Срок эксплуатации спиральных компрессоров (5 видео)

Срок службы компрессора напрямую зависит от правильности эксплуатации оборудования, а также от своевременности проведения технического обслуживания. Однако все компрессорные установки обладают некоторым техническим ресурсом, иными словами компрессор должен отработать до полного износа деталей не меньше срока, установленного производителем. Под полным или абсолютным износом элементов подразумевается такая ситуация, при которой проведение ремонта не является целесообразным и выгоднее приобрести новое оборудование.

Долговечность компрессорной техники зависит от нескольких факторов, в том числе от соблюдения основных правил эксплуатации. В том случае, если установки работают в ненадлежащих условиях, это приводит к значительному снижению технического ресурса, а значит, рекомендуется следовать указаниям производителя, изложенным в инструкции.

Стоит отметить, что средний срок службы у каждого типа компрессора несколько отличается. Например, коаксиальные поршневые модели работают в среднем 2–3 года, а приборы поршневого типа с ременным приводом способны проработать до 4–5 лет. Если говорить о винтовых установках, то их срок эксплуатации может достигать 10–12 лет.

На срок компрессорного оборудования оказывают влияние и различные факторы, среди которых принято выделять:

Температуру окружающей среды. Большая часть моделей рассчитана на эксплуатацию в диапазоне от +5 до +45 градусов. Более низкие температуры приводят к повышению вязкости компрессорного масла, что влечет за собой повышение нагрузки на установку. В свою очередь высокие температуры является причиной разжижения масла, приводящих к износу рабочих поверхностей.
Чистоту помещения и воздуха, поступающего в компрессор. При работе в пыльном и грязном помещении устройство быстрее засоряется, что приводит к ускоренному износу.
Скачки в электросети, а также пропадание или перекос фаз крайне негативно сказываются на состоянии компрессора и могут стать причиной существенного снижения его срока службы.

Содержание

Ресурс воздушного компрессора
Что влияет на срок службы компрессора?
Почему поршневой и винтовой компрессоры имеют разные сроки службы?
Как продлить срок службы компрессора?
Ресурс и срок службы компрессорного оборудования
Что такое ресурс?
Техническая эксплуатация спиральных компрессоров холодильных установок
Заключение
📹 Видео

Видео:Спиральный компрессор - устройство, принцип работыСкачать

Ресурс воздушного компрессора

Промышленные предприятия, а также частные пользователи много лет используют для преобразования электрической энергии в сжатый воздух компрессоры поршневые. Однако, не так давно на рынке специализированного оборудования появились более сложные и технически продвинутые винтовые компрессоры.

Разница между этими типами устройств состоит в:

принципе работы механизма;
стоимости агрегатов;
характеристиках шума, вибрации, а также других аспектах.

Зачастую производители компрессоров винтового типа заявляют, что ресурс его работы значительно превышает показатели поршневого компрессора. В этой статье мы рассмотрим вопросы, связанные со сроком службы обоих типов устройств.

Видео:Два вида спиральных компрессоровСкачать

Что влияет на срок службы компрессора?

К основным факторам, влияющим на продолжительность работы агрегатов стоит отнести следующие особенности.

Температура воздуха. В связи с тем, что в компрессорах для смазки подвижных частей используется масло, его характеристики могут оказывать значительное влияние на срок службы агрегата. Например, если температура в помещении где используется устройство снижается до +5 градусов Цельсия, то масло внутри компрессора становится слишком густым. Такое состояние смазки приводит к проблемам при старте электродвигателя. В то же время, если температура воздуха поднимется выше +45 градусов Цельсия, масло становится слишком жидким и не обеспечивает должной защиты подвижных деталей. Таким образом возникает чрезмерный износ механизмов. Как видим, влияние температуры окружающей среды может снизить срок службы оборудования.
Параметры электросети. Не секрет, что для любого оборудования или электрического прибора критическое значение имеет соответствие характеристик электросети требованиям электропитания устройства. Пневматическое оборудование также не является исключением. Скачки напряжения, его понижение или перекос фаз могут вызвать поломку как винтового, так и поршневого компрессора.
Техническое обслуживание. Любое промышленное оборудование нуждается в своевременном и грамотном техническом обслуживании. Если игнорировать тот факт, что пневматическое оборудование должно регулярно проходить проверку, при которой устраняются какие-либо мелкие неисправности, то срок службы любого из этих типов агрегатов может значительно сократиться.

Кроме этого, важно помнить, что решающую роль в продолжительности эксплуатации компрессора играет правильный выбор агрегата. При покупке устройства необходимо точно знать, для каких целей оно будет использоваться и каким параметрам эксплуатации должно соответствовать.

Видео:Принцип работы спиральных компрессоровСкачать

Почему поршневой и винтовой компрессоры имеют разные сроки службы?

Основная причина разницы в длительности эксплуатации этих типов устройств состоит в принципе действия каждого из них. Традиционный и более старый поршневой тип обеспечивает подачу сжатого воздуха благодаря движению поршня по цилиндру, размещённых внутри корпуса агрегата. В движение он приводится кривошипно-шатунным механизмом с коленчатым валом. Такая конструкция отличается своей простотой и невысокой стоимостью деталей. Однако, за счёт возвратно-поступательного движения поршня компрессор испытывает серьёзные ударные и вибрационные нагрузки. Кроме этого, при его работе создаётся высокий уровень шума. Все эти факторы и являются причиной меньшего срока службы агрегата.

Отличием винтового компрессора является то, что нагнетание воздуха происходит при помощи винтовой пары роторов. Сжатие происходит при помощи масла, после чего воздух отделяется в специальном отсеке и подаётся потребителю. Такая конструкция отличается более сложным исполнением, однако, она не производит шум или вибрацию, а также не требует специальных решений для установки. Именно поэтому срок службы такого агрегата отличается более длительным периодом.

Специалисты утверждают, что в среднем срок эксплуатации первого типа устройств равен 2-3 годам, в то время как второй тип оборудования может служить 10-12 лет.

Видео:Холод спиральный компрессор Copeland ZR, вскрытие и постановка диагнозаСкачать

Как продлить срок службы компрессора?

Чтобы максимально долго использовать пневматическое оборудование, прежде всего стоит определить для каких целей оно будет использоваться. Например, если не учитывать характеристики производительности и мощности, а также габариты устройства и другие показатели, узнайте нужен ли вам агрегат, обеспечивающий постоянную подачу сжатого воздуха, или требуется устройство работающее кратковременно с перерывами. В первом случае вам подойдёт винтовой компрессор, в то время как для второго варианта предпочтительнее выбрать поршневой. Также придерживайтесь простых правил:

Ознакомьтесь с инструкцией по монтажу агрегата и следуйте им при установке.
Позаботьтесь об обеспечении оборудования качественным электропитанием.
Эксплуатируйте устройство в оптимальном температурном режиме.
Вовремя проводите техническое обслуживание.

Читайте также: Автомобильные компрессоры для грузовиков

Если у вас остались вопросы, позвоните в компанию «StarKraft» по телефону +7(495)544-51-39 или напишите письмо на наш адрес электронной почты info@starkraft.ru.

При соблюдении правил эксплуатации и обслуживания компрессор работает в течение всего срока, заявленного производителем. У каждой конкретной разновидности оборудования свой рабочий ресурс. Так, винтовые установки служат до 10-12 лет.

Видео:Спиральный компрессор: устройство и принцип работы.Скачать

Ресурс и срок службы компрессорного оборудования

Компрессор – агрегат, предназначенный для производства сжатого воздуха. По принципу работы — это насос, только вместо воды он качает воздух. Компрессор служит для преобразования энергии электрической в энергию сжатого воздуха. Переход электроэнергии в пневмотическую даёт высокий качественный уровень безопасности и экономичности в использовании.

Компрессорное оборудование можно поделить, условно, на три типа: бытовое, полупрофессиональное и профессиональное оборудование. В состав компрессора, как правило, входит ресивер.

Ресивер воздушный предназначается главным образом для уменьшения колебаний давления, вызываемых пульсирующей подачей воздуха, а также держит запас сжатого воздуха во время краткосрочного отключения оборудования.

Но, несмотря на качество компрессора, любое оборудование подвержено износу и имеет свой ресурс. Во избежание преждевременного выхода из строя необходимо своевременно проводить технический осмотр данного агрегата и выполнять ряд работ для предотвращения поломок.

Видео:СПИРАЛЬНЫЙ КОМПРЕССОРСкачать

Что такое ресурс?

В первую очередь стоит понять, что такое ресурс? В технической литературе это слово означает случайную величину, при достижении которой дальнейшая работа с оборудование нежелательна в связи с возникновение опасности для человека или снижением эффективности на производстве. «Случайная величина» берётся из расчёта многих окружающих факторов: температуры окружающей среды, чистоты воздуха и помещения, состояния электросети, качества обслуживания и, конечно, от выбора компрессора.

Чистота компрессора и помещения во многом влияют на состояние агрегата. На чистом оборудовании легче выявить видимые неисправности: утечка газа, течь. Но чистота воздуха является главным залогом долгой службы пневмооборудования.

Также большинство неисправностей возникают в связи с неисправностью электросети. И в-первую очередь – это пониженное питающее напряжение и его скачки в сети или перекос фаз. Во избежание проблем с электросетью необходимо периодически производить контрольные замеры величины тока и напряжения.

Температура окружающей среды, для эффективной и безопасной работы (самого агрегата), должна соответствовать грани от +5 до +45 °С. При температуре ниже +5, может возникнуть процесс загустевания масла компрессора, что приведёт к проблемам в запуске оборудования. Если же температура будет превышать +45 °С, то это вызовет разжижения масла, и трение между деталями увеличится, что в конечном итоге усилит износ.

Своевременность технического обслуживания в пояснении не нуждается, это обязательная процедура для поддержания компрессорного оборудования в работоспособном состоянии.

И последний фактор – самый главный и значимый – компрессор должен быть выбран правильно, с учётом объёма планируемых работ и энергозатрат.

Но также необходимо и правильно следить за процессом работы, контролировать его. Например, если агрегат работает в течение всего дня почти без остановки, то это явный признак ненормальной работы. Причинами такой работы могут являться: проблемы с самим компрессором, несоответствие между производительностью и реальным потреблением воздуха, утечки в системе сжатого воздуха.

Совершенно недопустима эксплуатация компрессорного оборудования, если при его работе слышны посторонние механические звуки (гул, свист).

Как показывает практика, в нормальных условия компрессор поршневого типа в среднем рассчитан на срок службы от 2-3 лет. Винтовой же тип может обеспечить выработку в 30 000-40 000 рабочих часов (10-12 лет).

Видео:Как работает спиральный компрессорСкачать

Техническая эксплуатация спиральных компрессоров холодильных установок

Как показывает практика, спиральные компрессоры иногда преждевременно выходят из строя, поэтому существует необходимость рассмотреть основные неисправности и способы их предотвращения.

Производством таких агрегатов в настоящее время занимаются многие предприятия, и конструктивно они отличаются незначительно. В статье рассмотрены примеры в основном компрессоров компании Copeland.

Качество монтажа холодильной установки, как правило, проявляется в начальный период ее эксплуатации. При этом, чтобы в дальнейшем обеспечить бесперебойную работу холодильного агрегата, необходимо произвести следующие процедуры: настройку главной защиты компрессора — по высокому и низкому давлению, дополнительную защиту — по температуре нагнетания и температуре масла, контроль и регулировку перегрева терморегулирующего вентиля, дозаправку системы хладагентом и маслом.

Внешние диагностические признаки отказов спиральных компрессоров в процессе эксплуатации следующие: невозможность запуска по причине выхода из строя встроенного электродвигателя, отсутствие или недостаточная производительность из-за заклинивания компрессора, вращение может сопровождаться металлическими звуками и стуками.

Первый вид отказов происходит при перегорании обмоток электродвигателя по нескольким причинам: нарушение электропитания (отсутствие одной фазы или перекос фаз, выход из строя магнитных пускателей), некорректная работа защитных устройств компрессора (датчика температуры нагнетания, тепловой и токовой защиты, реле контроля фаз, блока управления температурным режимом), перегрев обмоток электродвигателя во время пусков и/или работы в аварийных режимах.

Второй вид отказа спирального компрессора вызван механическими поломками его деталей, которые, как правило, являются следствием нарушения правил эксплуатации агрегата обслуживающим персоналом.

Как известно, основные детали спирального компрессора — подвижная и неподвижная спирали; обе спирали геометрически одинаковы (рис. 1). Подвижная спираль совершает плоскопараллельное или орбитальное движение внутри неподвижной спирали. Специальная противоповоротная муфта (муфта Ольдгейма) препятствует вращению спиралей вокруг своей оси, обеспечивая минимальный зазор боковых поверхностей спиралей.

Рис. 1. Рабочие органы спиральных компрессоров: а, б – подвижная и неподвижная спирали; в – противоповоротная муфта

Читайте также: Топ компрессоров для мастерской

Хладагент, захватываемый порциями из периферии спиралей, движется к центру и сжимается, достигая максимального давления в центре при смыкании спиралей, после чего выталкивается через отверстие в неподвижной спирали (рис. 2) [2].

Рис. 2. Области давлений в межспиральном пространстве компрессора

В конструкции предусмотрено плавающее уплотнение, которое при работе поднято и отсекает область высокого давления (камеру) от камеры низкого давления: происходят всасывание и нагнетание (рис. 3) [3].

Рис. 3. Конструкция плавающего уплотнения и движение хладагента в положении «Установившийся режим»

Вал спирального компрессора должен вращаться только в одном направлении. Обратное его вращение во время остановки компрессора вызывает металлический звук и стук. Другие диагностические признаки обратного вращения спиралей: давление на всасывании не падает до нужного уровня, давление на нагнетании не растет до нужного уровня, рабочий ток меньше указанного в каталоге, компрессор отключается спустя несколько минут работы, срабатывает встроенная защита. Длительное обратное вращение в итоге может привести к поломке спирального блока, а также к перегреву электродвигателя, поскольку расход газа через компрессор недостаточен для отведения тепла.

В начальный период запуска холодильной установки необходимо проверить направление вращения спиралей, которое определяется по манометрам на нагнетательной и всасывающей сторонах. В этом положении камера высокого давления сообщается с камерой низкого давления. Плавающее уплотнение находится в нижнем положении (рис. 4) [3, 4], а обратный клапан закрыт. Постоянство разницы давлений свидетельствует об отсутствии нагнетания компрессором; в этом случае следует поменять местами две фазы на электродвигателе для его вращения в другом направлении.

Рис. 4. Давление в камерах всасывания и нагнетания в положении «Стоп»

Спиральные компрессоры чувствительны к загрязнению перекачиваемого газа, так как мелкие частицы оседают на поверхности спиралей, снижая герметичность рабочей камеры. В случае сгорания электродвигателя герметичного компрессора при его замене на линии всасывания следует использовать фильтры-осушители с сердечником из 100%-ного активированного алюминия. Такой фильтр подлежит первой замене после 72 часов работы. Следует использовать в отделителях жидкости (на всасывании) и в терморегулирующем вентиле фильтры с ячейками минимально допустимого размера. Ячейки должны задерживать такие частицы, которые могут перекрыть отверстие терморегулирующего вентиля. Частицы меньшего размера не смогут причинить ущерба [3].

Перед запуском контур холодильной установки вакуумируется. Вакуумирование системы только со стороны всасывания спирального компрессора может привести к тому, что компрессор временно не будет запускаться. Причина этого состоит в том, что при повышении давления на плавающее уплотнение возможно сцепление его со спиралями. Следовательно, до полного выравнивания давления плавающее уплотнение и спирали будут плотно прижаты друг к другу. А вот падение давления на всасывании может стать причиной перегрева и срабатывания термозащиты (открытия термодиска). Однако поток газа может быть недостаточным для быстрого срабатывания защиты, в результате — выход компрессора из строя в из-за перегрева (рис. 5).

Рис. 5. Встроенная термозащита электродвигателя компрессора

Для защиты компрессора от работы «под вакуумом» следует применять реле низкого давления. Плавающее уплотнение обеспечивает защиту от работы «под вакуумом». Компрессор перестанет сжимать при превышении степени сжатия 10. Работа компрессора «под вакуумом» запрещается, так как она способствует образованию электрической дуги на металлических деталях проходных контактов и, как следствие, сгоранию обмоток электродвигателя компрессора.

Опасные режимы (степень сжатия более 20) для компрессоров (расчет по абсолютному давлению) вызваны тремя причинами. Первая из них — слишком «глубокая» откачка паров перед остановкой (уставка реле низкого давления очень низкая). Вторая причина вызывается тем, что уставка реле высокого давления слишком высока при очень высокой температуре конденсации. Третья причина — ледяная пробка в терморегулирующем вентиле (из-за влаги в контуре).

Спиральный компрессор способен бесперебойно работать в различных неблагоприятных условиях (зависит от компоновки и условий эксплуатации системы) благодаря двум видам согласования: осевому и радиальному. Осевое согласование позволяет механическим частям (спиралям и подшипникам) разгружаться в случае очень высокой степени сжатия (более 20). Первая ступень разгрузки спиралей создает внутренний частичный байпас сжатого газа в область низкого давления поверх торцов спиралей (рис. 6).

Рис. 6. Движение хладагента при первой ступени разгрузки спиралей (положение «Пуск»)

Вторую ступень разгрузки осуществляет плавающее уплотнение, которое подходит к положению, близкому к остановке. Байпас полный, минуя спиральный блок. Эта система разгрузки самонастраивающаяся: механические части возвращаются в положение нормальной работы как только степень сжатия становится менее 20. Уплотнение отжимается в осевом направлении вниз, пропуская газ из области высокого давления в область низкого. Отжимается также вверх в осевом направлении неподвижная спираль (рис. 7).

Рис. 7. Осевое согласование в положении «Чрезмерное давление»

Вращающаяся спираль контактирует с неподвижной спиралью во время работы компрессора. До начала работы боковые поверхности спиралей не соприкасаются друг с другом. В случае залива жидкостью или попадания механических частиц специальная конструкция эксцентрикового вала и втулки позволяет подвижной и неподвижной спиралям разъединяться в горизонтальном направлении (рис. 8).

Рис. 8. Конструкция механизма радиального согласования и положение спиралей при попадании твердой частицы

Такая конструкция радиального согласования спирального компрессора допускает лишь кратковременное и небольшое попадание жидкого хладагента или масла. При значительном попадании масла на рабочие органы вероятна возможность гидравлического удара. Признаками микрогидроударов являются выщербины на боковых поверхностях спиралей (рис. 9).

Рис. 9. Признаки микрогидроударов на боковой поверхности начального витка спирали

Результатом серьезного гидравлического удара является разрушение спиралей компрессора ввиду невозможности сжатия ими жидкости, повреждаются также муфта Ольдгейма и верхний подшипник скольжения (рис. 10). Если компрессор немедленно не остановить, то будет продолжаться дальнейшее разрушение деталей, находящихся в области сжатия.

Читайте также: Чем продуть радиатор без компрессора

Рис. 10. Разрушенные детали компрессора: а — подвижная спираль; б — противоповоротная муфта; в — верхний подшипник

Появление металлических частиц может вызвать повреждение обмоток электродвигателя в результате пробоя между проходными контактами (рис. 11). В случае сгорания электродвигателя большая часть загрязненного масла удаляется вместе с компрессором. Остатки масла проходят очистку на фильтрах, установленных на жидкостном трубопроводе и трубопроводе всасывания. Особо рекомендуется замена отделителя жидкости, если таковой имеется. Причина этого в том, что отверстие для возврата масла в отделителе жидкости может забиваться грязью после поломки компрессора, что приводит к масляному голоданию нового компрессора и к повторной поломке. При замене компрессора в полевых условиях в системе может остаться большое количество масла. Это не повлияет на надежность нового компрессора, но может создать дополнительную нагрузку на электродвигатель, в результате чего увеличится потребляемая мощность.

Рис. 11. Сгоревшая обмотка электродвигателя и пробой между проходными контактами

Также для предотвращения гидроудара при пуске спирального компрессора необходимо обязательно использовать наружный поясной тэн подогрева картера. Подогреватель должен быть включен за 6–8 ч до включения в работу компрессора, он должен обеспечить подогрев масла как минимум выше окружающей среды на (8–10) °С.

Значительный залив жидкостью в переходные периоды возможен по следующим причинам. Первая — пуск после длительной стоянки в холодном помещении; вторая — возвращение в режим охлаждения после разморозки.

Из-за частого включения и коротких периодов работы компрессора происходит значительный вынос масла в систему, что влечет за собой недостаток смазки. Хотя на спирали компрессора требуется подавать мало масла, оно покидает компрессор при пуске. Короткие периоды работы компрессора затрудняют возврат масла в него и, как следствие, вызывают недостаток смазки. Чрезмерный залив компрессора хладагентом разжижает масло, вызывая выход из строя подшипников недостаточной смазкой. Необходимо предусматривать установку таймера по частоте включения компрессора (количество пусков/остановок должно быть ограничено 10 циклами в час).

Одна из важных защит компрессора — установка термостата на линии нагнетания, датчик которого должен располагаться на расстоянии 12 см от нагнетательного вентиля компрессора, если в конструкции не предусмотрено иное. При срабатывании по температуре существует временная задержка 30 мин.

Следует исключать из практики заправку холодильным агентом в контур только высокого или только низкого давления. Причина заключается в плотном соприкосновении краев спиралей друг с другом и, как следствие, в усиленном осевом их контакте из-за быстрого повышения давления всасывания без одновременного увеличения давления со стороны нагнетания. В результате до момента выравнивания давлений подвижная и неподвижная спирали могут прижиматься торцами, препятствуя их вращению.

Для обеспечения достаточной смазки, с одной стороны, важно особенно внимательно следить за минимальной разницей между температурой внизу корпуса и температурой кипения. С другой стороны, максимальная температура снизу корпуса не должна превышать 90 оС. Измеряется данная температура вблизи самой нижней точки по центру компрессора. Верхняя часть компрессора и линия нагнетания могут кратковременно нагреваться до 175 оС (при срабатывании встроенной защиты компрессора). Температура линии нагнетания: 135 оС — недопустимая, 120 оС — опасность коксования масла, менее 110 оС — желательная. Для увеличения продолжительности срока службы компрессора необходимо ограничивать время его работы при температуре нагнетания выше 120 оС.

Заключение

Ряда неисправностей можно избежать при правильном монтаже и наладке спирального компрессора в холодильной установке. Компрессор имеет собственные средства защиты, однако он должен укомплектовываться всеми рекомендованными внешними защитами.
Необходимо правильно проводить процедуры вакуумирования и заправки контура со спиральным компрессором. Вакуумирование и заправку хладагентом следует выполнять одновременно в контурах высокого и низкого давления.
Диагностические параметры спиральных компрессоров — допустимый нагрев корпуса, уровень шума при работе, допустимое наличие и качество масла.
Следует избегать обратного вращения вала компрессора, для этого рекомендуется установить реле контроля фаз на входе электропитания в щите управления компрессором.
Всеми способами нужно избегать работы компрессора с гидроударами. Залив хладагентом разжижает масло, вызывая выход из строя подшипников недостаточной смазкой, может вызвать повреждение спиралей. Для предупреждения гидравлического удара рекомендуется устанавливать в систему отделитель жидкости на стороне низкого давления, обязателен к установке картерный нагреватель. Подогреватель должен быть включен за 6–8 ч до предполагаемого пуска компрессора, он должен обеспечивать подогрев масла как минимум выше окружающей среды на (8–10) °С.
Компрессор требует строгого соблюдения уровня масла в картере, это нужно тщательно контролировать. Для обеспечения возврата масла в компрессор необходимо ограничить количество пусков/остановок — не более 10 циклов в час.
Контроль температуры компрессора в ключевых местах (на всасывании и нагнетании, снизу корпуса) — одна из простых и очень важных операций при эксплуатации спиральных компрессоров.

ЛИТЕРАТУРА
1. Назаров, Ф. И. Охлаждение молока и техническое обслуживание установок / Ф. Д. Сапожников, В. М. Колончук, Ф. И. Назаров. — Минск: БГАТУ, 2016. — 84 с.
2. Бабакин, Б. С. Спиральные компрессоры в холодильных системах / Б. С. Бабакин, В. А. Выгодин. — Рязань: Узорочье, 2003. — 379 с.
3. Презентации компании Copeland.
4. Котзаогланиан, П. Пособие для ремонтника. Справочное руководство по монтажу, эксплуатации, обслуживанию и ремонту современного оборудования холодильных установок и систем кондиционирования / П. Котзаогланиан; перев. с франц. под ред. В. Б. Сапожникова. — М.: Эдем, 2007. — 832 с.

Ф. Д. САПОЖНИКОВ, кандидат технических наук, доцент, БГАТУ,
Н. П. ЖУК, старший преподаватель БНТУ, советник МАХ, эксперт АПИМХ