Правильный выбор компрессора

Краткое пособие для снабженца или менеджера по закупкам оборудования

Итак, Вашему предприятию понадобился компрессор. Следовательно, у Вас появилось задание найти его  и представить начальству свои предложения. 

Что делать? - Ответ на этот вопрос ( в его узко компрессорном смысле)  Вы можете найти здесь. А чтобы найти его (и компрессор) было легче, зададим себе несколько более предметных вопросов.

1. Что делает компрессор? 
Компрессор сжимает газ.

2. Какой газ надо сжимать?  
Если ответ - "воздух", то Вам нужен воздушный компрессор. Если надо сжимать другой газ - то искать нужно газовый компрессор или какой-либо из специальных компрессоров. Отдельно выделяют углекислотные компрессоры, применяемые для получения жидкой или твердой углекислоты (двуокиси углерода), и холодильные компрессоры, которые сжимают аммиак, фреоны или другие хладоагенты и используются в холодильниках.

3. Какая производительность или сколько газа надо сжимать за единицу времени? 
Обычно, производительность указывают для нормальных условий (давление атмосферное - 1 атм. или 1 бар, температура  комнатная - 20 С) и измеряют в следующих единицах (м³/мин., м³/час, л/с ).
  Иностранцы, пишущие по-английски, называют это capacity или flow rate и измеряют в cfm или cfpm (кубических футах в минуту). Чтобы перевести одно в другое, надо помнить, что 1 фут - это 0,305 м, 1 куб. фут  - 28,3 литра или 0,0283 м³.
  

4. До какого давления надо сжать газ?  (Начальное давление обычно- атмосферное, а если это не так, то надо спросить и от какого?) 
  Конечное давление обычно называется давлением нагнетания ( outlet pressure, discharge pressure) и может быть выражено как абсолютное, т. е., отсчитываемое от нуля, и как избыточное, т. е. добавка к атмосферному.
  Измеряют это в следующих единицах: Паскаль (Па, Pa)  и соответственно кПа (1000 Па), МПа (1000000 Па); бар (bar), 1 бар=100 кПа; физическая атмосфера атм. (1 атм.= 1,0133 бар =101,33 кПа); техническая атмосфера ат. (ata), (1 ат = 1 кгс/см² = 0,98066 бар - 98,066 кПа). 
Иностранцы часто любят выражать давление в PSI, что означает фунт на квадратный дюйм. Удобно помнить, что 100 PSI и 7 ат. - это почти одно и то же, а 1 ат. - это приблизительно 14 PSI. 
Если  избыточное давление нагнетания (напор) меньше 1 атм. то следует поискать газодувку или воздуходувку.

5.Что заставляет компрессор сжимать газ?
Это привод. Приводом обычно бывает электродвигатель или дизель. Важны мощность привода, измеряемая в киловаттах кВт (kW) или лошадиных силах л.с. (HP), 1 л.с.=0,74 кВт, и частота вращения, измеряемая в оборотах в минуту, об./мин. (rpm). Для электродвигателя важны напряжение, которое измеряется в вольтах, В (V),  частота питающего напряжения, измеряемая в герцах, Гц (Hz).
Для оценок полезно запомнить, что на каждый 1 м³/мин. производительности компрессора общего назначения (давление 7..10 атм.) потребуется где-то 7..8 кВт установленной мощности привода.
 

6. Будет ли компрессор путешественником?
Ответив на этот вопрос, Вы сделаете выбор между стационарным компрессором и передвижной компрессорной станцией. Стационарные компрессоры устанавливаются в цехе на постоянное место, модели высокой производительности - на несущую раму или фундамент. Передвижные компрессорные станции монтируются на шасси и перемещаются по стройкам, при строительстве дорог, на нефтепромыслах...

7. Как компрессор охлаждает свой жар?
. Все мы учили в школе, что газ при сжатии нагревается. Поэтому, при работе компрессора высвобождается большое количество тепла, для удаления которого требуется система охлаждения. Основные разновидности - воздушное охлаждение и водяное охлаждение. Для последнего требуется подвод оборотной воды, поэтому надо поинтересоваться расходом воды в единицу времени..

8. Есть ли у компрессора воздухосборник (ресивер)?
Если его нет, то, возможно Вам придется купить его отдельно. Воздухосборники сглаживают пульсации газа, обеспечивают запас сжатого газа при временном отключении компрессора, устойчивость автоматического управления.
В большинстве случаев оптимальным является объем воздухосборника в 1 м³ на каждые 2..4 м³/мин. производительности компрессора.

9. Что у компрессора внутри?
Чаще всего это

цилиндры с поршнями (поршневой компрессор, естественно),

или пара винтов (винтовой компрессор),

которые поступательно гонят газ, уменьшая его объем. Обычно (при одинаковой производительности) поршневые стоят дешевле,  шумят больше и ремонтируются легче, а винтовые - дороже, тише, надежнее и экономичнее.
Для создания небольшого избыточного давления (как правило, до 3 атм.) применяются также пластинчато-роторные, двухроторные, водокольцевые компрессоры, в которых объем воздуха при его перемещении уменьшается другими вращающимися механизмами, а также  турбокомпрессоры (компрессоры динамического типа), в которых лопатки быстро вращающейся турбины разгоняют газ до высокой скорости.

10. С маслом или без масла?
Для повышения эффективности работы компрессора зазоры между поршнем и цилиндром в поршневом компрессоре и между винтами - в винтовом - обычно заполнены маслом. Естественно, какая-то часть масла оказывается в сжатом воздухе. Для его отделения используются маслоотделители и фильтры. В тех случаях, когда содержание масла в сжатом воздухе должно быть очень малым (менее 0,01 мг/м³) применяют либо безмасляные (сухие) компрессоры, которые дороже обычных и имеют меньшую надежность, либо дорогие комплекты  фильтров высокой степени очистки.

Единицы измерения характеристик компрессоров и стандарты загрязненности воздуха

 

Единицы измерения, применяемые в компрессорной технике

Единицы измерения давления

Официально признанной системой единиц измерений является СИ (SI). Единицей измерения давления в ней является Паскаль, Па (Pa) – 1 Па = 1 Н/м². Производные от этой единицы 1 кПа=1000 Па и 1 МПа=1000000 Па. В различных отраслях техники используются следующие единицы: миллиметр ртутного столба (мм. рт. ст. или Торр), физическая атмосфера (атм.), техническая атмосфера (1 ат.= 1 кгс/см²), бар. В англоязычных странах популярностью пользуется фунт на квадратный дюйм (pounds per square inch или PSI). Соотношения между этими единицами см. в таблице.

Значение давления может отсчитываться от 0 (абсолютное давление) или от атмосферного (избыточное давление). Если давление измеряется в технических атмосферах, то абсолютное давление обозначается как ата, а избыточное - как ати, например, 9 ата, 8 ати.

Единицы измерения производительности по газу

Производительность компрессоров измеряется как объем сжимаемого газа за единицу времени. Основная применяемая единица – метр кубический в минуту (м³/мин.). Используемые единицы – л/мин. (1 л/мин=0,001 м³/мин.), м³/час (1 м³/час =1/60 м³/мин.), л/с (1 л/с = 60 л/мин. = 0,06 м³/мин.). Производительность приводят, как правило, либо для условий (давление и температура газа) всасывания, либо для нормальных условий (давление 1 атм., температура 20 С). В последнем случае перед единицей объема ставят букву “н” (например, 5 нм³/мин). В англоязычных странах в качестве единицы производительности используют кубический фут в минуту (cubic foot per minute или CFM). 1 CFM = 28,3168 л/мин. = 0,02832 м³/мин. 1 м³/мин =35,314 CFM.

  

Стандарты загрязненности сжатого воздуха

По ГОСТ 17433-80

Регламентируются: размер твердых частиц (d,мкм), содержание посторонних частиц (С) и капельных фракций масла (Oil) и воды (W), измеряемое в мг/м³, точка росы водяного пара.

*- значение данного параметра не регламентируется.

Пример записи: “воздух Кл. 7 ГОСТ 17433-80”

По ISO 8573.1

Различают классы по максимальному размеру d (мкм) и концентрации C (мг/м³) частиц, точке росы водяного пара T ^oC) и максимальному содержанию масла Oil (мг/м³).

Пример записи: “ISO 8573.1 класс 1.4.1” для воздуха класса 1 по частицам, класса 4 по точке росы и класса 1 по маслу.