Когда стоит выбрать центробежный компрессор

При выборе воздушного компрессора множество факторов влияют на правильный выбор. Будь то разнообразие применений, экономия затрат и энергии, надежность и долговечность, современные типы центробежных компрессоров часто могут быть самым умным выбором – в зависимости от вашего применения и производственной среды – что делает их достойными второго (и первого) взгляда.

Но сначала немного истории…

Прежде чем мы взглянем на то, почему стоит рассмотреть центробежный воздушный компрессор для вашей операции, интересно отметить, что технология центробежных компрессоров существует уже давно. Ее происхождение можно проследить до 1689 года, когда французский физик Дени Папен и голландский физик Кристиан Гюйгенс сотрудничали, экспериментируя с воздушным компрессором, используя центробежную силу для сжатия воздуха, что является основой принципа действия центробежных компрессоров. По мере того, как физическое сообщество лучше понимало динамику жидкостей и тепла, центробежный компрессор эволюционировал из грубого одноимпеллерного вентилятора в современный многоступенчатый компрессор, который мы используем сегодня.

Компрессор для любого сценария: работа центробежного компрессора

Историю оставим в стороне, в этом столетии центробежные компрессоры традиционно были известны как базовые компрессоры и не подходили для систем сжатого воздуха с большими изменениями спроса. Это могло быть верно для старых моделей, где типичное регулирование центробежных компрессоров с помощью дроссельной заслонки составляло лишь 10–20% меньше, чем полный поток. Это означает, что если спрос на поток в системе сжатого воздуха падает со 100% до 60%, старый дизайн центробежного компрессора будет регулировать вход до 80% потока, доставлять 60% потока в систему сжатого воздуха и сбрасывать 20% в атмосферу. Трата 20% продукта воздуха менее чем идеальна, особенно когда эффективность имеет значение.

Однако современные центробежные компрессоры имеют гораздо большую гибкость в регулировке производительности, используя современные входные направляющие лопатки, и могут модулировать за пределами 10–20% уменьшения воздушного потока ранних машин, до 50% регулировки производительности. Это отчасти благодаря быстрым и мощным микропроцессорным контроллерам, которые одновременно выполняют многие контурные управления, а также достижениям в компьютерном проектировании импеллеров, составляющих устройство центробежного компрессора. Современная входная направляющая лопатка устанавливается очень близко к рабочему колесу первой ступени и придает полезное "закручивание" входящему воздушному потоку, уменьшая турбулентность и улучшая энергоэффективность до 8% по сравнению с дроссельной заслонкой. Точный лопастной дизайн входной направляющей лопатки обеспечивает более быстрый отклик клапана управления на изменяющийся спрос вместе с лучшей общей энергоэффективностью. Имея больше возможностей регулировки производительности, компрессор может быть установлен в системе сжатого воздуха с большой изменчивостью потока и не сбрасывать воздух во время низкопоточных приложений. И благодаря практически бесконечным сценариям регулировки производительности, один центробежный компрессор может выполнять работу нескольких меньших винтовых компрессоров.

С этой гибкостью регулировки производительности, широким диапазоном давлений и потоков и мощностью до 7 355 кВт, современные устройства, такие как многоступенчатые интегральные центробежные воздушные компрессоры, могут покрыть большинство приложений. Автомобильная промышленность, металлургия, производство стекла, пищевая и напитковая промышленность, разделение воздуха, крупное промышленное производство до химической и нефтеперерабатывающей промышленности – все это возможно. Также доступны специальные конструкции уплотнений для специальной газовой обработки.

Безмасляный воздух

Вопрос безмасляного или класса 0 безмасляного воздуха становится все более актуальным в производстве. Международная организация по стандартизации (ISO) 8573.1 "Классы качества воздуха" для сжатого воздуха определяет допустимые загрязнения в конечном продукте воздуха. Безмасляные приложения требуют классов качества "1" или "0" для общей концентрации масла. Менее 0,01 мг/м³ – это класс 1, и все, что ниже класса 1, – это класс 0. Будучи самым строгим классом качества воздуха, класс 0 гарантирует, что компрессор выпускает сжатый воздух, свободный от масляных аэрозолей, паров или жидкостей, поступающих из компрессора.

В любом применении сжатый воздух напрямую или косвенно контактирует с производимым продуктом. При использовании маслозаполненных воздушных компрессоров возможно попадание масла вниз по потоку и загрязнение продукта. В таких приложениях, как пищевая и напитковая промышленность, фармацевтика или производство чувствительной технологии, этот контакт с остаточным маслом из системы сжатого воздуха имеет очевидные последствия, делая воздух класса 0 жизненно важным для поддержания качества продукта и здоровья и безопасности потребителей.

К счастью, центробежные воздушные компрессоры по конструкции являются безмасляными. Они производят безмасляный воздух класса 0, что делает их идеальными не только для чувствительных производственных сред, но и для производителей, стремящихся уйти от маслозаполненных компрессоров по причинам устойчивости или обслуживания. С точки зрения устойчивости, эксплуатация центробежных компрессоров более экологична, так как они используют меньше масла, чем маслозаполненные винтовые компрессоры – более чем на 208 литров масла каждые 6–12 месяцев. Это масло вместе с маслосодержащим конденсатом необходимо правильно утилизировать. Конденсат из (безмасляного) центробежного компрессора не требует специальной обработки/утилизации и может даже быть переработан.

Кроме того, многие транснациональные производители переходят на системы сжатого воздуха без масла, чтобы защитить себя от потенциально вредных эффектов — таких как загрязнение конечного продукта, повреждение производственного оборудования, простой или повреждение репутации бренда из-за низкого качества конечного продукта и/или отказов продукции. Компрессоры класса 0 без масла помогают устранить потенциальное загрязнение, поскольку масло или смазка не вводятся в процесс сжатия воздуха. Безмасляное будущее может стать волной (или, по крайней мере, рябью) экологически ориентированного будущего для большинства процессов.

К тому же эффективность и экономия средств

Как упоминалось ранее, принцип работы центробежного компрессора обеспечивает превосходную энергоэффективность для больших объемов воздуха, поскольку усовершенствованные импеллеры спроектированы в соответствии с требуемым воздушным потоком и давлением. Это означает дополнительную экономию энергии – в некоторых случаях более 100 000 долларов – и возможности квалифицироваться для большинства местных правительственных программ энергетических вознаграждений. В качестве дополнительного бонуса, безмасляный воздух в целом требует меньше фильтрации вниз по потоку и меньше загрязнения продукта и оборудования. Это означает меньшее обслуживание и больше экономии средств, особенно в течение долгого срока службы оборудования.

Центробежные компрессоры также обеспечивают низкие затраты на обслуживание, поскольку принцип действия центробежного компрессора предусматривает использование неконтактирующих внутренних компонентов. Это означает меньшее износ от трения и минимальные потребности в обслуживании. Большинство центробежных компрессоров работают непрерывно до двух лет между остановками для базового обслуживания, обеспечивая больше времени работы и меньше простоя по сравнению с другими типами компрессоров. И эта долгая жизнь может составлять от 40 до 60 лет по сравнению с 20–30 годами для винтовых воздушных компрессоров. Отсутствие необходимости заменять ваш жизненно важный воздушный компрессор в течение десятилетий – это обнадеживающая мысль.

Понимание того, что эксплуатация устройств может и должна быть частью вашего короткого списка при выборе решений по сжатому воздуху для вашей производственной операции – это половина дела. Знание того, что существуют преимущества и варианты, выходящие за рамки винтовых компрессоров, означает больше выбора и лучшую производительность, эффективность и результаты – в зависимости от вашего применения. Проведите свое исследование, но когда придет время, не забудьте рассмотреть центробежные компрессоры как жизнеспособный, долговечный и экологически чистый вариант.

FAQ

Где применяются центробежные компрессоры?

Используются в нефтегазовой, химической, энергетической отраслях и производстве. Они обеспечивают потоки воздуха и газа в системах вентиляции и кондиционирования, а также в процессах переработки и транспортировки газа. Благодаря высокой эффективности и способности обрабатывать большие объемы при низком давлении, их устанавливают на электростанциях, химических заводах и в системах распределения газа. Также они применяются в медицинском оборудовании, где требуется стабильное давление воздуха.

В чем разница между осевым и центробежным компрессором?

Основное отличие заключается в направлении потока газа и конструкции. Осевые перемещают газ вдоль оси ротора, постепенно увеличивая давление, что эффективно при больших объемах и низком давлении. Они часто используются в авиации и крупных промышленных системах вентиляции. Центробежные ускоряют газ радиально от центра, преобразуя кинетическую энергию в давление, что обеспечивает более высокое давление и компактность. Они подходят для промышленных установок, требующих высокой производительности и стабильного давления, а также требуют меньше технического обслуживания.