Почему винтовые компрессоры являются одним из лучших решений для промышленного снабжения воздухом?

Воздушные компрессоры, работающие постоянно на производственных предприятиях

Те фабрики, которые работают непрерывно и требуют постоянной подачи воздуха в свои системы для бесперебойного функционирования производственных процессов, должны быть оснащены винтовыми компрессорами. Роторная конструкция обеспечивает непрерывный поток воздуха и стабильную подачу сжатого воздуха, предотвращая перегрев. Поршневые компрессоры нуждаются в перерывах в работе и охлаждении, тогда как винтовые компрессоры работают безостановочно — днём и ночью, в течение длительных циклов эксплуатации, в том числе по выходным дням. Такой режим работы подтверждён на практике в автомобильной и фармацевтической отраслях, где остановка производства влечёт за собой колоссальные убытки: согласно исследованию Института Понемона (2023 г.), стоимость простоев производства составляет 740 000 долларов США в час. Их конструкция способствует снижению вибрации и износа компонентов; благодаря встроенным системам сигнализации о необходимости технического обслуживания частые ремонты и неисправности исключаются. Время наработки оборудования — это период, в течение которого компрессор остаётся в рабочем состоянии и обеспечивает подачу сжатого воздуха во весь производственный процесс. В определённый момент в ряде промышленных предприятий такие машины вышли за рамки простого инструмента и стали неотъемлемой частью процесса упрощения эксплуатации.

Надежность подтвердилась в среднем на уровне 20–30 лет при незначительных незапланированных простоях.

Винтовые компрессоры в среднем служат около 20–30 лет до необходимости проведения капитального ремонта. Это обусловлено их прочной конструкцией, надёжной системой циркуляции масла и регулярным техническим обслуживанием. Установлено, что у винтовых компрессоров на 40 % меньше подвижных частей по сравнению с устаревшими поршневыми компрессорами. При плановых сервисных проверках (проводимых примерно каждые 8000 моточасов) техники не разбирают весь агрегат, а выполняют лишь замену фильтров, долив смазочного материала и проверку натяжения ремней. Многие заводские отчёты подтверждают это. Непредвиденные отказы в среднем составляют менее 1 % в год во всех отраслях промышленности. Более современные и износостойкие роторы, интеллектуальные системы мониторинга и дистанционное зондирование, которые оповещают операторов о начале возникновения неисправностей, позволили значительно снизить уровень сложности, ранее вызывавший серьёзные затруднения. Многие предприятия сообщают, что в среднем им удаётся избежать высоких расходов на ремонт и получить двадцатилетний срок службы оборудования.

Экономия затрат за счет умного управления и энергоэффективности с использованием винтовых компрессоров

Соответствие нагрузки с помощью привода с регулируемой частотой вращения (VSD)

Винтовые компрессоры теперь могут оснащаться технологией регулируемого привода (VSD), которая изменяет скорость двигателя в зависимости от потребности и, таким образом, обеспечивает наиболее эффективное управление требуемым расходом воздуха. В то же время традиционные компрессоры с фиксированной скоростью вращения работают по циклу «включение–выключение» и расходуют значительное количество энергии при работе ниже номинальной мощности. Технология VSD снижает потери энергии на избыточный выброс сжатого воздуха и устраняет раздражающие скачки давления. Большинство устаревших компрессоров теряют энергию из-за колебаний спроса на 20–40 %. Технология VSD снижает — а зачастую и полностью устраняет — необходимость частого циклического включения/выключения компрессоров или увеличения их размера для поддержания заданного давления. В результате применения технологии VSD снижается энергопотребление, увеличивается срок службы компонентов компрессора, а также уменьшается нагрузка на эти компоненты. Главное преимущество технологии VSD заключается в возможности обеспечить более высокий уровень устойчивости при колеблющемся спросе в условиях периодического и сезонного производства.

Винтовые и поршневые компрессоры: реальные промышленные данные показывают среднюю экономию энергии на 35 %

Полевые данные показывают, что винтовые компрессоры обеспечивают среднюю экономию энергии на 35 % по сравнению с поршневыми компрессорами. Этому способствуют три основные причины:

1. Непрерывное вращательное движение: это означает отсутствие энергетических всплесков, характерных для возвратно-поступательного движения.

2. Благодаря передовым технологиям уплотнения потери на трение снижаются на 15 % и более. То же относится к утечкам воздуха и внутренним зазорам.

3. Винтовые компрессоры выделяют меньше тепла и эффективнее управляют тепловыми нагрузками. Это также обеспечивает более высокую эффективность при повышенных нагрузках.

После модернизации предприятия пищевой переработки и автомобильной промышленности сокращают расходы на энергию на 30–40 %. Именно интеграция винтовых компрессоров с современными стратегиями управления позволяет достичь энергосберегающего проектирования и управления, а также обеспечить устойчивое развитие. Это означает снижение затрат на энергию и достижение целей в области устойчивого развития.

Низкая совокупная стоимость владения: техническое обслуживание, срок службы и эффективность конструкции
Потенциал прибыли для маслозаполненных и безмасляных винтовых компрессоров

При использовании винтовых компрессоров первоначальная стоимость оборудования менее важна, чем то, насколько хорошо оно спроектировано для конкретного применения в течение всего срока службы машины, особенно с учётом требований к качеству сжатого воздуха. Маслозаполненные установки кажутся дешевле при покупке, однако у них имеется ряд регулярных эксплуатационных расходов, которые могут быть значительными: например, периодическая замена масла и замена дорогостоящих коалесцентных фильтров. Кроме того, при попадании масла в систему могут возникнуть затраты на дорогостоящую очистку. С другой стороны, безмасляные установки полностью исключают все расходы и проблемы, связанные с использованием масла. Интервалы технического обслуживания также можно увеличить при использовании безмасляных установок — обычно до половины или одной трети от интервалов, требуемых для маслозаполненных моделей, несмотря на более высокую первоначальную стоимость приобретения такого оборудования. Многие заказчики считают такое соотношение затрат и выгод выгодным.

Для большинства отраслей винтовые компрессоры без масла обеспечивают более выгодную экономическую эффективность, особенно в тех отраслях, где требуется качество сжатого воздуха класса 0 по стандарту ISO 8573-1. Винтовые компрессоры без масла обеспечивают качество воздуха, предотвращающее загрязнение продукции. Согласно недавнему исследованию Института Понемона, средние затраты компании при возникновении загрязнения продукции составляют около 740 тыс. долларов США, не считая стоимости компрессора без масла. Кроме того, не требуется дополнительных расходов на модернизацию систем фильтрации, поскольку компрессоры без масла не нуждаются в масле. Для процессов, где чистота воздуха имеет меньшее значение, компрессоры с масляным затоплением по-прежнему остаются жизнеспособным вариантом для большинства отраслей. Интервалы технического обслуживания компрессоров с масляным затоплением гибкие и, как правило, укладываются в рамки операционного бюджета.

Постоянная и стабильная подача сжатого воздуха для чувствительных промышленных применений

Стабильное давление и расход воздуха для процессов, требующих высокой точности (ЧПУ, автоматизация, упаковка)

Винтовые компрессоры обеспечивают поток сжатого воздуха, который значительно более плавный и стабильный по сравнению с поршневыми компрессорами, то есть имеют меньшую вариацию давления — это критически важно для многих применений в станках с ЧПУ, роботизированной автоматизации и высокоскоростной упаковке. Если давление воздуха, подаваемого в технологический процесс, слишком высокое или слишком низкое, могут возникнуть такие проблемы, как неточное измерение деталей, некорректная сборка компонентов или полный отказ пневмоуплотнений. Пневматические клапаны должны управляться при строго заданном давлении, лазеры требуют стабильного воздушного потока для резки, а вакуумные условия должны поддерживаться на протяжении всего производственного процесса. Остановка производства на предприятии обходится чрезвычайно дорого: согласно исследованию надёжности воздушных компрессоров в автомобильном производстве, опубликованному в журнале IMPO в 2023 году, автопроизводители могут нести убытки до 50 000 долларов США за каждый час простоя.

Безмасляные винтовые компрессоры класса 0 для пищевой промышленности, фармацевтики, электроники и других отраслей

Для обеспечения чистоты воздуха на уровне 0,01 мг/м³ отрасли, в которых недопустимо наличие какого-либо углеводородного загрязнения, полагаются на маслобезмасляные винтовые компрессоры, сертифицированные по классу 0. На этом уровне исключается риск роста микроорганизмов на таблетках с покрытием, дефектных паяных соединений в электронных сборках, а также появления постороннего привкуса в пищевых и напитковых продуктах. Что касается фильтрации частиц размером до 0,01 мкм, то их воздух на 99,99 % чище воздуха, получаемого от смазываемых компрессоров. В пересмотренном в 2023 г. техническом отчёте ISO TR 8573-9 указано, что их воздух на 99,99 % чище воздуха, получаемого от смазываемых компрессоров. Эти компрессоры также соответствуют требованиям FDA 21 CFR Часть 11 и Приложения 1 к директиве ЕС о надлежащей производственной практике (GMP), поэтому разумные компании из различных отраслей всё чаще переходят на их использование. Кроме того, им потребуется реже обновлять фильтрационное оборудование, поскольку поддержание более низкого уровня фильтрации обходится дешевле, чем его замена.

Часто задаваемые вопросы  

Какова выгода использования винтового компрессора по сравнению с поршневым компрессором?

Преимущество винтовых компрессоров заключается в возможности их применения в непрерывном режиме в критически важных производственных процессах. Это обусловлено тем, что винтовые компрессоры обеспечивают плавный и непрерывный поток воздуха без риска перегрева или потери мощности.

Сколько лет работают винтовые компрессоры до возникновения неисправностей?

Работоспособность винтового компрессора, как правило, сохраняется в течение 20–30 лет. Это объясняется высококачественной конструкцией, наличием эффективных систем распределения масла, а также регулярным и грамотным техническим обслуживанием.

В чём преимущество использования технологии регулируемого привода (VSD) в винтовых компрессорах?

Наличие технологии VSD означает, что винтовой компрессор способен работать с максимальной эффективностью. Это достигается за счёт того, что компрессор адаптирует свою производительность под текущие потребности, исключая избыточное потребление энергии и скачки давления, а также минимизируя износ деталей.

Почему промышленные предприятия выбирают безмасляные винтовые компрессоры вместо маслозаполненных?

В отраслях, таких как электроника, пищевая промышленность и фармацевтика, где чистота воздуха имеет первостепенное значение, а затраты на техническое обслуживание, связанные с маслом, и загрязнение продукта маслом вызывают озабоченность, предприятия предпочитают использовать безмасляные винтовые компрессоры вместо маслозаполненных.