С техничеcкoй cтoрoны кoнкуренция на рынке кoмпреccoрoв не утихает, как и прежде. Для завoевания интереcа пoтребителей к винтoвым агрегатам их прoизвoдители в пoлнoй мере иcпoльзoвали арcенал ocнoвных преимущеcтв cвoей техники перед аналoгами c поршневой cхемой: воздушное охлаждение, экономичноcть в экcплуатации, компактноcть и малый веc, надежноcть и проcтота в управлении. Казалоcь бы, аргументы иcчерпаны. Но конкуренция разгорелась уже между самими поборниками «винта», и пошел парад усовершенствований. Впрочем, рынок от этого только выигрывает.
Главную битву за потребителя винтовая схема, можно сказать, уже выиграла. Об этом свидетельствует и тот факт, что ее начали активно осваивать даже наши апологеты компрессоростроения, которые раньше под предлогом борьбы за отечественное старались в упор не видеть нового. И вот теперь агрегаты серии ВК, к примеру, выпускают Бежецкий завод «Автоспецоборудование», машиностроительный завод «Арсенал», читинский «Машзавод». Правда, из трех перечисленных предприятий только сибирское комплектует технику на конвейере винтовыми блоками исключительно собственного производства (это к слову о патриотизме). Арсенальцы же обходятся таковыми частично, в остальном отдавая предпочтение комплектующим от GD-GARDEN DENVER (Финляндия). У заводчан из Бежецка свои поставщики – немецкие фирмы ROTORCOMP и GHH-RAND. И все же, как бы там ни было, лед тронулся.
Но, поскольку мы запрыгнули (и то не без посторонней помощи) уже в последний вагон уходящего поезда, ждать от «вновь прибывших пассажиров» каких-то дельных предложений по улучшению движения пока не приходится. Винтовая схема компрессии, как новинка в реальном промышленном воплощении, пришла к нам с запада, там она сейчас и всячески усовершенствуется. Нам остается отслеживать тенденции.
Производительность плюс бесшумность
Компания Atlas Copco запустила в производство уже третье поколение малогабаритных компрессоров серии GX 7-11. Новые агрегаты обладают производительностью от 12,3 до 27,8 л/cек, что на 5,7% выше, чем у компрессоров предыдущего поколения. Инновационный корпус серии GX 7-11 «гасит» уровень шума на 2 дБА для всех версий, в результате при замерах он составляет всего 65–68 дБА – почти на уровне бытового кондиционера. Это позволяет устанавливать компрессоры непосредственно рядом с местом работы оператора.
Все модели снабжены встроенным осушителем и фильтром, а также новым контроллером Elektronikon 001. Последний дает возможность оптимизировать управление компрессором в зависимости от различного объема подачи воздуха, повышая энергоэффективность и надежность агрегата. Его показатели предоставляют гораздо больше информации о состоянии оборудования, что обеспечивает несомненное удобство в эксплуатации и техническом обслуживании.
Новую серию можно по праву отнести к глобальным разработкам. Достаточно сказать, что компрессоры производятся в вариантах для шести различных уровней напряжения, могут быть оснащены как однофазными, так и трехфазными электродвигателями.
Эконом-класс
На доступность техники для потребителя явно решил сделать ставку европейский концерн ABAC Group, имеющий сегодня восемь заводов по всему миру и производящий более 5 200 компрессоров в день. Как вам при таком размахе забота о покупательском кошельке?
Так вот АВАС недавно добавил новый модельный ряд в линейке бюджетных, то есть доступных по цене агрегатов. Они получили название SPINN и представляют собой усовершенствованную конфигурацию ZENITH в корпусе от модельного ряда GENESIS, имеющего наболее надежную звукоизоляцию (уровень шума – 65 дБ).
Компрессоры рассчитаны на автоматический режим работы и оснащены новой панелью управления CHECK CONTROL. Это эволюционный шаг от ZENITH, самого простого из всех модельных винтовых агрегатов ABAC. Панель управления, контролируя основные функции компрессора, предоставляет информацию, необходимую для его правильной эксплуатации: аварийный останов, холостой ход/нагрузка, останов по заданному времени. На ней установлены защита двигателя от перегрева, датчик высокой температуры воздуха/масла, манометр, таймер, индикатор напряжения, датчик направления вращения/реле фаз.
Напряжение питания для агрегатов SPINN – 380В, мощность привода – 7,5 кВт. Давление MAX – 10 бар.
Управляемость и энергосбережение
Еще один производитель с мировым именем – Ingersoll Rand. Компания известна тем, что одной из первых (а ряд экспертов утверждает, что вообще первая, но мы здесь в спор вступать не будем) выпустила рынок винтовой компрессор с частотным регулированием. Вполне могла и первой, потому что вы только полюбуйтесь, что они в целях повышения управляемости агрегата делают. Прямо-таки технические завидки берут. Соединив стандартный частотный преобразователь с двигателем на постоянных магнитах Hybrid Permanent Magnet® (HPM®), компания сумела добиться весьма впечатляющих результатов. А способствовал тому ряд факторов.
Прежде всего, серийные контактно-охлаждаемые компрессоры Nirvana от этой фирмы (одноступенчатые и двухступенчатые) имеют гораздо меньше вращающихся деталей, чем любой другой воздушный компрессор такого же класса. В двигателе HPM® нет подшипников, что, в свою очередь, повышает его надежность до непревзойденного уровня. К тому же он подсоединен к компрессору напрямую – нет ни шкивов, ни ремней, ни муфты, ни шестерней, ни уплотнений, которые бы изнашивались, давали утечку или нуждались в своевременной замене. Целостная конструкция, меньшее количество деталей и соединений позволяют минимизировать количество неисправностей, а следовательно, и сбоев в работе агрегата.
Эксклюзивный привод с изменяемой скоростью вращения (VSD) позволяет компрессору прекрасно себя чувствовать в самых разных рабочих режимах, при этом КПД остается неизменно высоким. Для сравнения: обычный компрессор с постоянной скоростью вращения может производить очень высокие колебания давления в системе, из-за которых значительно уменьшается отдача, если компрессор работает за пределами своего оптимального диапазона. А частотный преобразователь помогает поддерживать постоянное давление и максимальный КПД на всех рабочих режимах в диапазоне от 100% до 25% производительности агрегата. Что же касается энергосбережения, то оно обеспечивается еще и вот за счет чего.
При запуске обычного воздушного компрессора происходит резкий скачок потребления энергии: оно может повыситься до 800% даже по сравнению с работой на полную мощность. Привод HPM® компрессора Nirvana ограничивает этот скачок до 100%, благодаря чему агрегат может выключаться и включаться неограниченное количество раз в течение часа без сколь-нибудь существенного скачка напряжения.
Опять же в отличие от агрегатов, оснащенных системой управления «Загрузка/Разгрузка», компрессора Nirvana не сбрасывает давление воздуха, а всего лишь снижает скорость и производительность до оптимальной. Когда нагрузка отсутствует, он просто отключается.
Благодаря сенсорному управлению контроллер Intellisys™ обеспечивает быстрый и надежный доступ к системе производства сжатого воздуха. Это образец простого и удобного в использовании устройства.
Контроллер обеспечивает быструю диагностику основных характеристик системы, выводя данные на удобный для считывания информации ЖК-дисплей. При опасном превышении значений рабочих параметров он в случае необходимости выдаст предупредительное сообщение и/или выключит компрессор, а также предоставит доступ к архиву неисправностей.
Вместо смазки… вода
В некоторых производственных процессах сжатый воздух должен быть абсолютно свободным от масляных примесей. Но даже использование фильтров на маслозаполненных компрессорах не гарантирует, что система будет защищена от загрязнения в случае высокой нагрузки. Только полный отказ от масла в качестве уплотнителя и агрегатной смазки может обеспечить 100%-ю чистоту сжатого воздуха.
Собственно, этот принцип был соблюден как нельзя лучше уже на самых первых винтовых компрессорах, так называемых агрегатах с сухим сжатием, где винт имел симметричный профиль. Для синхронизации вращающихся навстречу друг другу роторов здесь используется внешняя зубчатая передача. А так как роторы не соприкасаются ни друг с другом, ни с корпусом компрессора, в камере сжатия отдельной смазки не требуется. Поэтому масло абсолютно отсутствует и в сжатом воздухе.
Все бы хорошо, да как раз из-за недостаточной внутренней плотности «винтари»-пионеры отличались еще и очень низкой отдачей. Признаем, что сизифов это труд – гнать воздух, который все время стремится обратно. Не потому ли наши отечественные разработчики компрессорной техники очень долго считали подобный способ нагнетания бесперспективным?
Однако, внедрение высокоскоростных винтовых компрессоров с асимметричными профилями винта существенно продвинуло такого рода технику вперед. Новый профиль винта, благодаря сокращению внутренних утечек, позволил весомо увеличить КПД. Степень повышения давления варьируется разностью температур на впуске и выпуске. Изготовление роторов и корпусов происходит с высокой точностью, что сокращает отток воздуха со стороны нагнетания в сторону всасывания. Но подчеркнем – только сокращает, а не полностью исключает. Именно поэтому для достижения более высоких параметров безмасляные винтовые компрессоры с воздушным охлаждением зачастую производятся с несколькими ступенями сжатия.
Иное дело – винтовые агрегаты с нагнетанием жидкости, которая в них служит как для охлаждения и смазки компрессорного элемента, так и для сокращения обратной утечки воздуха в сторону воздухозабора. Такие машины могут производиться уже со значительной степенью увеличения давления, и следовательно для давлений до 13 бар обычно достаточно одной ступени сжатия. Малые обратные утечки в элементе означают также, что эффективно работают даже относительно небольшие компрессоры.
В настоящее время в качестве нагнетаемой жидкости в «винтарях» чаще всего используется опять-таки масло из-за его хороших смазочных свойств. «Выходит, от чего ушли, к тому и пришли?», – спросят представители производств, на которых требуется исключительная чистота сжатого воздуха. Но не стоит спешить с выводами.
Технология WIS – использует воду, а не масло для обеспечения смазывания и охлаждения элементов винтовой пары. Такая технология имеет ряд преимуществ: сжатый воздух не загрязнен маслом, конденсат не нуждается в дополнительной переработке, нет необходимости в дополнительной фильтрации выходящего воздуха, устраняя связанные с этим снижения давления, дополнительные эксплуатационные расходы и потребление энергии.
Компрессоры линейки WIS, в частности, выпускает компания Ceccato (Чеккато, Италия) со своей запатентованной водной технологией впрыска. Агрегаты соответствуют самому строгому стандарту для классов чистоты (ISO 8573-1, класс 0). Но при этом по техническим параметрам они ничуть не уступают другим компрессорам.
Новый дожимной ВК
Российская компания BARRENS, активно сотрудничающая с немецкими производителями компрессоров, вывела на отечественный рынок новый бустер с частотным регулированием Renner Kompressoren. Он используются как вторая ступень в составе компрессорной установки для повышения давления нагнетания с 5,5–15 до 20–45 атм.
Частотный преобразователь автоматически меняет скорость вращения электродвигателя и обеспечивает потребителя сжатым воздухом в необходимых объемах, но без избытка, что позволяет экономить до трети электроэнергии. Новый дожимной компрессор подтверждает это правило – демонстрирует высокую производительность (до 11 м3/мин) при низком энергопотреблении. Его прочная и компактная конструкция рассчитана на срок эксплуатации не менее 10 лет.
Агрегат снабжен автоматической системой управления и безопасности с дисплеем, встроенным маслоотделителем, звезда-треугольник стартером. Устанавливается без фундамента, занимая площадь менее 2,5 м2. Однако главное преимущество Renner Kompressoren, как нетрудно догадаться, – это винтовой модуль.
Стоимость винтового бустера значительно меньше, чем поршневых дожимных машин. А обслуживать его не сложнее, чем обычный винтовой компрессор. Сервис сводится к регулярной замене масла, картридж-сепаратора, масляного и воздушного фильтров. По мнению экспертов компании Rotor Comp (Германия) винтовые компрессоры среднего давления вытеснят из этой ниши поршневые агрегаты так же, как это произошло в области компрессоров низкого давления.
Владимир Баранов
