Монтаж винтовых компрессоров

• Выбор места установки
• Чистота помещения компрессорной станции
• Установка компрессора
• Электрические подключения
• Подключение компрессора к пневмосети
• Охлаждение и вентиляция
• Удачная и неудачная системы вентиляции
• Вентиляция компрессоров с водяным охлаждением

Покупка качественного оборудования – это только первый шаг на пути создания надежной системы снабжения предприятия сжатым воздухом.

Теперь необходимо правильно смонтировать винтовой компрессор. Именно грамотный монтаж является залогом долгой и бесперебойной работы оборудования.

Здесь нельзя пренебрегать ни одним из этапов.

Ошибки при монтаже в дальнейшем могут стать причиной поломок компрессора и даже остановки предприятия. 

К сожалению, инструкции по эксплуатации для современных компрессоров и другого оборудования не всегда содержат необходимые сведения для правильного монтажа.

Итак, рассмотрим все этапы подробнее…

Выбор места установки

Помещение для установки компрессора должно иметь достаточную площадь и высоту потолка для нормального воздухообмена. Более подробно проблемы охлаждения и вентиляции мы рассмотрим в соответствующем разделе.

Правильный выбор помещения ниже на фотографии:

Неправильно!

Нельзя размещать компрессор в помещении с низкими потолками, где расстояние от верхней части компрессора до потолка менее одного метра.

Это актуально для тех моделей компрессоров, у которых выброс горячего воздуха после охлаждения направлен вверх. 

Если других вариантов размещения оборудования нет, то в таком случае в потолке необходимо сделать отверстие. Площадь отверстия должна совпадать с площадью вентиляционного отверстия компрессора на крыше компрессора.

Также рекомендуется устанавливать металлические короба для направления потока горячего воздуха.

Чистота помещения компрессорной станции

Еще одним требованием является чистота воздуха в помещении.

Все современные винтовые компрессоры предназначены для установки в чистых, сухих и отапливаемых помещениях без пыли и других примесей в окружающем воздухе. 

Как показывает практика, не всегда имеются такие «идеальные» условия. 

Наличие пыли и механических частиц в воздухе губительно для оборудования. Нарушается нормальный приток воздуха в корпус компрессора. Засоряются воздушный и масляный радиаторы. Следствие – перегрев и сокращение срока службы оборудования.

Приведенные фотографии наглядно показывают, о чем идет речь. Как говорится, комментарии излишни…

Пыль на всасывающей решетке корпуса компрессора:

Запыленный воздушный фильтр:

Пыль в отсеке вентилятора:

Пыль на радиаторах. Для очистки радиаторов их приходится демонтировать:

Пыль в электрическом щите компрессора:

И еще… Пыль в электрическом щите компрессора:

Очень мелкая пыль способна даже проникать через воздушный фильтр в винтовой блок компрессора. Последствия этого могут быть плачевны.

На фото ниже можно увидеть истирание уплотнительных колец поршня всасывающего клапана:

Пыль в магистральном фильтре после компрессора. Вся эта пыль прошла сквозь компрессор!

В основном, проблемы с запыленностью присутствуют на цементных и горно-добывающих предприятиях, на сахарных заводах и деревообрабатывающих производствах и т.д.

На данном этапе крайне рекомендуем выбирать максимально чистые и незапыленные помещения.

Компрессор необходимо устанавливать на ровное твердое основание (бетонный или асфальтовый пол).

Несущая способность основания обязательно должна соответствовать весу устанавливаемого оборудования. Благодаря продуманной конструкции корпуса компрессора никаких дополнительных креплений не требуется.

Перед транспортировкой компрессора необходимо снять двери корпуса:

Это откроет доступ к транспортным отверстиям под вилы погрузчика:

В некоторых моделях компрессоров отверстия для вилочных погрузчиков находятся в открытом доступе и всегда обозначены рисунками.

Нельзя перемещать компрессор с помощью крана без использования специальных «пауков» и приспособлений. Стропы могут помять корпус компрессора.

Если пренебречь этими простыми указаниями, можно повредить двери. Они перестанут плотно закрываться и это нарушит нормальную вентиляцию корпуса компрессора.

Как правило, в любой инструкции по эксплуатации компрессора указаны минимальные расстояния до стен помещения и другого оборудования. Эти требования должны быть обязательно соблюдены.

Подвод электропитания в щит управления компрессора необходимо производить в строгом соответствии с Инструкцией по эксплуатации. Также необходимо соблюдать требования «Правил устройства электроустановок» и «Правил технической эксплуатации установок потребителей».

Площадь сечения токопроводящих жил силового кабеля указана в инструкции по эксплуатации каждого компрессора. Там же указан номинал плавких вставок, которые необходимо установить во внешнем силовом электрощите.

Плавкие вставки во внешнем щите: 

Подключение кабеля к компрессору:

Силовой кабель желательно подвести к компрессору в лотке или трубе. Внутрь компрессора кабель должен быть пропущен через кабельный ввод.

Пример внешнего силового шкафа для подключения четырех компрессоров:

Ввод силового кабеля в компрессор:

Направление вращения вала электродвигателя винтового компрессора строго определено маркировкой. Даже кратковременное (несколько секунд) вращение в обратном направлении неизбежно приводит к поломке винтового блока.

Смена чередования фаз питающего напряжения может произойти, например, после ремонта в системах электроснабжения предприятия.

Поэтому компрессор необходимо защитить от таких ситуаций. Сделать это можно с помощью специального реле, блокирующего работу компрессора.

Примерно в 95% винтовых компрессоров защита от чередования фаз не входит в комплект поставки компрессора. Об установке дополнительной защиты приходится заботиться самостоятельно. 

Обычно мы устанавливаем защитный цифровой вольтметр. Он запрещает работу компрессора в следующих ситуациях:

• нарушение порядка чередования фаз
• пропадание одной или нескольких фаз
• выход величины питающего напряжения за установленные пределы
• выход частоты питающего напряжения за установленные пределы

Защитный цифровой вольтметр:

Подключение винтового компрессора к существующей или создаваемой пневмосети имеет некоторые особенности. Разберем их подробнее.

Размер выходного патрубка компрессора указан в сопроводительной документации. Поэтому диаметр трубопровода рекомендуется выбирать в соответствии с этим размером.

Трубопровод меньшего сечения вызовет дополнительное падение давления по длине. Это потребует настройки системы управления компрессора на большее рабочее давление. В некоторых случаях может потребоваться даже приобретение более дорогого компрессора. Ведь от максимального рабочего давления компрессора зависит его стоимость.

Пример неудачного подключения (сужение):

При подключении нескольких компрессоров к единому коллектору не допускается «встречное» включение. Потоки сжатого воздуха от компрессоров должны быть направлены в одну сторону.

Правильное подключение нескольких компрессоров:

Неправильное подключение:

При работе винтового компрессора вибрации практически отсутствуют.

Но подключать компрессор к трубопроводу все же следует через компенсатор. Ведь он предназначен не только для поглощения вибраций.

Еще одна функция такой «гибкой вставки» — компенсация температурных деформаций трубопровода.

В принципе, можно подключить компрессор и таким образом:

В этом случае немедленных последствий не будет, однако возможны проблемы из-за остаточных вибраций компрессора.

Правильная организация охлаждения винтового компрессора и вентиляции помещения также играет очень важную роль при монтаже оборудования. Однако именно на этом этапе совершается максимальное количество ошибок.

Рассмотрим сначала компрессор с воздушным охлаждением. На фотографиях ниже наглядно показаны потоки воздуха, проходящие через корпус компрессора.

Внимание: в зависимости от производителя компрессора направление потоков может отличаться от изображения на фотографии выше. См. инструкцию по эксплуатации на ваш компрессор. 

Также в технической документации на компрессор должна содержаться информация по потоку охлаждающего воздуха в м³/мин. Выходящий из компрессора воздух уносит с собой в виде тепла почти всю мощность, потребляемую компрессором из электрической сети (около 90% от мощности установленного электродвигателя).

Именно эти данные следует принимать во внимание при проектировании системы вентиляции помещения компрессорной станции.

Производители компрессоров рекомендуют два типа организации системы вентиляции.

Отвод теплого воздуха от компрессора через вентиляционный короб:

Отвод теплого воздуха из помещения при помощи вентилятора:

В первом случае горячий воздух отводится из корпуса компрессора через вентиляционный короб. Поток воздуха создается внутренним вентилятором агрегата. Поперечное сечение короба должно соответствовать поперечному сечению отверстия выхода горячего воздуха из компрессора.

Следует обратить внимание на то, что эти данные приведены для короба длиной до 5 м с одним плавным изгибом и скоростью воздуха в нем 5 м/с. При другой конфигурации короба может потребоваться увеличение его сечения или установка дополнительных вентиляторов.

При размещении в помещении нескольких компрессоров на каждый из них устанавливается индивидуальный короб. Объединение коробов в единый коллектор не рекомендуется. В случае объединения возможно возникновение встречных потоков. Также возможен возврат горячего воздуха в помещение через корпус остановленного в данный момент компрессора.

Во втором случае внешний короб не используется.

Горячий воздух отводится из помещения при помощи внешнего вентилятора. При этом производительность вентилятора должна на 15 – 20% превышать суммарный поток охлаждающего воздуха, потребляемого всеми компрессорами в помещении.

В обоих случаях должен быть обеспечен приток в помещение наружного воздуха. Он может осуществляться через проем в стене или через клапан в оконной раме. Следует обязательно позаботиться, чтобы в помещение через проем не проникали пыль и мусор.

Температура в помещении компрессорной станции не должна выходить за указанные производителем пределы: + 1…+ 45°С. Поэтому в холодное время года необходимо обязательно позаботиться об отоплении.

В случае применения системы вентиляции с коробом можно установить в нем управляемый клапан. В холодное время часть горячего воздуха от компрессора через клапан возвращается в помещение. Это позволит температуре быстрее достичь комфортных условий в холодное время года.

Далее показаны примеры удачной и неудачной реализации систем вентиляции компрессорной станции.

В первом примере допущена грубейшая ошибка при проектировании.

В достаточно просторном отапливаемом помещении установлены четыре винтовых компрессора. Суммарная потребляемая мощность составляет около 200 кВт.

Монтаж вентиляции с ошибкой

Суммарное потребление охлаждающего воздуха – 360 м³/мин.

Приток воздуха реализован через трубу с решетками:

Приток воздуха — неправильное исполнение

Короба на компрессоры не установлены. Вытяжка выполнена в виде вентилятора:

Вытяжка — неправильное исполнение

Вытяжной вентилятор настолько мал, что не может обеспечить рекомендованную производительность (360 + 20% = 430 м³/мин).

Результат: 

Даже при двух работающих компрессорах температура в помещении превышает критическое значение. Компрессоры находятся на грани перегрева. Встроенные в компрессоры рефрижераторные осушители перегреваются и отключаются.

Решение проблемы:

Необходимо отказаться от вытяжного вентилятора и установить на каждый компрессор вентиляционный короб. Это обеспечит отвод всего горячего воздуха из помещения. Установка на короба дополнительных клапанов не требуется – помещение хорошо отапливается.

Следующий пример иллюстрирует удачную реализацию системы вентиляции. 

В неотапливаемом помещении установлены три винтовых компрессора. Суммарная потребляемая мощность составляет 150 кВт. Суммарное потребление охлаждающего воздуха – 240 м³/мин.

Приток организован через клапаны, установленные над дверным проемом. На каждом коробе имеются клапаны для возврата горячего воздуха внутрь помещения в холодное время года:

Клапан вентиляционный

Выброс горячего воздуха:

Клапаны приводятся в действие при помощи системы управления с термостатом. При снижении температуры в помещении ниже установленного значения часть горячего воздуха возвращается внутрь через открывшиеся клапаны.

После остановки оборудования в холодное время года температура снижается ниже допустимого уровня (помещение неотапливаемое). Перед повторным запуском компрессоров для быстрого нагрева используется тепловая пушка. Далее компрессоры «греют себя сами».

Результат:

Отсутствуют проблемы перегрева оборудования. Отсутствуют проблемы встречных потоков охлаждающего воздуха (индивидуальные короба). Температура в помещении поддерживается на комфортном уровне системой управления клапанами возврата горячего воздуха.

При размещении компрессоров в очень больших помещениях (цехах, машинных залах) можно обойтись без установки коробов и вытяжных вентиляторов.

Установка компрессоров в машинных залах

Но в этом случае остается актуальной проблема борьбы с пылью. При сильной запыленности можно применить модульную конструкцию с внешней системой фильтрации всасываемого воздуха.

Компрессоры с водяным охлаждением не требуют монтажа вентиляционных коробов. В корпусах таких агрегатов также установлены вентиляторы. Но они уносят в виде тепла всего 10% потребляемой компрессором электрической мощности. Остальная тепловая энергия удаляется с потоком охлаждающей жидкости.

В этом случае требуется соблюдение указаний инструкции по эксплуатации по параметрам системы охлаждения:

• максимальный поток охлаждающей жидкости через теплообменники компрессора;
• максимальное/минимальное давление охлаждающей жидкости на входе в компрессор;
• максимальная/минимальная температура охлаждающей жидкости на входе в компрессор;
• перепад давления охлаждающей жидкости между входом и выходом компрессора;
• перепад температуры охлаждающей жидкости между входом и выходом компрессора;
• допустимое содержание примесей в охлаждающей жидкости.

Упрощенная схема замкнутой системы жидкостного охлаждения показана на рисунке ниже:

Система жидкостного охлаждения

В качестве рабочей жидкости, как правило, используется раствор этиленгликоля. Жидкость перемещается по замкнутому контуру при помощи насоса. В теплообменниках компрессора она поглощает тепло от масла и сжатого воздуха. В охладителе это тепло отдается окружающей среде. Температура жидкости на выходе охладителя превышает окружающую на 5°С (типичное значение).

Компоненты охлаждающего контура управляются системой автоматического регулирования температуры.

Расчет системы жидкостного охлаждения – достаточно сложная задача. Ее расчет лучше доверить компаниям, специализирующимся на поставках теплообменного оборудования.

На этом все.

Если у вас возникла какие-то вопросы мы с радостью на них ответим.