Воздушные компрессоры

Русское существительное "компрессор" происходит от латинского comprimere, означающего "сдавливать", "сжимать". Это логично, ─ поскольку компрессором называют энергетическую машину, служащую для повышения давления и перемещения газов и их смесей из области низкого в область высокого давления. В подавляющем большинстве европейских языков существительное «компрессор» пишется и произносится примерно одинаково: compressor (англ.), Kompressor (нем.), compresseur (фр.). Но почти в каждом есть отличные от «стандарта» синонимы. В русском иногда используют слово «нагнетатель». Правда, действующий «ГОСТ 28567-90 Компрессоры. Термины и определения» считает его присутствие в официальных документах недопустимым.

Воздушный компрессор сжимает и перемещает воздух. Состав из азота, кислорода, небольших количеств углекислого газа и аргона, а также микроскопических примесей можно было бы считать вполне заурядной газовой смесью, если бы не одно «но». Воздух, как и вода, ─ обязательное условие жизни на Земле. Воздух стал первой рабочей средой компрессоров и, несмотря на появление широкого спектра оборудования для сжатия различных технических газов, продолжает оставаться основной средой, с которой работают компрессоры.

Воздушный - не значит газовый

Казалось бы, заголовок противоречит логике, но для компрессоров это положение верно. Газовый компрессор сжимает и перемещает любые газы и их смеси кроме воздуха. В его наименование может быть включено название газа, для сжатия которого он предназначен, ─ кислородный компрессор, водородный компрессор, аммиачный компрессор и. т. д. Газовые компрессоры широко применяют в холодильной технике, аппаратах кондиционирования воздуха, химических технологиях.

Свойства конкретных газов обуславливают особенности конструкции газовых компрессоров. Текучесть и летучесть гелия и водорода (плотность водорода в 14 раз меньше, чем воздуха), предъявляет повышенные требования к герметичности оборудования; высокая окислительная способность кислорода при контакте со смазкой способна обернуться вспышкой; ацетилен подвержен термическому разложению, чреватому взрывом.

Если прилагательного «газовый» или упоминания о конкретном газе нет, значит, по умолчанию речь идет о воздушном компрессоре.

Два абзаца об истории компрессора

Предшественником воздушного компрессора можно считать кузнечные меха, нагнетавшие в печь для плавки металлов воздух, чтобы содержащийся в нем кислород повышал температуру горения. Придумали их много столетий назад, а вот компрессор воздушный в его современной конфигурации по историческим меркам достаточно молод. Его рождение пришлось на годы промышленной революции. Случившаяся в 18-19 веках, она ознаменовала переход от ручного труда к машинному. Представить машинный труд без воздушных компрессоров сегодня невозможно. Только в России их эксплуатируется более полумиллиона.

Сначала появились одноступенчатые поршневые компрессоры, затем (1849 г.) многоступенчатые компрессоры. Во второй половине XIX столетия (1878 г.) был запатентован принцип действия винтового компрессора. Действующий воздушный винтовой компрессор «в металле» был создан в 30-е годы XX столетия. Позже разработаны мембранный компрессор, спиральный компрессор, струйный компрессор и другие.

Принцип действия воздушных компрессоров

Поршневой, винтовой, центробежный, мембранный, струйный и др. ─ это виды компрессоров по принципу действия. Все они попадают в одну из двух больших групп ─ компрессоры объемного действия и компрессоры динамического действия. (Такое разделение роднит компрессоры и насосы).

Сегодня основу парка промышленных компрессоров составляют поршневые, винтовые и центробежные воздушные компрессоры. В наиболее развитых экономиках уже сейчас суммарная мощность винтовых компрессоров выше, чем поршневых и продолжает увеличиваться. В России и других странах СНГ пока преобладает сегмент поршневых воздушных компрессоров. Особенно высока их доля среди компрессоров небольшой и средней производительности.

Сильные стороны поршневых компрессоров ─ простая и хорошо отработанная технология сжатия воздуха; сравнительно небольшие стоимость компрессора воздушного и цена запчастей к нему.

Винтовые компрессоры отлично подходят для длительной бесперебойной работы. У них ниже, чем у поршневых компрессоров аналогичной производительности уровень шума и вибрации, они легко поддаются автоматизации. Отсутствие деталей, подверженных интенсивному износу, обуславливает долговечность и надежность, ─ высокие показатели средней наработки на отказ и длительный ресурс до капитального ремонта. 

Есть, куда расти

Говорить, что потенциал совершенствования компрессоров исчерпан, ─ неверно. Современные технологии металлообработки, развитие средств автоматизации, внесение изменений в конструкцию двигателей ─ открывают новые возможности для улучшения их технико-экономических показателей.

Использование электродвигателей с частотным управлением позволяет лучше регулировать производительность и снижает энергопотребление. Инновационные материалы сокращают потери на трение и износ.

Для тех, кто планирует компрессор воздушный купить, важнейшим критерием его выбора является энергоэффективность. Пользователи также ожидают от прогресса компрессоров уменьшения их габаритов и массы при одновременном повышении производительности.

Пути улучшения технико-экономических характеристик поршневых компрессоров:

• рост скорости вращения коленчатого вала и средней скорости поршня;
• увеличение суммарного теоретического объема цилиндров;
• повышение надежности клапанов, обеспечивающее уменьшение потерь энергии в них.

 Основные направления совершенствования винтовых компрессоров:

•  разработка новых эффективных профилей винтов;
• снижение нагрузки на подшипники. 

Классификация воздушных компрессоров

Помимо принципа действия воздушные компрессоры классифицируют по целому ряду других параметров:

• тип привода:
• электродвигатель (компрессор воздушный электрический);
• двигатель внутреннего сгорания (компрессор воздушный дизельный);
• газовая/паровая турбина;
• назначение:
• компрессоры общего назначения, ─ изготовленные без поправки на специальные требования, они предназначены для сжатия атмосферного воздуха до 0,8-1,5 МПа;
• специальные компрессоры, ─ в этом случае специфические требования, характерные для конкретной сферы применения, учтены, например, химические, нефтехимические, энергетические компрессоры;
• конечное давление:
• при производстве сжатого воздуха применяют преимущественно;
• компрессоры низкого давления (до 1,5 МПа);
• компрессоры среднего давления (1,5-10МПа);
• использование или неиспользование смазки:
• преобладают жидкостнозаполненные компрессоры (если с целью уплотнения зазоров и уменьшения работы сжатия в качестве впрыскиваемой жидкости используют масло, ─ маслозаполненные компрессоры);
• постепенно растет спрос на бессмазочные компрессоры;
• способ отвода теплоты:
• компрессоры с водяным охлаждением;
• компрессоры с воздушным охлаждением;
• подача: подача, т. е. производительность воздушных компрессоров, варьируется в широких пределах.

Профессионалы и «любители»

Воздушные компрессоры разделяют на профессиональные, бытовые и как компромисс между ними ─ полупрофессиональные компрессоры. В данном случае во главу угла принимают скорее маркетинговые, нежели технологические или технические соображения. Но учет потребностей «целевой аудитории» диктует особенности конструкции компрессоров.

Бытовой воздушный компрессор должен быть максимально прост и удобен в подключении, поэтому так популярен в этом качестве компрессор воздушный электрический 220В.

Потребностям подавляющего большинства пользователей соответствует бытовой воздушный компрессор, обеспечивающий давление 5-8 атм.

Размер ресивера (например, компрессор воздушный 50 литров или компрессор воздушный 100 литров) определяется особенностями эксплуатации. Чем выше пиковые нагрузки, тем большей должна быть емкость ресивера.

Поршневые безмасляные компрессоры тише, поступающий от них воздух лишен примесей масла. Поршневые «масляные» компрессоры конструктивно проще, дешевле, имеют более длительный срок службы. 

Воздушные компрессоры в мире

Мировой рынок воздушных компрессоров в 2018 году составил 31,26 млрд. $, и, если нынешние темпы экономического роста сохранятся, в 2025 году достигнет 40 млрд. $.

Вырабатываемый с помощью воздушных компрессоров сжатый воздух остается одним из наиболее распространенных видов энергоносителей. По приблизительным оценкам на компрессорную технику приходится 18-20 % электроэнергии, потребляемой в промышленном производстве.

Несмотря на более низкую стоимость энергии, получаемой с помощью электропривода, пневмопривод и, соответственно, пневматическая энергия обладают такими конкурентными преимуществами как пожаро- и взрывобезопасность, экологическая чистота, возможность использования при высоких температуре и влажности воздуха. Есть области производства, где у пневмопривода нет альтернативы. Самый очевидный пример ─ угольные шахты, опасные по газу и пыли, в которых недопустимо даже малейшее искрообразование.

В огромной роли воздушных компрессоров легко убедиться на примере добывающей отрасли. В шахтах и рудниках, разрабатывающих твердые полезные ископаемые, сжатый воздух приводит в действие бурильные и погрузочные машины, горнопроходческое оборудование, вентиляторы, обеспечивающие проветривание горных выработок, насосы для удаления шахтных вод. Используют сжатый воздух в открытых горных работах и в процессах обогащения полезных ископаемых (вакуумные установки для обезвоживания концентрата при флотационном обогащении).

Важную роль играют компрессоры в нефте- и газодобыче. Для поддержания внутрипластового давления в пласт закачивают попутный газ или воздух под повышенным давлением. Кроме того, воздушные компрессоры используют для питания сжатым воздухом приборов КИПиА, пневмоинструмента, пневмоарматуры на объектах нефтегазовой отрасли.

Не уменьшается роль сжатого воздуха в электроэнергетике, металлургии, целлюлозно-бумажной промышленности, строительстве, металлообработке. Драйвером роста спроса на него стала стремительно развивающаяся электронная отрасль. В производстве полупроводников, при обработке электронных компонентов и печатных плат во все больших объемах используют безмасляные воздушные компрессоры ─ поршневые компрессоры без смазки цилиндров и сальников или роторные компрессоры без подачи масла в полость сжатия. Их растущей популярности способствует повышение внимания к экологической безопасности и ужесточение правил, регулирующих эмиссию вредных выбросов.

Но даже в 2025 г. преобладать будут воздушные компрессоры, использующие смазку для уплотнения, охлаждения и меньшего потребление электроэнергии за счет поддержания оптимальной температуры компрессора.

Общими тенденциями развития мирового рынка компрессорного оборудования являются опережающий рост производства роторных воздушных компрессоров (винтовых, спиральных) и увеличение доли мобильного оборудования, уже сегодня составляющего более 40 % компрессоров. 

Воздушные компрессоры в России

На структуре потребления компрессоров сказались изменения, произошедшие в структуре народнохозяйственного механизма в результате экономических реформ.

Переход к рыночной экономике привел к разукрупнению производственных мощностей. Потребность в мощных и очень мощных, производительностью в сотни кубических метров в минуту, преимущественно поршневых и центробежных компрессорных установках, централизованно снабжавших сжатым воздухом крупные предприятия, снизилась. Зато вырос спрос на оборудование средней и малой мощности, востребованное в малом и среднем бизнесе (воздушный компрессор для покраски автомобилей или запитывания ручного пневмоинструмента) и даже домашних хозяйствах (воздушные компрессоры бытовые). Из-за дефицита такой продукции в ассортименте отечественных предприятий и активно развивающейся внешней торговли в Россию пришло большинство ведущих мировых компаний. Но начавшие давать о себе знать в третьем квартале 2008 года экономические трудности привели к корректировке рынка компрессоров, выразившейся в увеличении доли отечественной продукции и поставок из таких стран как Китай и Республика Беларусь.

Правда, российские предприятия активно используют наиболее ответственные импортные комплектующие. В поршневых компрессорах ─ поршневые группы; в винтовых ─ винтовые блоки. 

Воздушные компрессоры от компании «БиТех» (https://bi-teh.ru/)

Для успешной эксплуатации компрессора важно его полноценное сопровождение, включая современный сервис. Поэтому необходимо не только правильно выбрать компрессор, но и поставщика. Квалифицированные специалисты подскажут, какой воздушный компрессор предпочтительнее для конкретных условий заказчика. На стадии эксплуатации обеспечат своевременную поставку запчастей для компрессоров воздушных (воздушный фильтр для компрессора, шланги для компрессора воздушные и т. д.), а также качественных расходных материалов, в т. ч. масла для воздушного компрессора. Избавят от проблем при необходимости ремонта компрессоров воздушных.

Во всяком случае, все будет именно так, если обратиться в компанию «БиТех» из Санкт-Петербурга (https://bi-teh.ru/), поставляющую оборудование для малых и средних производств, фермерских хозяйств и домашних мастерских. Помимо компрессоров в ее ассортименте представлены покрасочное оборудование, фильтры и фильтрующие материалы, осушители, чиллеры.

Сюда обращаются за самыми разными видами воздушных компрессоров ─ поршневыми, винтовыми, безмасляными.

Компания представляет на российском рынке итальянские компрессоры (как известно, Италия ─ один из мировых центров компрессоростроения) ─ FINI (поршневые, безмасляные спиральные компрессоры ─ одноблочные и многоблочные, шумозаглушенные, с изменяемой производительностью), ABAC (винтовые и поршневые компрессоры), COMARO (винтовые компрессоры). Здесь можно приобрести винтовые компрессоры ARLEOX китайского производства и поршневые FUBAG (FUBAG GmbH, Германия, часть продуктов производится в других странах). Есть российские компрессоры: винтовые, в т. ч. специализированные шахтные и для электротранспорта торговой марки ЗИФ (Завод «Арсенал Машиностроение», Санкт-Петербург) и поршневые Бежецкого завода «АСО».

Девиз компании «Качество. Надежность. Сервис». В том, что это не просто слова успели убедиться тысячи клиентов.