Безмаслени компресори

Начало > Механични системи > Статии > Сп. Инженеринг ревю - брой 2/2024 > 09.04.2024

  • Поддържането на най-високи нива на чистота на сгъстения въздух е критично важно съображение в някои производствени среди

  • Освен спестявания, свързани с жизнения цикъл, съвременните безмаслени компресорни технологии могат да донесат и значителни икономии на енергия

  • Безмаслените системи за сгъстен въздух изискват по-малко спомагателно оборудване и по-малко поддръжка в сравнение със системите за технически безмаслен въздух

 

Поддържането на най-високи нива на чистота на сгъстения въздух е критично важно съображение в някои производствени среди. Следи от масло във въздуха могат да доведат до скъпоструващи престои, разваляне на продукцията и накърняване на репутацията при производството на полупроводникови и електронни компоненти, медицинска техника, храни и напитки.

Много производители от тези сектори избират да използват безмаслени компресори, за да гарантират, че рискът от възникването на подобни проблеми е елиминиран. Тези авангардни системи генерират сгъстен въздух с най-високо качество и чистота, отговаряща на ISO 8573-1 клас 0.

› Реклама


Безмаслените компресори могат да елиминират и необходимостта от допълнително спомагателно оборудване за филтрация. Редуцирайки разходите за подмяна на филтриращите елементи и технологичните падове на налягането, тези компресори могат да доведат и до значителни спестявания в рамките на жизнения цикъл на оборудването.

 

Изборът на най-подходящия безмаслен компресор обаче може да е сложна задача. Важно е например да се прави разлика между безмаслени компресори клас 0 и т. нар. компресори за технически безмаслен въздух, при които маслото се явява замърсител в системата за сгъстен въздух и трябва да бъде филтрирано и отстранено в технологичната верига след компресора.

 

Рискове от замърсяване на въздуха с масло

В повечето производствени съоръжения и цехове малки следи маслен замърсител във въздуха не пораждат притеснения. В тези случаи най-подходящото и рентабилно решение са винтовите или ротационните компресори с впръскване на масло. Дори и да има следи от масло, въздухът може да бъде допречистен, ако това е необходимо, чрез използването на филтри с активен въглен и др.

Допускането на замърсяване с масло в някои определени приложения обаче е немислим риск, което прави задължително използването на безмаслени компресори. Пример може да бъде даден с полупроводниковата индустрия. Светът вече е наясно с глобалните последствия в резултат на проблеми в полупроводниковата индустрия. В този сектор едно замърсяване с масло би било сценарий с фатален край, свързан с развалянето на цяла партида компоненти с висока стойност. Нещо повече – фино настроената машина, използвана за производството на тези компоненти, ще трябва да бъде почистена цялостно или подменена, което е свързано със скъпоструващ престой и ненужни разходи.

Съображенията за здраве и безопасност са приоритетни в хранително-вкусовата промишленост. Храни, замърсени с маслени остатъци от сгъстен въздух, биха имали неприемлив външен вид и вкус и дори биха могли да повлияят на благосъстоянието на консуматора. Друга възможност е замърсяването да доведе до обезцветяване на опаковката на хранителния продукт, което ще се отрази на естетичността на продукта и би могло да доведе до дългосрочно накърняване на репутацията на производителя.

В тези и редица други индустриални сектори не могат да бъдат правени компромиси – трябва да бъде използван безмаслен въздух и само един безмаслен компресор би могъл да го предостави. Тези компресори са единственият сигурен начин да се редуцира рискът и да се осигури дългосрочното спокойствие на производителите.

 

Работен принцип

Безмаслените компресори работят без масло в компресионната камера, което елиминира замърсяването на сгъстения въздух със смазочно вещество. Вместо да използват масло за смазване, уплътняване и охлаждане, този тип компресори обикновено се възползват от други технологии, като водни ризи и компресорни елементи със специално покритие и микроскопични допуски, за да предоставят безмаслен сгъстен въздух по ефективен начин.

В безмаслените винтови компресори, които държат по-големия дял от пазара на този тип продукти, външни предавки синхронизират позицията на въртящите се в противоположна посока винтови елементи. Тъй като роторите не влизат в контакт и не създават триене помежду си, не е необходимо да се използва масло за смазване в компресионната камера. Прецизното изпълнение на корпуса и компонентите свежда до минимум загубата и падовете на налягане от нагнетателната към смукателната страна. Тъй като коефициентът на вътрешното налягане се ограничава от разликите в температурата на въздуха между входните и изходните отвори, безмаслените компресори често са многостъпални, с междинно охлаждане, за да се увеличи максимално подаването на налягане.
За крайния потребител безмасленатаа технология означава премахване на необходимостта от закупуване на допълнително филтриращо оборудване, изискващо честа подмяна на консумативите. Течовете и енергопотреблението се свеждат до минимум, а нуждата за третиране на кондензата с цел отстраняване на маслото, както и за събиране/обезвреждане на замърсения с масло кондензат, се елиминира.

 

Разликата между безмаслени и технически безмаслени компресори

Изборът на подходящия тип безмаслен компресор за определена дейност може да е труден, предимно заради нюансите в терминологията, които трябва да бъдат взети предвид, за да се избегнат всякакви непредвидени последствия на мястото на експлоатация.

Международната организация по стандартизация (ISO) е разработила набор от стандарти за сгъстен въздух. Стандарт ISO 8753-1 регулира максималната чистота на въздуха, определена от броя на частиците на кубичен метър като функция от размера на частиците, като компресорите се категоризират в ISO клас от 0 до 5. Тук трябва да се отбележи съществена разлика, защото безмасленият въздух ISO клас 0 представлява по-висок стандарт от ISO 1 технически безмаслен въздух.

Безмасленият въздух ISO клас 0 е най-чистият и безрисков избор. Макар компресорите, генериращи безмаслен въздух ISO клас 0, да са свързани с по-голяма първоначална инвестиция от обикновените модели с маслено впръскване, те се смятат за много по-подходящи за производствени среди във фармацевтичната, електронната и хранително-вкусовата индустрия.

При технически безмасления въздух ISO клас 1 в потока е допустимо да има определено ниво на маслено замърсяване (0,01 mg/m3), което след това трябва да се филтрира и отстрани. Този подход води до по-голям риск от замърсяване поради потенциала за повреда на спомагателното оборудване. Например, масленият сепаратор може да се пробие или филтърът с активен въглен да се пренасити. При съзнателното използване на система, добавяща масло към сгъстения въздух, винаги са възможни такива откази на пречиствателното оборудване, независимо от режима на поддръжка.

В някои обстоятелства технически безмасленият въздух ISO клас 1 може да е напълно приемливо решение. Той обаче не е сравним с ISO клас 0, защото не може да се гарантира, че въздухът наистина ще е без никакво съдържание на масло.

 

Енергийни спестявания

Освен спестявания, свързани с жизнения цикъл, съвременните безмаслени компресорни технологии могат да донесат и значителни икономии на енергия. При маслените компресори например може да има енергийни загуби поради преноса на масло в сгъстения въздух. Маслото може да запуши филтри, вентили и други компоненти, което да доведе до падове на налягането и понижена ефективност. При безмаслените компресори този проблем се елиминира напълно.

Безмаслените компресори имат по-малко на брой вътрешни части и изискват по-малко поддръжка, в резултат на което енергийната им ефективност е по-висока. В допълнение, при изработката им се използват усъвършенствани материали и покрития, намаляващи триенето, което също понижава енергопотреблението.
Много от безмаслените компресори се предлагат оборудвани с честотни задвижвания, които регулират скоростта на компресора спрямо необходимия въздухопоток.

Това означава, че компресорът работи само при нужната скорост, намалявайки консумацията на енергия и спестявайки разходи.
Безмаслените компресори често използват усъвършенствани технологии на охлаждане, които изискват по-малко енергия, отколкото традиционните маслени компресори. Някои безмаслени компресори например използват въздушно вместо водно охлаждане, редуцирайки и потреблението на енергия, и въздействието върху околната среда.

 

Спестявания на разходи по поддръжка

Безмаслените системи за сгъстен въздух изискват по-малко спомагателно оборудване и по-малко поддръжка в сравнение със системите за технически безмаслен въздух за генерирането на въздух с едно и също качество спрямо ISO стандарта. Разликата между двете решения се увеличава още, когато се разгледат специфични приложения, например в хранително-вкусовата промишленост.

Важно е да се изясни едно често срещано погрешно схващане, а именно, че безмаслените компресори са напълно безмаслени. Повечето безмаслени компресори все пак изискват използването на масло за смазване на предавките. Постъпването на това масло в потока от сгъстен въздух се предотвратява чрез интелигентна технология на уплътняване. Фактът обаче, че това масло не се използва в компресионната камера, където температурите са повишени, означава, че няма нужда то да се сменя толкова често, колкото маслото на конвенционалните компресори, като и количеството му е по-малко. В допълнение, в хранително-вкусовата промишленост се предполага, че се използва масло, предназначено специално за този сектор, за да се предотвратят вредните въздействия върху здравето на консуматора в случай на евентуално замърсяване. Качеството на маслата за хранително-вкусовото производство се влошава дори по-бързо, което предопределя необходимостта от честа смяна, понякога на всеки 2000 часа.

Обикновено технологичната верига след един безмаслен компресор включва охладители, изсушител и прахови филтри преди сгъстеният въздух да бъде подаден за разпределение и употреба. При компресорите за технически безмаслен въздух веригата включва, освен вече изброеното оборудване, и маслени сепаратори, коалесцентни филтри и др. Цялото това оборудване увеличава нивото на необходимата поддръжка, повишава пада на налягането (което повишава налягането, при което компресорът трябва да работи, за да се достигне изискваното налягане в точката на употреба). Нараства и рискът от откази, тъй като се увеличава броят на потенциалните точки на повреда. Също така, съгласно законодателството полученият замърсен с масло кондензат трябва да се пречиства, преди да бъде изпуснат в канализацията.

Ако един типичен компресор работи в продължение на 10 години, повишените изисквания за поддръжка могат лесно да компенсират по-високата първоначална инвестиция, необходима за използването на безмаслен компресор.


Вижте още от Механични системи


Ключови думи: компресори, сгъстен въздух, безмаслени компресори, енергийна ефективност



Редактор на статията:

ДИЛЯНА ЙОРДАНОВА

ДИЛЯНА ЙОРДАНОВА

Отговорен редактор

• Завършва специалност "Инженерна екология" в Химикотехнологичен и металургичен университет;


• Заема длъжността "Отговорен редактор" в издателство TLL Media от 2020 г.;

• Разполага с над 10 години опит в създаването на съдържание и писането на научни статии.

Контакт в LinkedIn


Top