Compresor de aer cu două șuruburi: un ghid practic de comparație

Un compresor de aer cu două șuruburi este alegerea potrivită pentru instalațiile care au nevoie de aer comprimat continuu, de mare volum, cu pulsații minime - dar nu este automat cea mai bună opțiune pentru fiecare aplicație. În comparație cu modelele cu un singur șurub sau cu piston, unitățile cu două șuruburi oferă de obicei o putere mai lină și vibrații mai mici, dar necesită o fabricare mai precisă a rotorului și o disciplină diferită de întreținere. Alegerea corectă înseamnă cântărirea ciclului de funcționare, cerințele de calitate a aerului și costul ciclului de viață, mai degrabă decât să utilizați în mod implicit oricare tip este cel mai familiar.

Cum funcționează compresia cu două șuruburi

A compresor de aer cu două șuruburi folosește două rotoare elicoidale cu ochiuri - unul masculin, unul feminin - care se rotesc în direcții opuse în interiorul unei carcase cu toleranță apropiată. Pe măsură ce rotoarele se rotesc, aerul este atras, prins progresiv în spațiul care se micșorează dintre lobii rotorului și comprimat continuu pe măsură ce se deplasează de-a lungul lungimii rotorului către orificiul de descărcare. Deoarece compresia are loc continuu, mai degrabă decât în ​​curse discrete, presiunea de ieșire este mult mai stabilă decât în ​​modelele bazate pe piston, cu pulsația de presiune de obicei sub 2%, în comparație cu pulsația vizibilă la compresoarele cu piston.

Această acțiune continuă este și motivul pentru care unitățile cu șuruburi duble funcționează mai rece sub sarcină susținută. Căldura este generată în mod constant și poate fi gestionată cu sisteme de injecție de ulei sau de răcire concepute pentru o funcționare constantă, mai degrabă decât cu vârfurile de căldură intermitente tipice ale compresoarelor cu piston care se pornesc și se opresc.

Tipuri cu dublu șurub versus un singur șurub și tipuri alternative

Compararea unui compresor de aer cu două șuruburi cu alte două modele comune clarifică unde depășește cu adevărat și unde nu.

Compresoarele alternative rămân mai ieftine la început și adecvate pentru nevoi intermitente, cu volum redus, cum ar fi atelierele mici. Dar pentru cererea industrială continuă, un compresor de aer cu două șuruburi, în general, durează mai mult decât o unitate cu piston, dublând aproximativ durata de viață, în timp ce funcționează mai silențios și necesită mai puține reparații legate de supape, deoarece nu are supape, pistoane sau componente ale arborelui cotit care să se uzeze. Față de modelele cu un singur șurub, unitățile cu două șuruburi oferă de obicei o eficiență mai bună la sarcini parțiale, deoarece perechea echilibrată de rotoare distribuie solicitarea mecanică mai uniform, reducând uzura rulmentului în timp.

Eficiență energetică și performanță la sarcină parțială

Costul energiei domină costul de viață al oricărui compresor de aer, reprezentând adesea 70-80% din costul total de proprietate pe o perioadă de 10 ani, prețul de achiziție reprezentând doar o mică parte. Aici contează cel mai mult ingineria specifică a unui compresor de aer cu două șuruburi.

• Unități cu două șuruburi cu viteză fixă rulează la turație constantă și se bazează pe ciclul de încărcare/descărcare pentru a se potrivi cu cererea, care irosește energie atunci când cererea de aer este sub capacitatea maximă.
• Unități cu viteză variabilă (VSD) cu două șuruburi ajustați viteza rotorului pentru a se potrivi cu cererea în timp real, reducând adesea consumul de energie cu 25-35% în comparație cu modelele cu viteză fixă în aplicații cu cerere de aer fluctuantă.
• Design cu două șuruburi fără ulei elimină riscul de transfer de ulei pentru aplicații sensibile, cum ar fi procesarea alimentelor sau produsele farmaceutice, deși costă de obicei cu 20-30% mai mult în avans decât echivalentele cu injectare de ulei.

Pentru o instalație care funcționează la sarcină variabilă pe tot parcursul zilei - obișnuit în producție, unde cererea de aer comprimat crește în faze specifice de producție - un compresor de aer VSD cu două șuruburi își plătește adesea prima de preț în 18-30 de luni doar prin reducerea consumului de energie electrică.

Cerințe de întreținere și puncte comune de defecțiune

Compresoarele cu două șuruburi necesită întreținere mai puțin frecventă decât unitățile cu piston, dar necesită mai multă precizie atunci când se efectuează service-ul. Jocurile rotorului sunt fabricate la toleranțe adesea măsurate în microni, astfel încât reasamblarea necorespunzătoare sau contaminarea în timpul întreținerii poate cauza pierderi de eficiență sau deteriorarea contactului rotorului la care sistemele bazate pe piston pur și simplu nu sunt la fel de sensibile.

Cea mai frecventă cauză a defecțiunii premature a unui compresor de aer cu două șuruburi nu este uzura rotorului, ci degradarea sau contaminarea uleiului, care crește frecarea și căldura dintre rotoare. Instalațiile care respectă analiza programată a uleiului, mai degrabă decât intervalele calendaristice fixe, tind să detecteze semne de avertizare timpurie - creșterea conținutului de umiditate sau niveluri de particule - cu mult înainte de apariția unei defecțiuni.

Dimensionarea unui compresor cu două șuruburi la cererea reală

Supradimensionarea este una dintre cele mai scumpe și frecvente greșeli atunci când specificați un compresor de aer cu două șuruburi. O unitate supradimensionată petrece mai mult timp parcurgând între stările de încărcare și descărcare, ceea ce crește uzura supapelor de control și irosește energie în timpul funcționării fără sarcină, chiar dacă compresorul nu produce aer utilizabil în acest timp.

O abordare mai precisă implică înregistrarea cererii reale de aer pe o perioadă de producție reprezentativă - în mod ideal, una până la două săptămâni - captând cererea de vârf, cererea medie și cât de mult fluctuează cererea. Instalațiile cu cerere relativ constantă și continuă sunt bine deservite de o singură unitate cu două șuruburi cu viteză fixă, dimensionată aproape de cererea medie, cu o unitate secundară mai mică pentru vârfuri. Instalațiile cu cerere foarte variabilă beneficiază mai mult de o unitate VSD care poate urmări fluctuațiile direct, evitând ineficiența pornirii și opririi unui compresor mare cu viteză fixă.

Alegerea dintre configurațiile răcite cu aer și răcite cu apă

Metoda de răcire este un alt punct în care opțiunile compresoarelor de aer cu două șuruburi diferă semnificativ în funcție de mediul instalației. Unitățile răcite cu aer sunt mai simplu de instalat, nu necesită infrastructură de alimentare cu apă sau de evacuare și se potrivesc cu majoritatea setărilor industriale standard. Unitățile răcite cu apă, deși necesită instalații sanitare suplimentare și un turn de răcire sau un circuit de răcire, gestionează mediile cu temperatură ambientală ridicată mai eficient și tind să funcționeze cu temperaturi de evacuare mai stabile în instalațiile în care aerul ambiental depășește în mod regulat 35°C.

Pentru o instalație cu climă caldă care funcționează continuu compresoare, complexitatea suplimentară de instalare a răcirii cu apă este adesea justificată de performanțe mai consistente și de stres termic redus asupra rulmenților rotorului de-a lungul timpului, în comparație cu o unitate răcită cu aer care efortează pentru a respinge căldura în aerul ambiental deja cald..