Как установить воздушный компрессор: поршень и направляющая винта

Как установить воздушный компрессор: прямой ответ

Установка воздушный компрессор правильно требует последовательного выполнения пяти основных задач: выбор и подготовка места установки , подключение выделенного и правильно рассчитанного электропитания, сборку и подключение системы трубопроводов сжатого воздуха, настройку устройств безопасности и управления, а также выполнение контролируемого ввода в эксплуатацию. Пропуск или поспешность любого из этих шагов является основной причиной преждевременного выхода из строя компрессора, аннулирования гарантий и, что наиболее важно, инцидентов, связанных с безопасностью на рабочем месте. Независимо от того, устанавливаете ли вы поршневой (поршневой) воздушный компрессор или поворотный винтовой воздушный компрессор Основная последовательность установки одинакова, хотя конкретные требования для каждого типа существенно различаются с точки зрения вентиляции, виброизоляции, смазки и потребления электроэнергии.

В этом руководстве подробно описаны оба типа компрессоров с указанием конкретных размеров, электрических параметров и характеристик трубопроводов, взятых из стандартов установки производителя и передовой отраслевой практики.

Прежде чем начать установку, определите тип вашего компрессора.

Требования к установке поршневого воздушного компрессора и винтового воздушного компрессора настолько различаются, что путаница между ними во время планирования приводит к дорогостоящим ошибкам. Понимание фундаментальных различий заранее определяет решения по проектированию вашего участка, электрооборудования, вентиляции и трубопроводов.

Характеристики поршневого воздушного компрессора

Поршневой (поршневой) воздушный компрессор использует один или несколько поршней, приводимых в движение коленчатым валом, для сжатия воздуха в цилиндрах. Он действует на рабочий цикл - обычно 60–75% для одноступенчатых и 50–60% для двухступенчатых моделей. — это означает, что он работает часть каждого часа и отдыхает оставшуюся часть, чтобы предотвратить перегрев. Основные последствия установки:

• Создает значительную вибрацию из-за возвратно-поступательного движения — требуются резиновые антивибрационные опоры и тщательная конструкция трубных соединений.
• Производит более высокий уровень шума: обычно 75–90 дБ(А) на расстоянии 1 метр для промышленных моделей
• Требуется встроенный или отдельный ресивер для хранения сжатого воздуха и сглаживания колебаний давления.
• В ресивере образуется значительное количество конденсата из-за циклических изменений температуры — необходимы автоматические дренажные клапаны.
• Более низкая стоимость покупки; лучше подходит для приложений с прерывистым спросом

Характеристики винтового воздушного компрессора

В ротационно-винтовом воздушном компрессоре используются два взаимосвязанных винтовых ротора для непрерывного сжатия воздуха. Он предназначен для 100% непрерывная работа и является предпочтительным выбором для промышленных объектов, где постоянная потребность в сжатом воздухе превышает 4–6 часов в день . Основные последствия установки:

• Во время работы выделяется значительное количество тепла — винтовой компрессор мощностью 75 кВт рассеивается примерно 68–70 кВт в виде тепла в окружающий воздух, требуя специальных систем вентиляции или рекуперации тепла.
• Меньшая вибрация, чем у поршневых компрессоров — по-прежнему рекомендуются стандартные антивибрационные опоры, но гибкие трубные соединители менее критичны.
• Низкий уровень шума в современных звукопоглощающих корпусах: обычно 62–75 дБ(А) на 1 метре
• Для удаления конденсата требуется водомасляный сепаратор — конденсат винтового компрессора содержит компрессорное масло и в большинстве юрисдикций не может быть слит непосредственно в канализацию.
• Более высокая стоимость покупки; более низкие затраты энергии на единицу сжатого воздуха при устойчивом высоком использовании

Шаг 1 — Выбор и подготовка места

Место установки является наиболее важным решением при установке компрессора. Неподходящее место приводит к перегреву, чрезмерному распространению шума, ускоренному износу и проблемам с доступом для обслуживания, которые сохраняются на протяжении всего срока службы машины.

Требования к полу и конструкции

Воздушные компрессоры должны быть установлены на ровном бетонном полу, способном выдержать рабочий вес машины. А Винтовой компрессор мощностью 75 кВт со встроенным осушителем обычно весит 1200–1800 кг ; Если есть какие-либо сомнения, убедитесь, что номинальная нагрузка на пол (обычно указанная в кН/м²) проверена инженером-строителем. Пол должен быть ровным с точностью до ±2 мм на метр — неровный компрессор вызывает неравномерное распределение масла в винтовых агрегатах и ускоренный износ подшипников поршневых агрегатов. Для поршневых компрессоров мощностью выше 15 кВт необходимо использовать специальное инерционное основание (бетонную подушку) Толщина 150–200 мм для поглощения вибрации рекомендуется выдвигать со всех сторон не менее чем на 300 мм за пределы площади основания машины.

Свободные расстояния для доступа к обслуживанию и вентиляции

Большинство производителей компрессоров указывают минимальные зазоры в своих руководствах по установке. В качестве общего отраслевого руководства:

• Передняя и боковые стороны (панели сервисного доступа): Минимум 1000 мм (1 метр) — достаточно для замены фильтров, масла и проверки ремня без перестановки машины
• Сзади (выпуск охлаждающего воздуха для винтовых компрессоров): Минимум 1500 мм — или выведено непосредственно наружу, чтобы предотвратить рециркуляцию горячего нагнетаемого воздуха.
• Над агрегатом: Минимум 1000 мм для обслуживания на высоте и доступа к подъему
• Между несколькими компрессорами: Минимум 1500–2000 мм для предотвращения теплового взаимодействия между агрегатами

Требования к температуре окружающей среды и вентиляции

Большинство воздушных компрессоров рассчитаны на температуру окружающей среды От 5°C до 40°C (от 41°F до 104°F) . Эксплуатация при температуре окружающей среды выше 40°C приводит к отключению из-за перегрева, ускорению деградации масла в винтовых компрессорах и сокращению срока службы двигателя. Расход воздуха при вентиляции должен рассчитываться с учетом теплоотвода агрегата. Для винтовой компрессор мощностью 37 кВт за счет отвода примерно 34 кВт тепла требуемый вентиляционный расход воздуха при повышении температуры на 10°C составит:

Q (м³/с) = Отвод тепла (кВт) ÷ (1,2 × Cp × ΔT) = 34 ÷ (1,2 × 1,005 × 10) ≈ 2,8 м³/с (≈ 10 080 м³/час)

Этот воздушный поток должен обеспечиваться либо естественной вентиляцией через большие жалюзийные отверстия, либо механическими вентиляторами с воздуховодами. Никогда не устанавливайте компрессор в герметичном или плохо вентилируемом помещении, не рассчитав и не обеспечив достаточную вентиляцию — это наиболее часто нарушаемое требование при установке и основная причина тепловых отключений и преждевременного выхода компрессора из строя.

Качество всасываемого воздуха

Расположите компрессор там, где всасываемый воздух чистый, прохладный и сухой. Избегайте мест рядом:

• Покрасочные камеры или хранилища растворителей — пары растворителей в всасываемом воздухе представляют опасность возгорания и загрязняют сжатый воздух.
• Зоны сварки — металлическая пыль и дым ускоряют износ клапанов и цилиндров поршневых компрессоров.
• Точки выпуска пара или выхлопных газов — повышенная влажность резко увеличивает объем конденсата и скорость коррозии.
• Загрузка доков или открытых площадок без фильтрации — загрузка пыли сокращает срок службы впускного фильтра и попадает в камеру сжатия.

Шаг 2 — Электрическое подключение: выбор размеров и безопасность

Электрический монтаж воздушных компрессоров должен выполняться лицензированным электриком в соответствии с местными электротехническими нормами (NEC в США, IEC 60364 в Европе, АS/NZS 3000 в Австралии). Неправильный электрический монтаж может привести к пожару и немедленно аннулирует гарантию на компрессор.

Определение электрических требований

Перед заказом кабеля и защитных устройств необходимо определить три критических электрических параметра:

• Ток полной нагрузки (FLC): Находится на паспортной табличке двигателя. А Компрессорный двигатель мощностью 15 кВт (20 л.с.) при трехфазном напряжении 400 В. рисует примерно 28–30 А ФЛК .
• Пусковой ток (пусковой): Стартовые розыгрыши в прямом режиме (DOL) 6–8× СЛК при запуске. Двигатель DOL мощностью 15 кВт потребляет до 210 А в течение 3–8 секунд во время запуска. Пускатели звезда-треугольник уменьшают это значение примерно до 2–3× СЛК ; Частотно-регулируемые приводы (ЧРП) ограничивают пусковой ток до 1,0–1,5× СЛЦ .
• Напряжение питания и фаза: Компрессоры выше 2,2 кВт (3 л.с.) практически всегда трехфазные. Убедитесь, что доступное напряжение питания соответствует паспортной табличке двигателя — работа двигателя на 380 В от источника питания 415 В постоянно снижает срок службы изоляции.

Выбор размеров кабеля и защитного устройства

Поперечное сечение кабеля должно быть рассчитано как по номинальному току, так и по падению напряжения по длине кабеля. Как правило, падение напряжения на распределительном щите до компрессора не должно превышать 3% напряжения питания (12 В в системе 400 В). При длине, превышающей 30 метров, увеличьте сечение кабеля на один размер проводника сверх требуемого минимального номинального тока. Устройства защиты необходимо выбирать по пусковым характеристикам двигателя:

• Автоматический выключатель: Используйте автоматический выключатель, рассчитанный на двигатель (тип D или защита двигателя), рассчитанный на 125–150% ФЛК выдерживать пусковые броски без нежелательных отключений
• Реле перегрузки двигателя: Установить в 100–115% ФЛК — обеспечивает тепловую защиту от длительной перегрузки, позволяя проходить кратковременным пусковым пикам
• Разъединитель или запираемый разъединитель: A обязательное требование безопасности — должен быть установлен в пределах видимости компрессора и зафиксирован в положении ВЫКЛ для обеспечения безопасного обслуживания.

Заземление и соединение

Корпус компрессора, корпус двигателя и все металлические трубопроводы сжатого воздуха, подключенные к агрегату, должны быть соединены с системой заземления объекта. Используйте выделенный Размер заземляющего проводника оборудования должен составлять не менее 50 % поперечного сечения фазного провода. (согласно таблице NEC 250.122). Плохое заземление представляет собой опасность поражения электрическим током и способствует возникновению статических разрядов, что особенно опасно при покраске и нанесении покрытий.

Шаг 3 — Виброизоляция и антивибрационный монтаж

Вибрация, передаваемая от поршневого компрессора на конструкцию здания, приводит к усилению шума, усталостному растрескиванию жестких соединений труб, ослаблению креплений и преждевременному износу самого компрессора. Надлежащая виброизоляция не является обязательной.

Антивибрационные опоры для поршневых компрессоров

Установите антивибрационные резиновые опоры (также называемые виброизоляторами или опорами для подушек) под каждой опорой компрессора. Выбирайте крепления, рассчитанные на рабочий вес компрессора, деленный на количество точек крепления, с собственная частота 3–8 Гц — значительно ниже рабочей частоты компрессора, обычно составляющей 24–30 Гц (для машин со скоростью 1450–1800 об/мин). Чрезмерно жесткие крепления (слишком высокая собственная частота) не обеспечивают никакой изоляции. Для Двухступенчатый поршневой компрессор массой 250 кг на четырех точках крепления. , каждое крепление выдерживает примерно 62,5 кг — выбирайте крепления, рассчитанные на 60–70 кг, с соответствующими характеристиками прогиба.

Гибкие соединители труб

Никогда не подключайте жесткую стальную или медную трубу непосредственно к выходному отверстию поршневого компрессора. Вибрация, передаваемая через жесткое соединение, утомляет трубу в первой фиксированной точке опоры, вызывая трещины и протечки в течение нескольких месяцев. Установите гибкий соединитель шланга или гибкий соединитель с металлической оплеткой на выходе из компрессора — минимум Длина 300–500 мм для поршневых компрессоров предпочтительно изменение направления на 90° для максимального поглощения вибрации. Гибкий соединитель должен быть рассчитан на максимальное рабочее давление и температуру системы.

Шаг 4 — Установка системы трубопроводов сжатого воздуха

Система распределения сжатого воздуха, подключенная к компрессору, так же важна, как и сам компрессор. Плохо спроектированная система трубопроводов приводит к чрезмерному падению давления (снижающему эффективное рабочее давление в инструментах), накоплению конденсата (вызывающему коррозию и загрязнение пневматического оборудования) и утечкам, которые вынуждают компрессор работать дольше и интенсивнее, чем необходимо.

Выбор материала трубы

• Алюминиевые трубопроводные системы (например, Transair, Prevost): Современный предпочтительный выбор для большинства промышленных установок. Легкие, не подверженные коррозии, герметичные вставные или резьбовые соединения, полностью реконфигурируемые. Подходит для давления до 13–16 бар в зависимости от системы. Более высокая первоначальная стоимость, чем у стали, но меньшие затраты на рабочую силу при установке и отсутствие долгосрочного обслуживания, связанного с коррозией.
• Оцинкованная стальная труба: Традиционный выбор, высокое давление (до 50 бар), широко доступен. Подвержены внутренней коррозии и образованию накипи с течением времени — частицы ржавчины загрязняют пневматические инструменты и приборы. Резьбовые соединения требуют резьбового герметика (лента из ПТФЭ или трубной смазки) и периодической повторной затяжки.
• Медная труба: Отличная коррозионная стойкость, гладкое внутреннее отверстие сводит к минимуму падение давления. Требуется пайка или запрессовка фитингов — для установки требуются более высокие навыки. Избегайте прямого контакта меди и алюминия (гальваническая коррозия) без диэлектрической арматуры.
• Труба из ПВХ или стандартная пластиковая труба: НЕ подходит для сжатого воздуха. ПВХ разрушается под давлением и разрушается под воздействием компрессорного масла — это запрещено OSHA и большинством стандартов промышленной безопасности для работы со сжатым воздухом. Используйте только трубы, специально предназначенные и маркированные для работы со сжатым воздухом.

Выбор размера трубы для минимизации падения давления

Главный коллектор от компрессора/ресивера к распределительному кольцу должен иметь такой размер, чтобы ограничить падение давления до не более 0,1 бар (1,5 фунта на квадратный дюйм) во всей распределительной системе при максимальном расходе. В качестве практического руководства по выбору размера в зависимости от расхода и длины трубы:

Расположение трубопроводов и управление конденсатом

Установите все трубопроводы распределения сжатого воздуха с минимальный уклон 1:100 (10 мм на метр) по направлению воздушного потока, направляя конденсат в нижние точки, где установлены автоматические дренажные клапаны. Возьмите все ответвления из верхняя часть основного заголовка — никогда снизу — во избежание попадания конденсата на инструменты и оборудование. Установите блок влагоотделителя и фильтр-регулятор-лубрикатор (ФРЛ) в каждой основной точке использования.

Шаг 5. Соответствие устройств безопасности и системы давления

В большинстве юрисдикций системы сжатого воздуха классифицируются как сосуды под давлением и системы под давлением, при условии соблюдения обязательных требований безопасности. Несоблюдение влечет за собой штрафы, аннулирование страховки и — в случае инцидента — уголовную ответственность.

Клапан сброса давления

Каждый компрессор и ресиверный бак должны иметь Клапан сброса давления (PRV), установленный не более чем на 110 % от максимально допустимого рабочего давления (MAWP) системы. PRV должен быть установлен в напорной линии без какого-либо запорного клапана между PRV и источником давления — он должен всегда быть в работоспособном состоянии. Предохранительные клапаны необходимо проверять ежегодно и заменять, если после тестирования они не встанут на место аккуратно.

Манометры и автоматическое управление

• Установите манометр на выходе ресивера, который виден с панели управления компрессором. Диапазон измерения должен быть 1,5–2× рабочее давление для точного считывания в нормальном рабочем диапазоне.
• Установите реле давления компрессора или электронный контроллер в положение включение при давлении ниже 0,5 бар и отключение при максимальном номинальном рабочем давлении. Слишком узкий перепад давления вызывает короткие циклы, которые повреждают двигатели и компоненты компрессора.
• Установите отключение при высокой температуре датчик на винтовых компрессорах — в большинстве современных агрегатов он встроен, но убедитесь, что он подключен и откалиброван для отключения при достижении предела, указанного производителем (обычно Температура масла 105–115°C ).

Проверка и регистрация приемного резервуара

Резервуары воздухоприемника представляют собой сосуды под давлением, подлежащие периодическим проверкам. В ЕС это подпадает под действие Директивы об оборудовании, работающем под давлением (PED 2014/68/EU); в США в соответствии с разделом VIII ASME и требованиями местной юрисдикции; в Австралии под AS 3788. Новый резервуар-приемник должен иметь письменная схема экзамена устанавливается перед первым использованием, а интервалы проверки обычно каждые 2 года для внешнего осмотра и каждые 4 года для внутреннего осмотра в большинстве юрисдикций. Ведите журнал проверок на компрессоре или рядом с ним.

Шаг 6 — Предпусковые проверки и первый ввод в эксплуатацию

При вводе в эксплуатацию обнаруживаются ошибки установки, часто разрушительные, если их не обнаружить заранее. Систематический контрольный список перед запуском предотвращает повреждение новой машины.

Контрольный список перед запуском поршневых воздушных компрессоров

1. Убедитесь, что уровень масла в картере находится на правильном уровне по смотровому стеклу — никогда не запускайте поршневой компрессор без масла . Используйте марку масла, указанную в руководстве (обычно компрессорное масло без моющих присадок SAE 30 или SAE 40).
2. Проверьте затяжку всех болтов и креплений — на новых машинах вибрация при транспортировке ослабляет крепления.
3. Убедитесь, что натяжение ремня правильное (если ременный привод): отклонение 10–15 мм на 300 мм пролета ремня типично умеренное давление пальца.
4. Убедитесь, что разгрузочный клапан работает — это позволяет компрессору запуститься под давлением холостого хода, снижая пусковой крутящий момент.
5. Полностью откройте сливной клапан ресивера — запустите компрессор с открытым сливом, чтобы удалить остатки влаги из резервуара, прежде чем закрывать слив, как только давление повысится.
6. Запустите двигатель (на мгновение подайте питание) и обратите внимание на направление вращения по стрелке на маховике или вентиляторе охлаждения — неправильное направление вращения немедленно приводит к выходу из строя компрессора . Если это не так, поменяйте местами любые два из трёх фазных проводов питания.
7. Работать без нагрузки в течение 5–10 минут , отслеживая ненормальный шум, вибрацию или перегрев, прежде чем допускать повышение давления.

Контрольный список перед запуском винтовых воздушных компрессоров

1. Проверьте уровень компрессорного масла по смотровому стеклу бака маслоотделителя — залейте рекомендованное производителем синтетическое компрессорное масло, если оно ниже минимальной отметки. Типичный винтовой компрессор мощностью 37 кВт требуется примерно 12–16 литров масла .
2. Убедитесь, что пути впуска и выпуска охлаждающего воздуха свободны — даже временное препятствие во время запуска может привести к отключению из-за перегрева.
3. Убедитесь, что все электрические соединения затянуты и на панели управления нет кодов неисправностей.
4. Убедитесь, что клапан минимального давления (обычно установленный на 4–4,5 бар ) установлен и работоспособен — это поддерживает минимальное давление циркуляции масла при запуске и изменении нагрузки.
5. Прежде чем запускать компрессор с полной нагрузкой, проверьте направление вращения двигателя, используя метод быстрого запуска.
6. Запустите компрессор в ненагруженном режиме и дайте ему поработать некоторое время. 3–5 минут для циркуляции масла и прогрева перед загрузкой.
7. Контролируйте температуру масла, температуру нагнетания и давление в системе во время первого запуска под нагрузкой — все должно стабилизироваться в пределах спецификаций производителя в течение 10–15 минут .

После установки: оборудование для очистки воздуха, которое следует добавить

Правильно установленный компрессор подает воздух под давлением, но не обязательно. чистый, сухой, обезжиренный воздух подходит для чувствительных применений. Следующее оборудование для очистки воздуха следует рассматривать как часть полной установки, а не как дополнительные аксессуары.

• Хладагентный осушитель воздуха: Охлаждает сжатый воздух до точки росы под давлением, обычно 3°С , конденсируя и удаляя большую часть водяного пара. Незаменим для любого применения, где влага может повредить пневматические инструменты, инструменты или вызвать коррозию в распределительной системе. Устанавливайте сразу после доохладителя и ресивера.
• Сажевый фильтр (коалесцирующий фильтр): Удаляет аэрозоли и частицы компрессорного масла вплоть до 0,01 микрон — требуется для окраски, пищевой, фармацевтической и электронной промышленности. Установите после осушителя.
• Фильтр с активированным углем: Удаляет пары масла и запах — требуется при контакте сжатого воздуха с пищевыми продуктами, напитками или воздухом для дыхания. Устанавливается на последнем этапе после коалесцирующего фильтра.
• Автоматические сливные клапаны: Установите на ресивер, доохладитель, осушитель и каждую чашу фильтра. Сливы по требованию с таймером или с нулевыми потерями предотвращают накопление конденсата без потери сжатого воздуха за счет ручного слива. В ресивере без автоматического слива накапливается жидкая вода, которая ускоряет внутреннюю коррозию и загрязняет воздух после него.
• Водомасляный сепаратор: Обязательно для утилизации конденсата винтовых компрессоров. Отделяет компрессорное масло от конденсата, обеспечивая содержание масла менее 20 частей на миллион — порог, необходимый для законного сброса стоков в большинстве юрисдикций. Сброс конденсата без водомасляного сепаратора является экологическим нарушением в большинстве стран.

Распространенные ошибки при установке и как их избежать

Следующие ошибки наиболее часто наблюдаются как в поршневых, так и в винтовых компрессорах, и каждую из них можно легко предотвратить:

• Занижение мощности электропитания: Использование существующих цепей, не предназначенных для компрессора, приводит к нежелательным отключениям, провалам напряжения, которые вредят двигателю, и риску возгорания из-за перегрузки проводников. Всегда устанавливайте выделенную цепь, рассчитанную на минимум 125% от FLC .
• Установка в закрытом или невентилируемом помещении: Компрессорное помещение нагревается, в результате чего температура окружающей среды поднимается выше 40°C, что приводит к отключению из-за перегрева в течение нескольких часов после первого запуска. Перед установкой всегда рассчитывайте и обеспечивайте достаточный приток вентиляционного воздуха.
• Подключение жесткой трубы непосредственно к выходу компрессора: Особенно в поршневых компрессорах первое соединение труб трескается в течение нескольких недель. Всегда устанавливайте гибкий соединитель на выходе компрессора в качестве первого компонента трубопровода.
• Не удалось проверить направление вращения перед полным запуском: Запуск компрессора в обратном направлении, даже кратковременный, приводит к разрушению масляного насоса в винтовых компрессорах и изгибу шатунов в поршневых компрессорах. Всегда запускайте с удара и сначала проверяйте направление вращения.
• Использование распределительной трубы меньшего размера: Падение давления на трубе меньшего диаметра заставляет компрессор работать при более высоком давлении отключения для компенсации, что увеличивает потребление энергии и износ. Подберите главный коллектор таким образом, чтобы падение давления <0,1 бар при максимальном расходе.
• Исключение автоматических сливных клапанов: Ручной дренаж обычно игнорируется в повседневной работе. Накопление воды в ресивере ускоряет коррозию, вызывает гидравлический удар и загрязняет пневматические инструменты — автоматический слив — недорогое средство предотвращения дорогостоящей проблемы.