کمپرسور هوای دو پیچ: راهنمای مقایسه عملی

کمپرسور هوای دو مارپیچ انتخاب مناسبی برای تجهیزاتی است که به هوای فشرده مداوم و با حجم بالا با حداقل ضربان نیاز دارند - اما به طور خودکار بهترین گزینه برای هر کاربرد نیست. در مقایسه با طرح‌های تک پیچ یا رفت و برگشتی، واحدهای پیچ دوقلو معمولاً خروجی نرم‌تر و ارتعاش کمتری ارائه می‌دهند، اما نیاز به ساخت روتور دقیق‌تر و نظم و انضباط تعمیر و نگهداری متفاوت دارند. انتخاب صحیح به معنای توزین چرخه وظیفه، الزامات کیفیت هوا و هزینه چرخه عمر است نه پیش‌فرض به هر نوع که بیشتر آشناست.

فشرده سازی دو پیچ چگونه کار می کند

A کمپرسور هوای دو مارپیچ از دو روتور مارپیچ مشبک - یکی نر، یکی ماده - استفاده می کند که در جهات مخالف در داخل یک محفظه با تحمل نزدیک می چرخند. با چرخش روتورها، هوا به داخل کشیده می‌شود، به تدریج در فضای جمع‌شونده بین لوب‌های روتور به دام می‌افتد و به طور پیوسته فشرده می‌شود که در طول روتور به سمت درگاه تخلیه حرکت می‌کند. از آنجایی که تراکم به‌جای ضربات مجزا به‌طور پیوسته اتفاق می‌افتد، فشار خروجی بسیار پایدارتر از طرح‌های مبتنی بر پیستون است، با ضربان فشار معمولاً کمتر از 2 درصد در مقایسه با ضربان قابل‌توجه در کمپرسورهای رفت و برگشتی.

این عمل پیوسته همچنین به همین دلیل است که واحدهای پیچ دوقلو تحت بار پایدار خنک تر می شوند. گرما به‌طور پیوسته تولید می‌شود و می‌توان آن را با سیستم‌های تزریق روغن یا خنک‌کننده‌ای که برای کارکرد ثابت طراحی شده‌اند، مدیریت کرد، به‌جای جهش‌های گرمای متناوب که معمولی کمپرسورهای پیستونی روشن و خاموش می‌شوند.

پیچ دوقلو در مقابل انواع تک پیچ و رفت و برگشتی

مقایسه یک کمپرسور هوای دو مارپیچ با دو طرح رایج دیگر، مشخص می‌کند که کجا واقعاً بهتر عمل می‌کند و کجا نه.

کمپرسورهای رفت و برگشتی در ابتدا ارزان تر هستند و برای نیازهای متناوب و کم حجم مانند کارگاه های کوچک مناسب هستند. اما برای تقاضای مستمر صنعتی، یک کمپرسور هوای دو مارپیچ معمولاً با دوبرابر کردن طول عمر یک واحد پیستونی بیشتر است، در حالی که آرام‌تر کار می‌کند و نیاز به تعمیرات مربوط به سوپاپ کمتری دارد، زیرا فاقد سوپاپ، پیستون یا اجزای میل لنگ است که فرسوده شوند. در مقابل طرح‌های تک پیچ، واحدهای دو پیچ معمولاً در بارهای جزئی راندمان بهتری ارائه می‌دهند، زیرا جفت روتور متعادل تنش مکانیکی را به طور یکنواخت‌تر توزیع می‌کند و در طول زمان سایش یاتاقان را کاهش می‌دهد.

بهره وری انرژی و عملکرد بخشی از بار

هزینه انرژی بر هزینه طول عمر هر کمپرسور هوا غالب است، که اغلب 70 تا 80٪ از کل هزینه مالکیت را در یک دوره 10 ساله تشکیل می دهد، و قیمت خرید تنها کسری کوچک را نشان می دهد. اینجاست که مهندسی خاص یک کمپرسور هوای دو مارپیچ بیشترین اهمیت را دارد.

• واحدهای پیچ دوقلو با سرعت ثابت با RPM ثابت کار کنید و برای مطابقت با تقاضا به چرخه بار/تخلیه تکیه کنید، که وقتی تقاضای هوا کمتر از ظرفیت کامل است، انرژی را هدر می دهد.
• واحدهای دو پیچ درایو با سرعت متغیر (VSD). سرعت روتور را برای مطابقت با تقاضای بلادرنگ تنظیم کنید، اغلب مصرف انرژی را 25 تا 35 درصد در مقایسه با مدل‌های سرعت ثابت در کاربردهایی با تقاضای هوای متغیر کاهش می‌دهد.
• طرح های پیچ دوقلو بدون روغن از بین بردن خطر انتقال روغن برای کاربردهای حساس مانند فرآوری مواد غذایی یا داروها، اگرچه معمولاً 20 تا 30 درصد بیشتر از معادل های تزریق شده با روغن هزینه دارند.

برای تأسیساتی که با بار متغیر در طول روز کار می‌کند - در تولیدی که تقاضای هوای فشرده در مراحل تولید خاص افزایش می‌یابد - معمول است - یک کمپرسور هوای دو مارپیچ VSD اغلب حق بیمه خود را در عرض 18 تا 30 ماه صرفاً از طریق کاهش مصرف برق بازپرداخت می‌کند.

الزامات تعمیر و نگهداری و نقاط خرابی رایج

کمپرسورهای دو مارپیچ نسبت به واحدهای رفت و برگشتی به تعمیر و نگهداری کمتری نیاز دارند، اما هنگام انجام سرویس، دقت بیشتری را می طلبند. فاصله‌های روتور با تلورانس‌هایی ساخته می‌شوند که اغلب برحسب میکرون اندازه‌گیری می‌شوند، بنابراین مونتاژ مجدد یا آلودگی نادرست در حین سرویس‌دهی می‌تواند باعث کاهش کارایی یا آسیب تماس روتور شود که سیستم‌های مبتنی بر پیستون به سادگی نسبت به آن حساس نیستند.

شایع ترین علت خرابی زودرس در کمپرسور هوای دو مارپیچ سایش روتور نیست بلکه تخریب یا آلودگی روغن است که باعث افزایش اصطکاک و گرما بین روتورها می شود. تأسیساتی که به تجزیه و تحلیل روغن برنامه‌ریزی‌شده پایبند هستند و نه فواصل تقویمی ثابت، علائم هشدار دهنده اولیه - افزایش میزان رطوبت یا سطح ذرات - را خیلی قبل از وقوع خرابی مشاهده می‌کنند.

اندازه یک کمپرسور دو اسکرو به تقاضای واقعی

بزرگ کردن یکی از گران ترین و رایج ترین اشتباهات هنگام تعیین کمپرسور هوای دو مارپیچ است. یک واحد بزرگ زمان بیشتری را صرف چرخه بین حالت‌های بار و تخلیه می‌کند، که باعث افزایش سایش دریچه‌های کنترل و اتلاف انرژی در حین کار بدون بار می‌شود، حتی اگر کمپرسور در این مدت هوای قابل استفاده تولید نمی‌کند.

یک رویکرد دقیق‌تر شامل ثبت تقاضای واقعی هوا در یک دوره تولید نماینده - به طور ایده‌آل یک تا دو هفته - است که اوج تقاضا، متوسط ​​تقاضا و میزان نوسان تقاضا را در بر می‌گیرد. تسهیلات با تقاضای نسبتاً مسطح و پیوسته به خوبی توسط یک واحد پیچ ​​دوقلو با سرعت ثابت با اندازه نزدیک به تقاضای متوسط ​​با یک واحد ثانویه کوچکتر برای پیک ها تامین می شود. تسهیلات با تقاضای بسیار متغیر بیشتر از یک واحد VSD بهره می برند که می تواند نوسانات را مستقیماً ردیابی کند و از ناکارآمدی روشن و خاموش کردن یک کمپرسور بزرگ با سرعت ثابت جلوگیری کند.

انتخاب بین تنظیمات هوا خنک و آب خنک

روش خنک کننده نقطه دیگری است که در آن گزینه های کمپرسور هوای دو مارپیچ بر اساس محیط تاسیسات به طور قابل توجهی واگرا می شوند. واحدهای خنک‌کننده هوا برای نصب ساده‌تر هستند، نیازی به زیرساخت‌های آبرسانی یا تخلیه ندارند و با اکثر تنظیمات صنعتی استاندارد مطابقت دارند. واحدهای خنک‌کننده با آب، در حالی که به لوله‌کشی اضافی و برج خنک‌کننده یا حلقه چیلر نیاز دارند، محیط‌های با دمای محیط بالا را به طور مؤثرتری مدیریت می‌کنند و تمایل دارند با دمای تخلیه پایدارتر در تأسیساتی که هوای محیط به طور منظم از 35 درجه سانتی‌گراد فراتر می‌رود، کار کنند.

برای تاسیساتی در آب و هوای گرم که کمپرسورها به طور مداوم کار می کنند، پیچیدگی نصب اضافی خنک کننده با آب اغلب با عملکرد ثابت تر و کاهش تنش حرارتی بر یاتاقان های روتور در طول زمان توجیه می شود، در مقایسه با یک واحد خنک کننده با هوا که برای دفع گرما در هوای محیط از قبل گرم است.