 |
Все существующие на данный момент компрессорные машины по принципу преобразования энергии можно разделить на газодинамические (динамические- центробежные, осевые, вихревые) и объемные. Объемные компрессорные машины, к которым относятся винтовые компрессоры, обладают общими характеристиками.
Основные характеристики (особенности) винтовых компрессорных машин
1. Прямо пропорциональная зависимость между теоретической объемной производительностью и скоростью движения исполнительного механизма, в частности частотой вращения главного ведущего ротора. Чем выше скорость вращения, тем у одного и того же винтового блока выше производительность, при этом выше перетечки, соответственно ниже кпд.
2. Независимое друг от друга изменение основных параметров компрессора- давления и производительности. Увеличение скорости вращения ротора винтового блока винтового компрессора увеличивает производительность, но не меняет при этом давление нагнетания. Давление нагнетание регулируется геометрией проточной части винтового блока.
Винтовые компрессоры имеют ряд существенных преимуществ перед другими типами компрессорных машин.
По сравнению с поршневыми компрессорами: высокая надежность и долговечность в связи с отсутствием рабочих клапанов и деталей, совершающих возвратно-поступательное движение, равномерность подачи нагнетаемого (сжимаемого) газа, что исключает необходимость в газосборниках (воздухосборниках, ресиверах) большой емкости, значительно меньшая удельная металлоемкость и габариты установки (соответственно капитальные затраты) (это справедливо в определенных диапазонах производительности/давления), полная уравновешенность роторов и, как следствие, отсутствие необходимости в тяжелых фундаментах, воздушное охлаждение как стандартное исполнение для маслозаполненных либо водозаполненных винтовых компрессоров, простой сервис, значительно увеличенные интервалы для замены деталей рабочего (сжимающего) элемента.
По сравнению с центробежными: отсутствие помпажных зон, возможность изменения производительности с помощью изменения скорости вращения ротора при сохранении либо незначительном ухудшении кпд, незначительное изменение производительности и кпд машины в широких пределах изменения степени повышения давления, надежность работы на запыленных конденсирующихся и полимеризирующихся газах без ухудшения характеристики компрессора, возможность сжатия газа с большим содержанием жидкой фазы.
По сравнению с роторно-пластинчатыми: простота конструкции сжимающего элемента, меньшее количество клапанов, выше надежность при работе на обедненной смазке, более высокие значения кпд в широком диапазоне изменения параметров компрессора, соответственно существенно большее распространение получили винтовые компрессоры так как имеют больший диапазон применения по производительности и давлению.
Кроме перечисленных важными преимуществами современных винтовых компрессорных машин по сравнению с другими типами компрессоров являются простота конструкции и сервиса, высокая технологичность. Отмеченные преимущества определили широкое применение винтовых машин в различных отраслях промышленности для сжатия различных газов. Современный уровень развития компрессоростроения, технический уровень винтовых компрессоров позволяет им успешно конкурировать с компрессорами других типов. Винтовые компрессоры плотно заняли нишу машин для сжатия воздуха для давлений до 15 бар (и) и производительностей до 50 м3/мин, для сжатия современных фреонов (R404, R407, R134, R410) в диапазоне средних хладопроизводительностей, природного газа для небольших либо средних показателей производительности и давлений.
 |
Типовые конструкции
Различают несколько типов винтовых компрессоров.
1. Компрессоры сухого сжатия, которые сжимают и подают газ, не загрязненный маслом. Винтовые компрессоры сухого сжатия от винтовых маслозаполненных компрессоров отличается наличием торцевых уплотнений большего количества/размера, по конструкции похожи с уплотнениями, которые применяются в центробежных компрессорах (лабиринтные), наличием синхронизирующих вращение двух роторов (винтов) шестерен, меньшей степенью сжатия (нет масляных уплотнений, нет впрыска охлаждающей жидкости (СОЖ, масло, вода)). Соответственно, чтобы сжать воздух до 10 бар (и) нам необходимо 2 ступени, 2 винтовых блока. Также сухие винтовые компрессоры в сравнении с масло(водо)заполненными имеют более низкий кпд. Основная их область применения- пищевая промышленность, технологический сжатый воздух, больницы, химические производства.
2. Маслозаполненные компрессоры, в полость сжатия которых подается в больших количествах масло. Масло охлаждает сжимаемый газ, основные термодиниамические параметры процесса сжатия при этом ведут себя по изотермической модели. Масло уплотняет зазоры в проточной части, увеличивает кпд, смазывает подшипники. Маслозаполенные компрессоры для сжатия фреонов, воздуха, природного газа получили наибольшее распространение и применение в промышленности в сравнении с сухими безмасляными компрессорами за счет более низкой цены, более высокого кпд, воздушного охлаждения и тд.
3. Еще можно подразделять винтовые компрессоры на одно- и двувинтовые, по типу использованого материала- чугунные винты/роторы, стальные, бронзовые, керамические.