой компрессор запускается при низком числе оборотов, электро клапан (1) (Blowdown)  открыт и регулятор всасываемого воздуха (2) (Inlet) находится в закрытом положении.
Компрессор работает в вышеописанных условиях в течение около 5-7 секунд.
По истечении этого времени происходит переключение двигателя со звезды на треугольник: электроклапан (1) (Blowdown)   закрывается, обеспечивая открытие регулятора (2)  (Inlet), который забирает атмосферный воздух через фильтр (3).
В этой стадии винтовой компрессор работает на полном режиме, обеспечивая сжатие воздуха внутри ресивера (6).
   Сжатый воздух не может выходить через клапан минимального давления (14), настроенный на 3-4 бар.
   Под действием сжатого воздуха содержащееся в баке (6) масло протекает через трубу (7).
Далее масло поступает в радиатор (11), из которого подается через фильтр (9) и трубопровод (8) в компрессор (4). Здесь оно смешивается с воздухом, образуя масловоздушную смесь, обеспечивающую герметичность и смазывание движущихся органов компрессора.
    Далее масло-воздушная смесь возвращается в бак (6), где происходит предварительное отделение масла из воздуха под действием центробежной силы и дальнейшее окончательное отделение масла, осуществляемое фильтром-сепаратором (13).
   Выходящий из бака очищенный воздух протекает по трубопроводу (15) в радиатор (11), из которого через отсеченный кран (16) направляется в сеть.
Остатки масла, накопившиеся в нижней части фильтра-сепаратора опять направляются в компрессор.

Осушка воздуха

Загрязнения сжатого воздуха оказывают отрицательное физическое и химическое воздействие на пневмоустройства и снижают их долговечность в 3-7 раз и более. До 80% отказов в пневмосистемах происходит по причине плохого качества сжатого воздуха. Загрязнения попадают в сжатый воздух из 3х источников. Этими источниками являются: атмосфера, сам компрессор и трубопроводы. В 1 м3 городского воздуха содержится около 140 млн. пылевых частиц. Из них 80% составляют частицы размером менее 2 микрон, которые не задерживаются фильтрами на всасывании. Кроме твердых частиц в атмосфере содержатся пары углеводородов (до 0,05-0,5 мг/нм3), несгоревших топлив до 0,5 мг/нм3, масел, микроорганизмы до 3850 шт/нм3, бактерии, грибки, котельная пыль и сажа до 10 мг/нм3, влага до 10-11 мг/нм3 и т.п.

В самом компрессоре добавляются продукты износа и смазочное масло. В зависимости от типа компрессора в сжатый газ добавляется 5-50 мг/нм3 частиц масла в виде аэрозоли и паров. В поршневых компрессорах из-за высоких температур масло частично разлагается, окисляется, образуя нагар.

При транспортировке по трубопроводам сжатый воздух дополнительно загрязняется окалиной и ржавчиной в количествах до 3-4 мг/нм3. Коррозия в трубопроводах, уплотнениях и арматуре, имеющая место из-за присутствия капельной влаги, на 30-40% увеличивает расход сжатого воздуха.

Количество влаги, выделяемой в компрессорной установке достигает значительных величин. Например, при относительной влажности 70% и температуре всасывания 32°С в компрессоре производительностью 14 м3/мин и давлением 0,8 МПа абс. за 8-часовую смену выделяется более 160 л конденсата.

Наличие воды в виде пара в воздухене вызывает каких-либо проблем в эксплуатации, однако появление сконденсировавшейся капельной влаги в сжатом воздухе вызывает очень серьёзные эксплуатационные проблемы:
смытие защитной масляной пленки на пневмоинструментах и механизмах;
коррозию металлов и образование ржавчины в воздухопроводах;
повышенные износы и увеличение стоимости техобслуживания пневмоинструмента;
нарушения работы пневматических вентилей и пневмоцилиндров (прилипание, заедание и т.п.);
нарушения работы КИП и повышение стоимости их технического обслуживания;
ухудшение качества лакокрасочных составов при пневматической покраске (искажение цвета, ухудшение сцепления с поверхностью, поверхностные дефекты и т.п.);
коррозию изделий, подвергнутых пескоструйной обработке с применением влажного воздуха;
обмерзание и забивание трубопроводов, арматуры и приборов льдом в холодную погоду;
образование дополнительного конденсата или льда на выходе влажного воздуха при внезапном его расширении;
потеря эффективности электронных приборов (электронных датчиков, реле, преобразователей частоты, записывающих приборов и т.п.);
ухудшение качества выпускаемой продукции в ряде отраслей промышленности (фармацевтика, химия и т.п.);
ухудшение качества бумаги в полиграфии в случае попадания влаги (прилипание, промокание и т.п.);
ухудшение качества пищевых продуктов и напитков благодаря искажениям исходных пропорций в составах (производство хлебобулочных изделий, ликеров и т.п.);
ухудшение качества цемента и других материалов при пневмотранспорте с использованием влажного воздуха;
образование высокоагрессивных кислот при пневматической разгрузке цистерн с жидким хлором и другими аналогичными продуктами, если разгрузка осуществляется влажным воздухом;
повреждения оборудования при испытаниях их в аэродинамических трубах, в которых удары капель жидкости при сверхвысоких скоростях равносильны обстрелу автоматными пулями.

Влажность воздуха может быть выражена через показатели относительной (%) и абсолютной (г/нм3) влажности, а также температуры точки росы. Относительная влажность воздуха определяется как отношение массы водяного пара в воздухе к массе водяного пара в воздухе в насыщенном состоянии при данной температуре. Воздух может содержать в себе влагу в виде пара тем больше, чем больше его температура. Однако с ростом давления эта способность воздуха уменьшается.

Точка росы - это температура, при которой влага , содержащаяся в воздухе, начинает выделяться в виде конденсата при его охлаждении при определенном постоянном давлении, а воздух становится насыщенным. Точка росы должна указываться, во избежании путаницы, вместе с давлением воздуха, которому она соответствует.

До создания современных технологий осушки воздуха приходилось мириться с отрицательными последствиями наличия влаги в сжатом воздухе. В ряде случаев в сжатый воздух впрыскивался метиловый спирт для предотвращения образования льда в трубах и арматуре. В других случаях в холодные периоды времени применяли электрические подогреватели. Наиболее общей рекомендацией для предотвращения обмерзания и забивания трубопроводов и импульсных линий сжатого воздуха льдом является необходимость поддержания точки росы воздуха ниже наименьшей ожидаемой окружающей температуры минимум на 10°С.

В современных системах сжатого воздуха применяются следующие виды осушителей:
Гигроскопические;
Адсорбционные;
Холодильные;
Мембранные.

При выборе осушителей сжатого воздуха рассматриваются ряд факторов: необходимая точка росы из условий потребления; температура и расход сжатого воздуха, окружающая температура и т.п.