Воздушный компрессор мощностью 50 л.с.: применение, критерии выбора и практическое руководство

Менеджер по техническому обслуживанию завода недавно спросил нас, стоит ли еще раз восстанавливать устаревший винтовой компрессор мощностью 50 л.с. или заменить его. Агрегат уже дважды перестраивался, температура нагнетания росла, а затраты на электроэнергию продолжали расти. После того, как мы просчитали цифры, вывод был очевиден: замените его правильно указанным воздушным компрессором мощностью 50 л.с. Для предприятия среднего размера, работающего в две смены, мощность 50 л.с. является подходящим классом мощности для большинства производственных нагрузок. Но конкретная конструкция, одноступенчатая или двухступенчатая, с впрыском масла или без масла, а также данные по эффективности, указанные на паспортной табличке, определяют, сэкономит ли эта замена деньги или потратит их впустую.

Что на самом деле обеспечивает воздушный компрессор мощностью 50 л.с.

Число «50 л.с.» на паспортной табличке означает номинальную мощность на валу двигателя. Это входная цифра, а не количество сжатого воздуха, которое вы получаете. Вы платите за бесплатную подачу воздуха (FAD), объем воздуха, который компрессорная установка производит при указанном давлении нагнетания. Роторно-винтовой компрессор мощностью 50 л.с. обычно производит от 160 до 230 кубических футов в минуту при давлении 100 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от конфигурации, эффективности винтовой части и условий эксплуатации.

Удельная мощность является показателем для сравнения. Он показывает, сколько киловатт входной мощности необходимо компрессору для производства 100 кубических футов в минуту сжатого воздуха при эталонном давлении. Электричество составляет от 70 до 80 процентов общей стоимости жизненного цикла системы сжатого воздуха. Разница в 1,5 кВт на 100 куб. футов в минуту между двумя машинами мощностью 50 л.с., работающими 6000 часов в год, может составлять до тысяч долларов каждый год. Когда поставщик предлагает компрессор мощностью 50 л.с., запрашивайте значения FAD и удельной мощности, измеренные в соответствии с ISO 1217, а не теоретический рабочий объем, рассчитанный на основе геометрии ротора.

Одноступенчатый или двухступенчатый: подберите дизайн в соответствии со своими обязанностями

Начнём с вывода: для большинства воздушных систем завода с давлением 100–125 фунтов на квадратный дюйм достаточно современного одноступенчатого компрессора с впрыском масла. Если для вашего процесса требуется более высокое давление, около 145–175 фунтов на квадратный дюйм, или он работает непрерывно с очень высокой нагрузкой, двухступенчатая машина стоит дополнительных первоначальных затрат.

Одноступенчатый агрегат сжимает воздух от атмосферного давления до конечного давления нагнетания за один этап. Двухступенчатый агрегат частично сжимает воздух, охлаждает его через промежуточный охладитель, а затем снова сжимает его. Этап промежуточного охлаждения приближает процесс сжатия к идеальной изотермической кривой, поэтому меньше входной энергии тратится в виде тепла. С практической точки зрения двухступенчатый компрессор мощностью 50 л.с. обычно потребляет на 5–8 процентов меньше энергии и работает с более низкой температурой нагнетания, чем сопоставимый одноступенчатый агрегат при том же давлении.

Компромиссом является покупная цена и механическая сложность. Двухступенчатые вращающиеся шнеки требуют более высоких первоначальных затрат. Если на вашем заводе используются пневматические инструменты, станки с ЧПУ и сборочные линии под давлением 100–125 фунтов на квадратный дюйм, одноступенчатая схема остается наиболее экономически эффективным вариантом. Если ваша компрессорная работает более 4000 часов в год, а требуемое давление приближается к 150 фунтам на квадратный дюйм, экономия энергии при двухступенчатой ​​конструкции обычно окупается в течение двух-трех лет. Двухступенчатые машины больших размеров являются стандартом для непрерывной работы в тяжелых условиях.

Двухвинтовой одноступенчатый компрессор с масляным впрыском мощностью 50 л.с. и двигателем с постоянными магнитами Этот микромасляный агрегат мощностью 50 л.с. является эталоном для установок, работающих при давлении 100–125 фунтов на квадратный дюйм. Его двигатель с постоянными магнитами и компактная конструкция подходят для общепромышленного использования, предлагая экономичное решение для пневматических инструментов и сборочных линий. Посмотреть продукт →

Для большинства электростанций этого уровня мощности эталонной конфигурацией для оценки является одноступенчатый микромасляный агрегат мощностью 50 л.с. Он охватывает самый широкий спектр общепромышленных применений с минимальной сложностью обслуживания.

Безмасляный или безмасляный впрыск: как чистота воздуха меняет выбор

Если ваш процесс не чувствителен к загрязнению маслом, выберите машину с впрыском масла. Это общее правило, а исключения возникают из-за применения. Масловпрысковые компрессоры используют масло для уплотнения, смазки и охлаждения винтовой части. В хорошо обслуживаемом агрегате с высокоэффективным сепаратором в выбрасываемом воздухе остается от 2 до 3 ppm остаточного масла. Этот уровень безвреден для пневматических инструментов, общего производства, пескоструйной обработки и большинства металлообрабатывающих операций.

Одноступенчатый винтовой компрессор Micro-Oil с преобразованием частоты Этот компрессор с впрыском масла подходит для большинства задач металлообработки и производства, где допускается унос остаточного масла. Его частотно-регулируемый привод регулирует скорость в зависимости от нагрузки, повышая эффективность и сокращая потери энергии в типичных приложениях мощностью 50 л.с. Посмотреть продукт →

Двухвинтовой агрегат с масляным впрыском также обеспечивает самую низкую удельную мощность среди всех конфигураций в классе 50 л.с. и хорошо переносит высокие температуры окружающей среды. Если ваш план обеспечения качества не требует безмасляного воздуха, обычно это наиболее экономичная отправная точка.

Безмасляные машины необходимы, когда сжатый воздух вступает в контакт с продуктами или процессами, в которых масло недопустимо: производство продуктов питания и напитков, фармацевтика, производство электроники, покраска и приборостроение. В этих случаях чистота воздуха соответствует стандарту ISO 8573-1. Безмасляные компрессоры относятся к классу 0 или классу 1, поддерживая содержание масляного аэрозоля на уровне 0,01 мг/м3 или ниже для класса 1, при этом класс 0 зарезервирован для наиболее требовательных спецификаций. Действительно безмасляная компрессорная часть, а не дополнительная фильтрация, прикрепленная болтами к ступени впрыска масла, является единственным надежным способом постоянного поддержания этого уровня.

Безмасляный винтовой воздушный компрессор с высокоэффективным двигателем с постоянными магнитами Дизайнed for processes requiring ISO 8573-1 Class 0 or Class 1 air purity, this oil-free unit uses a direct-drive permanent magnet motor exceeding 97% efficiency. It is the reliable choice for food, pharmaceutical, or electronics manufacturing. Посмотреть продукт →

Разница в стоимости существенная. Безмасляные машины имеют более высокую покупную цену, потребляют больше энергии для одного и того же FAD и часто требуют более частого обслуживания компрессорной станции. Не переусердствуйте: оплата безмасляных мощностей, которые не нужны вашему процессу, увеличивает как капитальные, так и эксплуатационные затраты, не добавляя при этом ценности.

Требования к размерам, установке и питанию

Компрессор мощностью 50 л.с. подходит для предприятий со средней потребностью в воздухе примерно 150–200 куб. футов в минуту с учетом утечек. Перед заказом измерьте фактическое потребление вашего производственного оборудования, а не складывайте паспортные данные каждой машины. Большинство заводов одновременно используют лишь часть своих инструментов.

Проработайте размер структурированным образом:

1. Оцените среднюю и пиковую потребность в расходе на основе производственных данных или зарегистрированных часов работы существующего компрессора.
2. Сначала устраните видимые утечки; утечка от 20 до 30 процентов от общего потока является обычным явлением в старых системах.
3. Добавьте от 10 до 20 процентов запаса мощности для будущего роста производства.
4. Выберите ресивер емкостью от 1000 до 2000 литров для агрегата мощностью 50 л.с., чтобы сгладить пиковые скачки напряжения и сократить количество циклов старт-стоп.

В электрическом отношении двигатель мощностью 50 л.с. потребляет около 37 кВт при полной нагрузке. При трехфазном источнике питания 400 В ожидаемый ток полной нагрузки составит примерно 70 А; при источнике питания 460 В — примерно 65 А. Для цепи питания необходим автоматический выключатель правильного размера, кабели, рассчитанные на непрерывный ток полной нагрузки, и метод запуска, ограничивающий пусковой ток, например, устройство плавного пуска или привод с регулируемой скоростью.

Почти вся потребляемая электрическая энергия превращается в тепло. Компрессор мощностью 50 л.с., работающий при полной нагрузке, отбрасывает в компрессорное помещение примерно 30 000–35 000 ккал/ч. Вентиляция должна поддерживать температуру всасываемого воздуха ниже 40°C, поскольку каждый градус выше стандартной температуры на впуске снижает FAD. В холодном климате отработанное тепло зимой может отводиться в здание. На высоте более 1000 метров плотность воздуха падает, и FAD соответственно падает, поэтому при выборе машины с фиксированной скоростью учитывайте высоту площадки.

Что проверить перед заказом: контрольный список закупок на 50 л.с.

Когда короткий список сократится до двух или трех поставщиков, проверьте одни и те же данные в каждом предложении. Самая распространенная ошибка при покупке — сравнивать мощность двигателя и размер приемника, игнорируя при этом измеренные характеристики комплекта.

• FAD протестирован в соответствии с ISO 1217 и указан при рабочем давлении, а не при теоретическом смещении, зависящем от геометрии ротора.
• Удельная мощность в кВт на 100 куб. футов в минуту при фактическом давлении, в котором работает ваша установка.
• Уровень шума в дБ(А) на расстоянии одного метра при полной нагрузке, что важно при установке вблизи рабочих зон.
• Документация о соответствии: маркировка CE и сертифицированная система управления качеством, такая как ISO 9001.
• Сервисная поддержка: время ответа, наличие запасных частей, гарантийный срок и возможности поставщика для обслуживания на месте.

Наконец, обратите внимание на самого производителя. Рассмотрите его сертификационные записи и, если объем заказа это оправдывает, посетить фабрику где машина построена. Компрессор мощностью 50 л.с., поставляемый без проверенных данных о производительности или прослеживаемой документации о качестве, представляет собой риск, которого можно избежать на стороне заказчика.

Воздушный компрессор мощностью 50 л.с. — это долгосрочный актив со сроком службы десять и более лет. Хорошо вам служит та машина, чья FAD, удельная мощность, чистота воздуха и соглашение о поддержке соответствуют реальному производственному профилю вашего завода, а не та машина, у которой самый впечатляющий значок двигателя. Определите обязанности, проверьте цифры и рассматривайте покупку как системную инвестицию, а не как отдельную машину.