Расход масла, воздуха и топлива в компрессоре может существенно влиять на его производительность и эффективность. В этой статье мы обсудим важность мониторинга этих компонентов для обеспечения оптимальной производительности.
В этой статье:
Расход масла компрессора
Общеизвестно, что для снижения износа трущихся частей механизмов необходима смазка, и винтовые компрессоры не являются в этом отношении исключением. Масло необходимо для смазки и охлаждения винтов, а также для заполнения зазоров между ними и корпусом устройства.
Компрессоры имеют широкое применения, и они служат для нагнетания давления жидкости или газа. Сейчас выпускается много их моделей, отличающихся по своим конструктивным особенностям и техническим параметрам. Соответственно, и выбор масла следует производить с учетом рекомендаций производителя, поскольку ассортимент смазочных жидкостей тоже велик, и большинство из них имеют специализированное применение.
К маслу для компрессора предъявляется несколько требований исходя из условий эксплуатации: способность сохранять свои свойства при высоких значениях температуры и давления, устойчивость к окислению. В противном случае смазочная жидкость утратит свои полезные характеристики, что приведет к выходу из строя деталей устройства.
Также к современным маслам добавляются различные примеси и присадки, которые улучшают их свойства, например уменьшают пенообразование или обеспечивают стабильную вязкость при разных температурах.
Расход масла компрессора
По составу масла, применяемые в винтовых компрессорах, можно разделить на следующие категории:
Синтетические
Их делают на основе полимеров. В наше время такие масла обладают лучшими техническими характеристиками – они сохраняют свойства и при низких, и при высоких температурах, устойчивы к окислению.
Минеральные составы изготавливаются путем перегонки нефти
По стоимости они дешевле синтетики, но уступают ей по техническим и эксплуатационным характеристикам. В частности, при высокой температуре минеральное масло теряет вязкость, и срок его службы существенно меньше.
Полусинтетические
Смесь масел двух предыдущих типов, по своим параметрам своеобразный компромисс между ними. Как правило, в составе преобладает минеральная основа, которую дополняют синтетические компоненты. Достаточно хорошо себя ведет при высоких температурах, а также обеспечивает качественную защиту от коррозии и окисления.
Биоразлагаемые
Их использование становится все более актуальным вследствие остроты экологических проблем. Биоразлагаемое масло обладает всеми необходимыми для смазочной жидкости техническими характеристиками, и после завершения использования оно под действием микроорганизмов в течение определенного времени разлагается на безвредные вещества, не загрязняя окружающую среду. Обеспечивает защиту от коррозии и окисления средней степени. Недостаток у него один, но существенный – такое масло требуется менять чаще, чем обычно.
Выбор масла крайне важен, поскольку от этого зависит производительность работы винтового компрессора, а также износостойкость его элементов. Стоит заметить, что для этого не годится моторное масло, поскольку принципиально отличаются условия их эксплуатации. Во-первых, поскольку у компрессора зона смазки не отделена от зоны образования сжатого воздуха, то частицы масла неизбежно попадают в окружающую среду, так что оно должно быть экологичным. Во-вторых, разные требования по вязкости для компрессорного и моторного масла.
Основной фактор – производительность. Очевидно, что есть прямая связь между расходом масла и производительностью винтового компрессора. К примеру, если через устройство будет проходить больше воздуха, то и количество расходуемой смазки возрастет.
Использование качественного масла и регулярное обслуживание компрессора, включая замену смазочно-охлаждающей жидкости, обеспечивает бесперебойную работу устройства и продлевает срок его службы. Кроме того, если масло подобрано правильно, то и его расход в этом случае будет меньше.
Не нужно объяснять, что если устройство сильно изношено, то смазочной жидкости будет уходить больше – особенно критично при этом состояние подшипников, мест уплотнений и т. п. Наконец, для различных моделей существуют свои нормы расходы масла: к примеру, они значительно отличаются для компрессоров с одношнековыми или двухшнековыми винтами. Для устройств первого типа норма обычно составляет 0,5-3 % от объема перекачиваемого воздуха. Например, если через компрессор прошло 200 кубометров газа, то расход масла должен колебаться от одного до шести литров.
Биоразлагаемые
Немаловажным фактором, влияющим на расход масла в компрессоре, является вязкость. Так, менее вязкая, более жидкая смазка будет тратиться быстрее. Аналогичным образом повышается расход минерального масла при нагревании. Однако не стоит экономить, приобретая чрезмерно густое масло, поскольку оно может оказаться не в силах эффективно выполнять свое предназначение. Как правило, производитель дает рекомендации, указывая, каким сортом масла можно заправлять устройство.
Повышенный расход масла в винтовом компрессоре должен насторожить, особенно если произошел резкий скачок. Для этого должны быть объективные причины. С одной стороны, простейшим вариантом может быть банальный перелив смазочной жидкости – в этом случае надо следить за ее уровнем.
С другой же, нередко причиной становятся проблемы технического характера. Здесь необходимо проверить, нет ли утечек в системе смазки, не загрязнился ли сепаратор или масляный фильтр. Наконец, виной могут быть изменившиеся условия эксплуатации: при высокой температуре окружающей среды происходит перегрев и подгорание масла. Иногда пользователи пытаются обойти систему контроля за температурой масла – делать это крайне нежелательно во избежание поломки компрессора.
К увеличению расхода приводит работа компрессора в режиме высоких нагрузок, и, наоборот, при низкой загруженности масла должно тратиться заметно меньше. В этом случае изменение расхода смазочной жидкости объективно неизбежно, хотя есть способы не допустить чрезмерного увеличения данного параметра, используя дополнительные меры для стабилизации работы устройства. Это может быть установка специальных приспособлений, в которые попадает конденсат и масло, для его повторного использования. Поможет и улучшение вентиляции в помещении, где производится работы, – это сделает условия эксплуатации более благоприятными.
Соответственно, целесообразно постоянно отслеживать расход масла, чтобы вовремя заметить отклонения и принять меры. При каждой заправке необходимо фиксировать объем поступившей смазочной жидкости и сопоставлять с выходными данными по нагрузке компрессора (в течение какого времени, с какой производительностью). Помимо прочего, это поможет определить оптимальный режим работы устройства.
В документации, прилагаемой к компрессору, должны быть указаны нормы расхода смазочной жидкости в зависимости от режима эксплуатации, а также рекомендуемый производителем порядок сервисных работ, к которым относится и замена масла.
Расход воздуха компрессора
Под расходом воздуха понимается объем, потребляемый оборудованием в процессе работы. Очевидно, что чем мощнее компрессор, тем большим будет значение данного показателя.
Узнать расход воздуха можно несколькими способами.
Во-первых, воспользовавшись технической документацией. Это особенно актуально в условиях производства, где в одном помещении может располагаться несколько компрессоров, и встает вопрос о том, как рассчитать целесообразность установки дополнительного устройства. В техпаспорте указывается количество воздуха, требуемое для работы оборудования. Значит, в этом случае нужно сложить значения всех единиц, и итоговая сумма покажет общий расход воздуха.
Данный метод прост и логичен, но, к сожалению, реальные показатели могут заметно отличаться от паспортных значений, заявленных производителем. На расход воздуха компрессора влияет множество факторов: давление, влажность, температура. В технической документации подразумеваются нормальные условия, установленные ГОСТами, однако если оборудование эксплуатируется при повышенной влажности или температуре, в условиях запыленности, то на его рабочих характеристиках это отразится.
Расход воздуха компрессора
Во-вторых, самый надежный и достоверный метод — измерение расхода воздуха на практике с помощью специальных датчиков. В данном случае преимуществом станет получение реальных, а не идеальных значений, хотя потребуются определенные усилия для организации подобного «пневмоаудита». Для начала нужно вварить в трубопровод небольшую трубу, в которой монтируются измерительные приборы (датчики – давления, расхода и точки росы). После этого остается снимать показания во время работы устройства.
Этот способ целесообразен для применения на предприятии, где есть различное компрессорное оборудование и специалисты, способные правильно установить контрольно-измерительные приборы. Таким образом можно будет осуществлять более точную настройку компрессора для получения оптимального сочетания производительности и расхода воздуха.
В-третьих, не представляет проблем определение расхода с помощью расчетных методик, что позволяет обойтись без специального измерительного оборудования. Этот вариант не потребует каких-либо финансовых затрат и даст результат, намного более приближенный к реальности, чем паспортные значения. Нюанс лишь один – правильность выполнения расчетов.
Прежде чем разбирать формулу, необходимо сделать существенное предварительное замечание по поводу единиц измерения. У компрессоров производительность и потребление (то есть расход) сжатого воздуха учитывается в нормальных метрах кубических в минуту – сокращенно нм3/мин. Даже если в технической документации буква «н» не стоит, и написано «кубометры», в любом случае подразумеваются «нормальные».
Это означает, что воздух считается не в сжатом виде, а в состоянии при обычном давлении в 1 атмосферу, что позволяет придерживаться единой системы расчетов без учета дополнительных параметров. Возьмем следующий пример: имеется компрессор, способный производить 1 м³/мин и выдерживать давление 5 атмосфер, а также ресивер на 500 литров, то есть 0,5 м³. При ответе на вопрос, сколько потребуется времени винтовому компрессору для накачки этого ресивера до рабочего давления 5 атмосфер, кто-то может ошибиться, ответив «полминуты». В действительности же правильный вариант – 2,5 минуты (150 секунд).
Объясним, почему так получается. Дело в том, что значения производительности и максимального давления компрессора не связаны друг с другом: производительность указана для нормального давления, а не наибольшего. Соответственно, за полминуты компрессор сумеет заполнить ресивер воздухом, но лишь при давлении в одну атмосферу. Чтобы поднять давление до пяти, и времени потребуется в пять раз больше.
Таким образом, хотя компрессор и способен выдавать сжатый воздух, производительность определяется в кубометрах при нормальном атмосферном давлении. Это единый стандарт, которого придерживаются все производители данного оборудования.
Как рассчитать расход топлива компрессора
Основным техническим параметром компрессора является его производительность, указываемая в кубометрах в минуту. Закономерно, что у более мощных моделей будет больше и расход топлива. Покупая компрессор, нужно уметь оценивать его фактическую производительность. Получается она путем умножения полезного объема цилиндра(ов) на число оборотов двигателя в минуту.
В идеале все верно: поршень полностью выдавливает воздух из цилиндра, и сколько он сумеет произвести циклов за минуту, такой и окажется общий результат. Однако в реальности устройству приходится преодолевать давление встречного воздуха, что влияет на производительность.
Скажем, если в ресивере уже есть сжатый воздух, то компрессору по мере роста давления будет все труднее закачивать газ. Подобные потери могут составлять 25 и более процентов от паспортных значений. Также оказывают влияние параметры температуры и влажности воздуха. Наконец, не последнюю роль играет техническое состояние самого компрессора: к примеру, при засорении воздушных фильтров падение производительности становится довольно заметным.
Итак, как же вычисляется реальная производительность на выходе? Формула имеет следующий вид:
Здесь:
- Ратм – максимальное создаваемое давление (в атмосферах).
- Vл – объем ресивера (литры).
- Тмин – время работы, необходимое для накачки ресивера от нулевой отметки до давления, скажем, 8 атмосфер.
Для примера были проведены замеры на разных компрессорах с прямым приводом – одно- и двухцилиндровом.
Как рассчитать расход топлива компрессора
Первый «испытуемый» – одноцилиндровое устройство марки ENHEL с ресивером на 24 литра. По оценке производителя, производительность составляет 206 л/мин, в реальности заполнение ресивера сжатым воздухом до 8 атмосфер заняло 1 минуту 23 секунды. Прежде всего переведем секунды в минуты: 83 (это 60 + 23) при разделении на 60 даст 1,383 минуты.
Теперь подставляем все значения в формулу: 8 *24 / 1,383 = 138,8 л/мин. Как видим, отличие между реальной и паспортной производительностью существенное – падение почти на треть. Впрочем, это не такая уж и плохая величина, как может показаться.
Второй компрессор – двухцилиндровая модель ECO, способная выдавать 440 л/мин. Ресивер на 70 литров был накачан до 8 атмосфер за 2 минуты 34 секунды. Расчет получается следующий: 8 * 70 / 2,566 = 218,2 л/мин. Здесь уже разница между планом и фактом превысила 50 %.
В нашем случае «победителем» по параметру потери производительности оказалась менее мощная модель. Описанный способ позволяет достаточно точно оценить реальные возможности вашего компрессора.
Нужно заметить, что на производительность повлияет установка дополнительных фильтров, сепараторов, маслоотделителей. Подобные элементы снижают давление на выходе компрессора, что нужно учитывать перед тем, как ставить их.
Таким образом, при выборе устройства нужно держать в голове, что указываемая в технических документах производительность должна быть выше потребления, иначе компрессор будет работать постоянно, что чревато перегрузкой и ускоренным износом. Что касается масла, то стоит ориентироваться на рекомендации производителя и контролировать его расход в процессе работы компрессора.
