Передвижные винтовые компрессоры

Основная задача, возлагаемая на передвижные винтовые компрессоры – снабжение потребителей сжатым воздухом на удаленных от развитой инфраструктуры объектах. К ним относятся:

• Строительные площадки;
• Участки ремонтных работ;
• Карьеры, шахты;
• Бурильные установки;
• Места добычи полезных ископаемых;
• Сельское хозяйство.

Мобильность, автономность мобильных компрессорных станций обеспечивает работу пневматических инструментов и оборудования на удаленных участках работ любой отрасли промышленности. Производительность таких установок может достигать 27 м³/мин, рабочее давление 15 бар с мощностью двигателя до 260 кВт.

 

 

Примеры применения мобильных компрессорных установок:

• Дорожные работы – ручной пневматический инструмент;
• Строительные работы – бурение скважин, обдувка опалубки, транспортировка растворов;
• Покрасочные, очистные работы – очистка резервуаров, металлоконструкций, питание краскопультов;
• Прокладка ВОК – пневматическая задувка кабеля;
• Нефтегазовая промышленность – подача газа в нефтяные пласты, питание буровых установок, сжатие газов, транспортировка по трубопроводам,  опрессовка, удаление газа из полостей, вентиляция;
• Обслуживание ТС – накачка шин, продувка, очистка, покраска;
• Сварочные работы – обработка поверхности.

Передвижные компрессоры оснащенные электрическим или ДВС независимы от инфраструктуры. Способны работать в условиях экстремальных температур, загрязненной среды, повышенной влажности, неблагоприятных погодных условий. Некоторые модели оснащаются встроенным генератором.

Транспортировка осуществляется в кузове грузовика или прицепным способом на собственном шасси (в этом случае установка оформляется в ГИБДД, как прицеп, ей присваивается ПТС).

 

 

Работа передвижных винтовых компрессоров происходит в основном в трех диапазонах давлений.

 

Диапазон	Давление, бар	Сфера использования
Низкое	>=7	Подрядные работы
Среднее	10-12	Землеройные, пескоструйные
Высокое	20	Бурение скважин, геотехническая разведка

 

Устройство передвижного винтового компрессора

Отличительной особенностью устройства передвижного винтового компрессора является:

• Компактное расположение деталей;
• Доступность узлов и агрегатов для ремонта;
• Защищенность элементов установки от неблагоприятных факторов окружающей среды.

К основным составным элементам передвижного компрессора относятся:

• Двигатель – дизельный, бензиновый или электрический;
• Компрессорный блок – винтовой;
• Система смазки компрессора – циркуляция через систему трубопроводов через винтовой блок, радиатор, фильтр;
• Система охлаждения – охлаждение обеспечивает рабочее масло, в свою очередь охлаждаемое в радиаторе;
• Электронный блок управления – система контроля с дисплеем, показывающим информацию с датчиков в системе (давление, обороты, температуры);
• Система подготовки сжатого воздуха – мембранные, адсорбционные или рефрижераторные осушители сжатого воздуха.

 

Двигатель передвижного компрессора

Существует несколько типов двигателей передвижного компрессора:

• Электрические;
• Дизельные;
• Бензиновые.

 

 

Передача вращения ведущему ротору винтового блока осуществляется несколькими типами приводов:

• Прямой привод. Применяется в основном для компрессоров мощностью свыше 75 кВт. Передает крутящий момент через непосредственный привод или муфту. Вал ведущего ротора соосно совмещен с валом двигателя или соединяются муфтой соответственно. Прямой привод без муфты не имеет возможности регулировки. Это решается установкой частотного преобразователя для изменения количества оборотов. Прямой привод обладает максимальной эффективностью – КПД до 99,9%;
• Ременной привод. Обеспечивает плавный запуск, компенсирует перегрузки, снижает лишние шумы. Позволяет настроить передачу подходящего крутящего момента независимо от оборотов двигателя.

Винтовой блок компрессора

Винтовой блок компрессора представляет собой совмещенные винтовые роторы. На один из них (ведущий) от двигателя через привод передается вращение. Ведомый ротор приводится в движение ведущим шнеком. Ведущий винт обладает выпуклыми лопастями, ведомый - вогнутыми. Таким образом, между их лопастями образуются полости в которые поступает входящий воздух.

 

 

Вращаясь, роторы уменьшают пространство между собой и корпусом блока, сжимая объем воздуха. Винтовой блок может быть нескольких видов:

• Маслозаполненные – самый распространенный. Масло под давлением впрыскивается в рабочую область блока, смазывая винты и предотвращая их контакт в зазоре размером 0,05-0,1 мм. Вторая функция масла – охлаждения блока, т.к. при сжатии воздух нагревается;
• Водозаполненные – вода выполняет функцию масла в маслозаполненном винтовом блоке – смазка и охлаждение. Достоинством такого типа винтового блока – экологичность воды, выход не загрязненного частицами масла сжатого воздуха;
• Безмаслянные – чаще применяются в фармацевтическом и пищевом производстве, требующих чистого сжатого воздуха.

 

Система смазки компрессора

Охлаждение и обеспечение зазоров между подвижными частями винтового блока обеспечивает система смазки компрессора.

 

 

Конструктивно она состоит из:

• Масляный радиатор – охлаждает масло при проходе его по «большому кругу», отвод тепла происходит за счет вентилятора;
• Обратный клапан компрессора – установлен в сетчатый фильтр, встроенный в масловозвратную линию. С помощью нее осуществляется возврат масла, отделенного от сжатого воздуха в сепараторе;
• Клапан минимального давления – настраиваемый на нужное значение, клапан впускает сжатый воздух от компрессора в масляный резервуар. При падении давления в системе смазки компрессора нарушается впрыск жидкости в винтовой блок.
• Сепаратор компрессора – погружные или встроенные, удаляют частицы масла из сжатого воздуха. Принцип работы основан на образовании мелкими каплями масла крупных, стекающих по перфорированному материалу ко дну корпуса. Далее жидкость отводится через возвратный маслопровод;
• Масляный фильтр компрессора – служит для очистки масла от загрязняющих элементов. Может быть погружным или внешним. Меняется каждые 2000 моточасов. При неисправности или несвоевременной замене масляного фильтра загрязненное масло может повлечь усиленный износ системы смазки компрессора, недостаточности охлаждения.

Марка масла для масляной системы используется строго по рекомендации производителя, указанной в паспорте устройства.

 

Электронный блок управления винтовым компрессором

Для контролирования процесса работы передвижные установки оснащаются электронным блоком управления винтовым компрессором.

 

 

В зависимости от модели строенный ЖК-экран показывает следующую информацию:

• Давление масла в двигателе;
• Давление нагнетателя;
• Температура воздуха в двигателе;
• Температура сжатого воздуха;
• Режим работы под нагрузкой;
• Оповещение о засорении сепаратора;
• Температура топлива;
• Температура в концевом доохладителе;
• Давление в топливопроводе;
• Обороты двигателя;
• Расход топлива;
• Количество моточасов;
• Уровень топлива;
• Напряжение;
• Уровень охлаждающей жидкости в двигателе;
• Температура охлаждающей жидкости в двигателе.

Бортовой компьютер может оснащаться разъемом для диагностики ошибок системы.

Система управления включает световые индикаторы, предупреждающие о:

• Малом уровне топлива;
• Остановке компрессора;
• Критической температуре компрессора.

 

Система подготовки сжатого воздуха

Концентрация водяных паров, содержащих вредные для оборудования примеси, в сжатом воздухе увеличивается. Влага, конденсируемая на поверхности пневматических систем оборудования, пневмоинструмента может привести к его коррозии, повышенному износу, дорогостоящим поломкам и авариям.

 

 

Для удаления влаги в компрессоре используется система подготовки сжатого воздуха. Она представляет собой воздушный осушитель, представленный несколькими разновидностями:

• Рефрижераторные;
• Мембранные;
• Адсорбционные.

До попадания во влагоотделитель (осушитель) сжатый воздух в передвижных винтовых компрессорах может проходить через оконечный доохладитель. Он нужен для охлаждения сжатого воздуха (может достигать 180°C) до температуры выше окружающей на 6-12°C.

Во влагоотделителе сжатый воздух понижает температуру до точки росы, приводя к выпадению из него конденсата. Выпавшая влага выводится из системы. Сухой воздух подается потребителю.

 

 

• Рефрижераторные осушители охлаждают горячий сжатый воздух в контуре с хладагентом. Воздух достигает точки росы, выделяя влагу. После охладительного контура влажный поток попадает в центробежный отделитель. В нем частицы жидкости выталкиваются на стенки корпуса, стекает вниз. После этого влага отводится электрическим клапаном.
• Мембранные осушители удаляют влагу без достижения точки росы. Нагретый воздух проходит через плотный пучок пористых волокон, оставляет в ней часть влаги. Внутри полости начинает образовываться высокая концентрация паров, пропускаемых далее мембраной наружу. С внешней стороны пары уносятся вышедшим из полости воздухом.
• Адсорбционные осушители не применяются в передвижных винтовых компрессорах из-за крупных габаритов. Они состоят из двух резервуаров, содержащих адсорбент. В процессе работы один из них играет роль осушителя (собирает влагу из воздуха), второй – регенерируется (очищается от впитанной влаги). По мере «промокания» одного резервуара и высыхании второго система переключает между ними подачу влажного воздуха.

 

Виды передвижных компрессоров

По принципу действия существует следующие наиболее распространенные виды передвижных компрессоров:

• Поршневые – воздух сжимается путем изменения объема рабочей камеры (цилиндра) поршнем;
• Винтовые – сжатие осуществляется винтовым роторным блоком. Более производительные, обладают КПД, приближенным к 100%, маслонаполненные или безмасляные.

Электрический передвижной компрессор

В передвижных электрических компрессорах применяются трехфазные асинхронные двигатели. Они оснащаются короткозамкнутым асинхронным ротором. В установках мощностью до 450 кВт используются низковольтные двигатели.

 

 

Передвижные компрессоры часто работают в сложных условиях. Поэтому для них предпочтительней установка электроустановки класса IP54 – защищенные от пыли и брызг. Они предотвращают перегрев и выход из строя из-за проникновения влаги, пыли.

Охлаждение двигателя при окружающей температуре до 40°C обеспечивает вентилятор. При работе в условиях температуры свыше 40°C мощность двигателя рекомендуется снизить. Крепление к ведущему ротору винтового блока – прямое, через эластичную муфту. В совокупности с мощностью двигателя, подобранной под фактическую производительность компрессора, это позволяет избежать излишних потерь электроэнергии. Это связано с высокими пусковыми токами для высокомощных силовых установок и перегрузкой слабых моторов.

Распространение получили 2-полюсные (3000 об/мин) и 4-полюсные (1500 об/мин).

Существует несколько способов пуска электрических передвижных компрессоров:

• Прямой пуск – простейший, использует реле ограничения перегрузки и контактор. Может повредить муфты, валы из-за высокого момента вращения при запуске или повышенного пускового тока (выше номинального в 7-9 раз);
• Пуск переключением «звезды» на «треугольник» - ограничивает пусковой ток (на 1/3 от значения при прямом пуске) путем переключения контакторов в определенный момент пуска на подключение «треугольником» (рабочий режим);
• Плавный пуск – пусковой ток превышает номинальные не более, чем в 3 раза. Плавное повышение подачи тока на двигатель обеспечивается тиристорами.

Первые два типа пускателя устанавливаются в корпус генератора. Последний – отдельно.

 

Преимущества электрического двигателя перед ДВС в компрессорной установке:

• Низкая стоимость 1м³сжатого воздуха – в 2,5 раза относительно ДВС;
• Отсутствие вибраций;
• Низкий шум;
• Больший ресурс;
• Исключение выхлопных газов;
• Более простое техническое обслуживание.

 

Передвижной винтовой компрессор дизельный

В большинстве своем передвижные винтовые компрессоры используют дизельный двигатель с ременным или прямым приводом. Для ремонтных, производственных работ чаще применяются компрессоры с нагнетанием масла, безмасляные используются в основном только для сервисных работ обрабатывающих производств.

КПД современных мобильных компрессоров с дизельной установкой значительно увеличилось за счет использования эффективных конструктивных элементов винтовой пары. Выхлопная система многих машин соответствует стандарту EURO-1 для работ в черте города.

 

 

Распространенными марками двигателей для дизельных установок являются:

• ЯМЗ;
• ММЗ;
• Cummins;
• Isuxu;
• Deutz;
• Kubota.

Диапазон температур колеблется от -35°C до -40°C при установке на двигатель предпускового нагревателя. Он подогревает картер или жидкость охлаждения. Кроме него в «зимний пакет» установки часто входит:

• Усиленный маслосепаратор;
• Оснащение свечами накаливания каждого цилиндра;
• Более емкий аккумулятор;
• Синтетическое масло в двигателе и компрессоре;
• Термостат на контуре масла.

Двигатели таких установок могут достигать мощности 130 кВт, обеспечивая производительность компрессора до 44 м³/мин.

Периодичность обслуживания дизельного двигателя винтового компрессора зависит от количества отработанных часов. Общими работами при ТО по прошествии 500 часов является замена:

• Моторного масла;
• Топливного фильтра тонкой очистки;
• Фильтра масла двигателя;
• Фильтра воздуха компрессора;
• Фильтра воздуха двигателя.

Общие работы при ТО по прошествии 1000 часов - замена:

• Свечей зажигания;
• Моторного масла;
• Фильтра тонкой очистки топлива;
• Масла компрессора;
• Фильтра воздуха компрессора;
• Сепаратора воздух-масло;
• Фильтра воздуха двигателя;
• Масляного фильтра компрессора;
• Масляного фильтра двигателя.

 

Бензиновый передвижной компрессор

Бензиновый двигатель в передвижной компрессорной установке обычно имеет мощность до 17 л.с., способен обеспечивать производительность до 2000 л/мин. Оснащенные им компрессоры имеют более низкую производительность относительно дизельных, малый непрерывный рабочий цикл (рекомендуется около 10 мин).

 

Одновременно с этим такие компрессорные установки обладают малыми габаритами, иногда снабжаются ресиверами. Частым способом их применения является питание пневматического ручного инструмента, работы в автосервисах, покрасочные операции, работа коммунальных служб.

Передвижные винтовые компрессоры с бензиновым двигателем устанавливаются на раму оснащенную шасси. Ввиду малых габаритов их транспортировка может осуществляться в кузове транспортного средства. Использование при температуре окружающего воздуха ниже 0°C не рекомендуется.