Дизельные компрессоры

Дизельный компрессор
Компрессорными установками называют устройства, разработанные для перемещения и повышения давления газовой среды. Производители выпускают большое разнообразие моделей, подходящих для использования в разных эксплуатационных условиях. Любая компрессорная установка состоит из компрессора и привода. В дизельных устройствах в качестве привода используют дизельные двигатели внутреннего сгорания. Такие установки отличаются высокой производительностью и независимостью от наличия точки подключения к централизованным источникам энергии.
Принцип работы компрессоров

Для функционирования компрессора любого типа необходим источник энергии. В дизельных установках используется механическая энергия, генерируемая дизельным двигателем. В нем происходит преобразование сгораемого топлива в крутящий момент, который посредством вала и приводного механизма передает механическое вращение движущимся элементам компрессора. Далее, под действием подвижной части компрессорной установки кинетическая сила преобразуется во внутреннюю энергию рабочей среды.
Так как часть энергии преобразуется в тепло, которое передается рабочей среде, состав используемого в работе газа оказывает существенное влияние на эксплуатационные характеристики компрессора. Эта зависимость описывается уравнением состояния газа.
Все компрессоры имеют входную, рабочую и выходную камеру. Рабочая среда после предварительной очистки попадает в рабочую полость. В ней путем преобразования энергии, поступающей от двигателя внутреннего сгорания, происходит повышение давления газа. Из рабочей камеры он под давлением поступает в выходную полость, которая подключена к системе потребителей. По принципу функционирования компрессоры делят на устройства объемного и динамического действия.

Дизельный привод
Для работы компрессорных установок используют дизельные двигатели разных моделей и брендов. Технические характеристики силового агрегата во многом определяют надежность и производительность компрессора. В отличие от бензиновых и электрических двигателей дизельные установки способны эффективно работать в сложных эксплуатационных условиях, функционировать не зависимо от наличия точки подключения к электрической сети, обеспечивать высокую производительность при относительно небольшом расходе топлива.
Преимущества дизельных установок:
1. Универсальность. Дизельный компрессор можно использовать в удаленных от городов и населенных пунктов участках проведения работ. Установка способна функционировать автономно до тех пор, пока находится в исправном состоянии и в баке есть топливо. Такие компрессоры удобно применять в нефтедобывающей, горной промышленности, в процессе проведения дорожных работ, в строительной сфере.
2. Высокая мощность силового агрегата. Если сравнить дизельные компрессоры с бензиновыми или электрическими моделями одной ценовой категории, то первые окажутся мощнее и производительнее.
3. Надежность. Современные дизельные установки нетребовательны к условиям эксплуатации. Они хорошо функционируют при низких температурах, способны выдерживать большие нагрузки, качество их работы практически не зависит от чистоты поступающего топлива.
4. Экономичность. Благодаря высокой надежности, большим межсервисным интервалам, нетребовательности к качеству используемого топлива эксплуатация дизельных установок обходится недорого.

Виды компрессоров
Для производства дизельных компрессорных станций передвижного или стационарного исполнения используют преимущественно роторные и поршневые компрессоры. Такие устройства относят к установкам объемного типа. В них процесс сжатия газа происходит за счет периодически меняющегося объема рабочей камеры и последовательного сообщения с входной и выходной полостью. Роторные компрессоры бывают винтовыми, кулачковыми и шиберными. Чаще всего используют винтовые установки. Все виды объемных компрессоров работают по принципу переменного заполнения рабочей камеры газом, сжатия с последующим вытеснением используемой среды в выходное отверстие и приемную систему. Производительность установок этого вида зависит от объема камеры и частоты рабочих циклов.
Поршневой компрессор
В агрегатах поршневого типа сжатие газовой среды происходит благодаря возвратно-поступательному движению поршня, который уменьшает и увеличивает объем рабочей камеры при нахождении в разных конечных точках перемещения. Впуск и выпуск газа происходит за счет своевременного открытия и закрытия соответствующих клапанов, обеспечивающих сообщение рабочей камеры с входной и выходной полостью. Клапаны работают автоматически благодаря возникающему перепаду давления. Поршневые компрессоры во многом схожи по конструкции с двигателями внутреннего сгорания. В отличие от них компрессорным установкам нет необходимости максимально сжимать газ в рабочей камере. Поршень лишь перемещает очередную порцию воздуха через выходное отверстие.
Классификация:
1. Компрессоры бывают одинарного и двойного действия. Отличаются количеством циклов сжатия газа, которое происходит за одно возвратно-поступательное движение поршневой группы.
2. Установки изготавливают одноступенчатыми и многоступенчатыми. Первые обеспечивают повышение давления рабочей среды от начального до конечного значения за одну ступень взаимодействия, вторые – последовательно за несколько ступеней. Многоступенчатое сжатие позволяет снижать температуру рабочей среды перед каждой ступенью. Это оказывает положительное влияние на степень сжатия газа.
3. Компрессорное оборудование бывает масленого и безмасляного типа. Первые используют для решения задач, не требовательных к чистоте рабочей среды, вторые – во всех остальных случаях. Масленые устройства также отличаются более высокой производительностью и надежностью.
4. Компрессорные установки изготавливают с горизонтально, вертикально или под углом расположенными цилиндрами. Популярностью пользуются агрегаты с вертикально установленными цилиндрами. Преимуществами являются компактность, равномерный износ, относительно низкая вибрация, простата в эксплуатации. Горизонтальное расположение позволяет снизить нагрузку на двигательный механизм, увеличить количество оборотов, уменьшить размер конструкции. Угловой вариант делает возможным подключение к одной шейке коленчатого вала шатунов в несколько рядов.
5. Компрессоры производят с разным количеством цилиндров. От количества установленных цилиндров зависит производительность устройства.
Преимущества и недостатки
Плюсами являются относительно низкая стоимость, простая конструкция, несложное техобслуживание, использование небольшого количества расходных материалов. К минусам можно отнести низкую эффективность по сравнению с винтовыми аналогами, сильную пульсацию рабочей среды, повышенный шум и расход энергии, высокий нагрев газа.
Винтовой компрессор
Конструкция состоит из корпуса и двух винтов, обеспечивающих нагнетание рабочей среды. Сжатие газа происходит между стенками внешнего корпуса и витками винтов. Винты расположены на небольшом расстоянии друг от друга. Герметичность корпуса обеспечивают сальники и уплотнители. В момент начала вращения винтов газ поступает в полость всасывания через входное отверстие, заполняя межвинтовые впадины по всей длине. При дальнейшем вращении происходит отсечение впускного отверстия от рабочей полости, подается масло для уплотнения и смазки межвинтовых зазоров. Дополнительно масло снижает температуру рабочей среды. Последующее вращение винтов приводит к уменьшению объема камеры и повышению в ней давления газа. После соединения винтовых впадин с выпускным отверстием воздух под давлением выходит из рабочей камеры в подключенную к компрессору систему.
Виды винтовых компрессоров
Винтовые установки представлены безмасляными и маслозаполненными моделями. Первые востребованы в сферах, где необходимо использовать чистый воздух, подаваемый под давлением. Например, в пищевом, химическом производстве. Вторые имеют универсальное применение. Их используют в областях, нетребовательных к чистоте рабочей среды.
Безмасляный винтовой компрессор
В качестве смазки и охлаждающей жидкости для снижения температуры роторного блока масло не использует, поэтому рабочая среда компрессора не содержит примесей смазочных материалов. Этот вид агрегатов делят на сухие и водозаполненные. Первые отличаются небольшой производительностью и относительно высокой стоимостью. Вторые успешно сочетают преимущества безмасляных и маслозаполненных устройств. Отличаются экологичностью, повышенным сроком эксплуатации, безопасностью и надежностью. Не нуждаются в установке масляных фильтров и емкостях для слива отработанного масла. Выходящий из компрессора воздух не требует дополнительного охлаждения.
Маслозаполненный винтовой компрессор
Для заполнения зазора между винтами используется масло. Оно также играет роль охлаждающей жидкости. Подается внутрь блока со скоростью 1 л/мин на 1 кВт мощности устройства. Из-за контакта рабочей среды со смазочным материалом в ней присутствуют взвешенные частицы масла. Для их удаления применяют масленые фильтры.

Преимущества и недостатки
Конструкция не содержит трущихся элементов. При попадании твердых загрязнений в винтовой блок серьезных повреждений не возникает. Ресурс таких компрессоров существенно отличается по длительности от аппаратов других видов. Срок службы достигает 300 тыс. часов. Техническое обслуживание заключается в своевременной проверке и замене подшипников винтового блока. Устройство способно работать в широком диапазоне скоростей, позволяя пользователю выполнять стандартное и частотное регулирование производительности оборудования.
К недостатку можно отнести зависимость энергоэффективности и надежности от технического состояния подшипников винтового блока. При несвоевременном обслуживании узла винтовой компрессор может существенно снизить производительность и даже выйти из строя.
Винтовые компрессоры низкого и среднего давления занимают лидирующие позиции в промышленной сфере. Производители выпускают большое количество моделей разной мощности.
Особенности дизельных компрессорных установок
Компрессоры отличаются методом отвода тепла. Бывают устройства с воздушным и жидкостным охлаждением. При этом для снижения температуры используют как обычное внутреннее охлаждение в процессе сжатия газовой среды, так и многоступенчатое с охлаждением на каждом этапе. По мобильности компрессорные установки делят на стационарные и передвижные. Первые предназначены для работы в специально оборудованных помещениях или на открытых площадках без возможности перемещения. Вторые оснащают переносными, передвижными платформами, которые обеспечивают легкую доставку и применение на удаленных объектах.
Дизельные компрессорные установки делят на устройства низкого, среднего, высокого и сверхвысокого давления в зависимости от способности поддерживать установленное определенной категорией максимальное давление. Компрессоры также отличаются производительностью, которая бывает объемной и массовой. Производители могут указывать значение этого параметра как на выходе, так и на входе. У поршневых и центробежных компрессоров значение производительности на выходе существенно меньше, чем на входе из-за больших утечек рабочей среды.
Дизельные компрессоры характеризуют множеством параметров, способных оказать существенно влияние на эффективность выполнения поставленной задачи. Перед выбором необходимо обращать внимание на рекомендуемую производителем сферу применения и по возможности учесть все особенности будущей эксплуатации.