Сравнение поршневых и винтовых компрессоров

 

Сжатый воздух как вид энергии по применению занимает второе место после электрической. Поэтому такое широкое применение получили компрессоры в разных сферах производства, строительстве, сельском хозяйстве, транспорте и т.д. В типовых условиях производства (при постоянной непрерывной работе) наиболее выгодным становится использование винтовых компрессоров. В Беларуси, как и в других, промышленно развитых странах, на привод компрессоров и вентиляторов тратится около 20% всей вырабатываемой электроэнергии. В условиях постоянного роста цен на энергоносители, оптимизация системы воздухо-снабжения производства стоит в ряду вопросов первостепенной важности, поскольку затраты на производство и подачу сжатого воздуха достаточно велики и очень часто напрямую влияют на себестоимость продукции.

Достижения в области технологии металлообработки позволили создать альтернативу поршневым компрессорам - винтовой компрессор. Во многом он является антиподом поршневого компрессора.

Винтовые компрессоры - компрессоры, в которых сжатие среды достигается с помощью двух сцепленных между собой роторов с винтовыми зубьями. Винтовыекомпрессоры относятся к классу ротационных машин объемного принципа действия. Они содержат два ротора с сопрягающимися профилями (охватываемый и охватывающий роторы), изготовленных в форме спиралей (червяков). Роторы вращаются внутри картера. Вращение этих подвижных узлов перемещает воздух в газовой фазе со стороны всасывания к стороне нагнетания, при этом впадины охватывающего ротора выполняют роль цилиндра, объем которого по мере постепенного приближения к выходу (стороне нагнетания) сокращается, а зубья охватываемого ротора являются поршнями, обеспечивающими сжатие потока. По мере того как сжатый воздух нагнетается в контур, с верхней стороны винта вновь происходит всасывание, что обеспечивает непрерывность перекачки и сжатия паров.

Всевинтовые компрессоры имеют совершенно определенную степень сжатия, зависящую от конфигурации окна нагнетания. Компрессоры, как правило, разработаны таким образом, что обеспечивают несколько фиксированных значений степени сжатия, но чаще всего степень сжатия, необходимая для данной установки, не соответствует степени сжатия компрессора. В этом случае следует выбиратькомпрессор со степенью сжатия, наиболее близкой к требуемой.

В целях снижения потерь в зазорах между зубьями и впадинами в полость винтовых компрессоров впрыскивают масло, которое повышает герметичность этих зазоров за счет образования масляной пленки и, кроме того, способствует охлаждению сжимаемых паров хладагента. Но также бывают и безмасляные винтовые компрессоры.

В связи с этим винтовые компрессоры очень хороши для достижения высокого перепада давления и высокой степени сжатия, так как охлаждение впрыском масла позволяет поддерживать температуру в конце сжатия в допустимых пределах, не считая того, что в них можно обеспечивать очень небольшую разность температур в картере.

Винтовые компрессоры наиболее рационально использовать в области больших и средних мощностей. Производительность небольших винтовых компрессоров значительно ниже производительности поршневых компрессоров при больших частотах вращения, в то время как крупные модели не уступают по производительности турбокомпрессорам.

Рассмотрим отличительные особенности винтового компрессорного оборудования по сравнению с обычными поршневыми компрессорами.

Винтовой компрессор позволяет экономить электроэнергию. Экономия достигается за счет использования винтового блока последнего поколения и автоматической регулировки подачи воздуха в соответствии с потреблением. Это позволяет сократить расход электроэнергии до 30%. Использование винтового компрессора резко сокращает стоимость обслуживания компрессорного оборудования. Если стандартный поршневой компрессор нужно обслуживать каждые 500 часов, то для винтовых этот параметр колеблется от 4000 до 8000 часов. Это означает, что винтовой компрессор может годами работать без ремонта за счет отсутствия клапанов и наличия простой системы охлаждения и смазки при незначительном расходе масла.

Винтовые компрессоры требую гораздо меньших вложений в монтаж и наладку. Они имеют низкий уровень вибрации, поэтому для их установки не нужен фундамент и отдельное помещение (экономия на строительно-монтажных работах). Винтовой компрессор равной производительности компактнее, имеет на 10-12 дБ меньший уровень звукового давления. Срок службы винтовых компрессоров в 3-5 раз больше, чем у поршневых. На его винтовую пару производитель дает гарантию 2 года. По неофициальным данным, срок ее службы составляет 7-8 лет. За время работы одного винтового компрессора предприятие в среднем вынуждено будет заменить 4-5 поршневых компрессоров аналогичной производительности.

Качество сжатого воздуха по содержанию масла лучше более чем в 25 раз.

Но поршневые компрессоры гораздо дешевле, чем винтовые. Например, поршневые компрессоры марки fiac FX 150 стоит 11985 рос. руб., fiac AB 100/360 - 17604 рос. руб., fiac AB 300/670 - 47894 рос. руб. [8]. А винтовые компрессоры стоят: fiac silver D 10/300 - 145570 рос руб., fiac CRS 30 - 321 342 рос. руб.[10] Как мы видим, разница в стоимости существенная, а для таких небогатых предприятий, как троллейбусное депо этот факт является определяющим при приобретении компрессоров.

Заключение

В данном курсовом проекте спроектирован агрегатный участок троллейбусного депо с инвентарным парком 150 троллейбусов. Агрегатный участок состоит из отделений: подготовительной очистки агрегатов, дефектовки, ремонта компрессоров, ремонта вспомогательного оборудования, ремонта карданных валов, ремонта тормозного оборудования,

ремонта заднего моста, ремонта переднего моста. Площадь агрегатного участка составила 288 м². Для удобства при перемещении грузов применяется кран-балка грузоподъемностью 3т.

Также разобрана схема ремонта компрессора. Проектирование ремонта компрессора проводилась в условиях выполнения ТР. Определено, что ремонтом компрессора одновременно занимается один человек при пяти человеках, работающих в агрегатном участке. Применялся поршневой компрессор ЭК - 4В, который реально используется в троллейбусах АКСМ -201. Себестоимость его ремонта составила 125615 р.

Спроектировано специальное оборудование для испытания компрессора после ремонта - испытательный стенд. Экономическая эффективность внедрения испытательного стенда составила 2169,9 р. при ремонте одного компрессора и 325485 р. на всю программу ремонта. Для улучшения условий работы (уменьшения вибрации) применены резиновые прокладки в качестве виброамортизаторов.