Промышленное оборудование потребляет тысячи киловатт электроэнергии в год. Затраты производственных компаний на питание компрессорных установок составляют в среднем 25-30% от общих расходов. Максимум электричества потребляют мощные агрегаты, эксплуатируемые на производственных предприятиях, строительных площадках, на горнодобывающих и горно-обогатительных комбинатах. Параллельно с этим снижается КПД пневмоустановок из-за износа агрегатов, утечек воздуха в местах соединений трубопроводов, неверной настройки электронных блоков управления. Однако инженеры выработали комплекс мер, позволяющих повысить производительность воздушных компрессоров.
VSD. Плавный пуск воздушного компрессора
Во время запуска агрегата детали поршневой системы пневмоустановки должны быстро преодолеть силы трения компрессорных колец о стенки цилиндров, вкладышей о шейки коленчатого вала. При этом давление в пневматической магистрали резко возрастет и также будет препятствовать повышению частоты вращения вала компрессора. Это вызовет значительные нагрузки на электросеть, так как двигателю будет сложно вращать маховик пневмоустановки.
Облегчение старта компрессора значительно снизит пусковые токи и увеличит ресурс электромотора. Технология VSD широко применяется на современных агрегатах для обеспечения плавного старта компрессора. Пусковой ток пневмоагрегатов с плавным запуском почти на 30% меньше, чем у аппаратов с обычным пуском. Устройства с VSD-технологией позволяют экономить до 30-35% в связи с уменьшением расхода электроэнергии и компрессорного масла. При этом плавный старт уменьшает нагрузки и на механическую часть: подшипники, втулки, вал ротора.
Пуск компрессора с частичным включением обмоток
Метод применяется на поршневых установках большой мощности. Существует три варианта частичного подключения обмоток:
- «звезда-треугольник» – во время запуска компрессора электромотор стартует при подключенных обмотках по схеме «звезда», через 3-4 с схема автоматически изменяется на «треугольник». Такой режим часто применяют для трехфазных двигателей мощностью от 5,5 кВт. Вариант «звезда-треугольник» позволяет уменьшить пусковой ток почти в 3 раза по сравнению с обычным стартом;
- «звезда-треугольник» с плавным переключением – в момент перехода на схему «треугольник» допускается небольшой скачок пускового тока;
- старт с байпасом – применяется для винтовых компрессоров. Байпас – элемент системы управления производительностью. В момент старта управляющий золотник находится в положении минимальной нагрузки, компрессор стартует на 10-20% от предельно возможной скорости. Байпасная линия находится между двумя режимами: всасывания и нагнетания. Открывается она с помощью клапана во время старта электромотора.
Преимущества плавного запуска: снижается нагрузка на электросеть, можно использовать силовые кабели с жилами меньшего диаметра, не допускаются обратные удары и перегрузки в пневмосистеме.
Глубокое дросселирование
Глубоким дросселированием называют такой режим работы компрессора, когда дроссельная заслонка и задвижка нагнетания находятся в закрытом состоянии, при этом помпажный клапан должен быть открыт. В момент старта компрессорной установки воздушный поток идет через зазоры дроссельной заслонки, а когда в рабочую камеру поступает минимум воздуха (помпажа еще нет), то нагрузка на пневмоустановку уменьшается по сравнению с обычным режимом работы агрегата.
Плюсы глубокого дросселирования:
- обеспечивает легкий старт компрессора;
- снижает нагрузки на рабочие колеса;
- уменьшает потери электроэнергии, затрачиваемые на старт и остановку агрегата;
- экономия электричества (в режиме холостого хода) – до 55-60%;
- уменьшается расход антифриза – при наличии системы водяного охлаждения.
Как повысить экономичность компрессоров с двигателями внутреннего сгорания
Воздушный компрессор с дизельным двигателем не потребляет электроэнергию, но нуждается в заправке топливом. Расход солярки значительно влияет на экономичность компрессорной установки. Как увеличить эффективность работы пневмостанций с ДВС:
- применение качественного топлива – использование некачественных сортов солярки не только увеличивает ее расход, но и уменьшает срок службы топливной системы, что вызовет дополнительные расходы на ремонт;
- своевременное проведение ТО – замена фильтров, масла следует производить с рекомендованной производителем периодичностью, в противном случае увеличится расход топлива, уменьшится тяга двигателя;
- модернизация выхлопной системы – увеличение диаметра трубопроводов ускорит вывод отработанных газов, уменьшит сопротивление, которое испытывают поршни во время работы.
Оптимизация пневматического контура
При монтаже компрессора к их выходным штуцерам подключают трубопроводы или шланги, через которые сжатый воздух поступает к потребителям. Чтобы максимально снизить потери в системе, нужно обеспечить герметичность соединений, для этого нужно:
- использовать шланги и трубы без повреждений – даже небольшие отверстия в них вызовут утечки воздуха, снижение давления в системе;
- тщательно уплотнять резьбовые соединения – при монтаже следует использовать герметик, ленту фум или сантехнический лен;
- регулярно проверять краны и клапаны на герметичность – неисправные детали заменять.
Повышение эффективности компрессорных станций – это комплекс мер, включающий оптимизацию механической и электрической части, модернизацию оборудования, своевременное обслуживание агрегатов. Важно обеспечить выполнение работ профессионалами, вмешательство в работу пневмооборудования без надлежащего опыта может привести к выходу его из строя.