Не можете выбрать между ротационным винтовым воздушным компрессором и поршневым компрессором? В этом подробном сравнительном руководстве приведены все преимущества и недостатки каждого из них.
Воздушные компрессоры являются важным оборудованием в горнодобывающей промышленности и имеют положительное значение для практического применения. Существует два типа воздушных компрессоров: поршневые и винтовые. В ходе исследования было проведено сравнение их характеристик и использования с разных точек зрения, чтобы облегчить выбор и применение в реальном производстве.
Быстрое сравнение
| Предмет сравнения | Поршневой компрессор | Роторно-винтовой компрессор |
|---|---|---|
| Уровень автоматизации | Ограниченная автоматизация; частое переключение нагрузки; требуется ручное вмешательство | Полностью автоматизированное управление; стабильная работа; адаптация к колебаниям нагрузки |
| Шум и вибрация | Высокая вибрация и шум; требуется железобетонный фундамент | Низкий уровень вибрации и шума; не требуется специального фундамента |
| Стабильность воздушного потока | Прерывистая подача воздуха; требуется большой воздушный баллон | Плавная и непрерывная подача воздуха; низкая пульсация |
| Структурная сложность | Сложные внутренние трубопроводы; более уязвимые части | Простая конструкция; меньшее количество изнашиваемых компонентов |
| Стоимость обслуживания | Более высокая стоимость долгосрочного обслуживания | Снижение эксплуатационных расходов при регулярном обслуживании |
| Непрерывная работа | Не идеально подходит для длительной непрерывной работы | Предназначен для непрерывного промышленного использования в режиме 24/7 |
| Удельная мощность (новое оборудование) | Лучшая производительность в новом состоянии | Изначально немного выше удельная мощность |
| Долгосрочная эффективность | Эффективность значительно снижается по мере износа | Стабильная эффективность в течение длительного срока службы |
| Общая пригодность | Малые масштабы, периодическое применение | Промышленные, высокотребовательные, автоматизированные среды |
Автоматизация управления
Поршневые воздушные компрессоры не оснащены автоматизированной системой управления, хотя некоторые из них были модернизированы. Как правило, они работают в трех режимах: полунагрузки, холостого хода и полной нагрузки. В практическом исполнении поршневые компрессоры имеют запас производительности 20%, при фактическом использовании газа на уровне 80% от мощности компрессорной станции. Однако при больших колебаниях расхода газа поршневые компрессоры не могут подстроиться под фактическое использование, что приводит к частому переключению режимов нагрузки, что может повлиять на срок службы оборудования. Кроме того, запуск и остановка компрессора могут оказать значительное влияние на энергосистему, а процесс ручного сброса газа перед повторным запуском может быть обременительным.
В отличие от, винтовые воздушные компрессоры имеют более сложную систему защиты и автоматизированное управление, что делает их интегрированным электромеханическим продуктом, хорошо подходящим для управления и обслуживания оборудования. Они могут поддерживать относительно стабильные значения в широком диапазоне давления, скорости и объема выхлопных газов при минимальных изменениях удельной мощности. В практическом применении они могут работать на мощности около 50% и избегать частых остановок при значительных колебаниях расхода газа. Кроме того, ими можно управлять автоматически, без участия человека, останавливая, загружая, запуская и разгружая несколько устройств в зависимости от фактического расхода газа, что делает их высокоэффективными с точки зрения автоматизации.
Вибрация и шум
Поршневые компрессоры имеют механизм возвратно-поступательного движения, создающий силы инерции, которые невозможно полностью устранить во время работы, что приводит к значительному шуму и вибрации. Это требует установки железобетонного фундамента. Кроме того, из-за прерывистой подачи воздуха они создают значительные пульсации воздушного потока, что требует установки больших резервуаров для хранения воздуха.
С другой стороны, винтовые компрессоры имеют вращающийся механизм, который обеспечивает лучшую балансировку, низкий уровень шума и вибрации и не требует фундамента. Кроме того, у них меньше пульсаций воздушного потока и более плавная подача воздуха, что позволяет удовлетворять потребности в больших объемах без специальных требований или больших резервуаров для хранения воздуха.
Надежность и стабильность
Поршневые компрессоры имеют более сложную внутреннюю структуру с большим количеством трубопроводных систем, которые легко могут быть повреждены во время непрерывной работы, что приводит к проблемам надежности и стабильности. Это не только влияет на производство, но и увеличивает затраты на управление и техническое обслуживание. С другой стороны, винтовые компрессоры имеют более простую конструкцию без легко повреждаемых деталей и менее сложные системы трубопроводов. Они обладают большей надежностью и стабильностью, а также позволяют эффективно сократить расходы на техническое обслуживание и потери. С точки зрения экономической эффективности винтовые компрессоры работают лучше.
Операционная эффективность
Поршневые воздушные компрессоры имеют ряд недостатков с точки зрения эффективности работы и длительной непрерывной эксплуатации. Они имеют много уязвимых деталей в камере сжатия, и любое повреждение или износ может привести к значительной утечке газа во время сжатия, что скажется на эффективности и объеме воздуха. Если система охлаждения сильно зашлакована из-за воздействия воды, это может привести к высокой температуре выхлопных газов, вплоть до взрыва и возгорания выхлопного трубопровода и корпуса. Кроме того, при остановке и повторном запуске поршневого компрессора требуется ручной выпуск газа перед повторным запуском.
В отличие от них, винтовые воздушные компрессоры не имеют уязвимых частей, которые могут повлиять на эффективность производства. Во время сжатия нет прямого контакта между корпусом и винтовым ротором, поэтому не происходит износа. Хотя на винтовой ротор действует большая радиальная и осевая сила, она не оказывает существенного влияния. Срок службы подшипника напрямую влияет на срок службы винтового компрессора. На современном рынке различные винтовые компрессоры используют упорные подшипники для компенсации осевых сил и применяют высокоточные подшипники SKF, срок службы которых составляет от 60 000 до 120 000 часов. В практическом применении, при условии регулярного технического обслуживания и регулярной замены смазочного масла и “трех фильтров”, отказов не будет, и они будут работать лучше с точки зрения эффективности работы и стабильности.
Удельная мощность Расход топлива
По сравнению с поршневыми машинами винтовые воздушные компрессоры имеют более высокую удельную мощность. Когда оба компрессора новые, винтовые машины не имеют преимущества в удельной мощности, но новые поршневые машины лучше по таким параметрам, как давление выхлопа, удельная мощность и объем выхлопа. Однако когда оборудование находится в эксплуатации и имеет определенную степень износа, эффективность поршневых машин снижается, что отражается на преимуществах винтовых машин.
Заключение
Как поршневые, так и винтовые воздушные компрессоры имеют свои сильные стороны и подходящие сценарии применения. Поршневые компрессоры имеют преимущества в начальной удельной мощности и подходят для небольших производств или периодических потребностей в воздухе. Однако ограничения по автоматизации, контролю вибраций, долгосрочной эффективности и требованиям к обслуживанию делают их менее подходящими для современных промышленных условий, где требуется стабильная и непрерывная работа.
С другой стороны, винтовые компрессоры демонстрируют явные преимущества в автоматизации управления, стабильности работы, снижении вибрации и долгосрочной экономической эффективности. Хотя их первоначальная удельная мощность может не превосходить новые поршневые компрессоры, их постоянная эффективность и меньшая потребность в обслуживании обеспечивают большую ценность с течением времени. Для горнодобывающих предприятий и других тяжелых промышленных объектов, где надежность и непрерывность производства имеют решающее значение, винтовые компрессоры, как правило, являются более практичным и экономически эффективным решением.
