В настоящее время поршневые компрессоры, наиболее массово применявшиеся в различных
отраслях, все больше вытесняются винтовыми, несмотря на их более высокую стоимость. Это
объясняется особенностями конструкции последних, которые обеспечивают целый ряд
преимуществ.
Первое из них проявляется сразу после приобретения. Отсутствие деталей, совершающих
возвратно-поступательные движения, обеспечивает низкий уровень вибрации, что позволяет
установить компрессор без обустройства специального фундамента и значительно сократить
затраты на монтаж, тем самым уже частично компенсируя разницу в цене.
Вдобавок к незначительной вибрации, уровень шума винтового компрессора также значительно
ниже, что обусловлено высокочастотными характеристиками производимых им звуков, которые
эффективно гасятся шумопоглощающими кожухами (применение кожухов на поршневых
компрессорах не дает такого результата, т.к. они производят шум низкой частоты). Отсюда
следующее преимущество – возможность установки компрессора в непосредственной близости
от оборудования, обеспечиваемого сжатым воздухом. Такое решение позволяет отказаться от
отдельных компрессорных цехов или залов, а также от значительной части коммуникаций, тем
самым экономя средства на их возведение, обслуживание и ремонт. Кроме того, практически
исключаются утечки и потери при транспортировке сжатого газа.
Еще одним плюсом винтовых компрессоров является меньшая масса и габариты относительно
поршневых такой же мощности, что позволяет также эффективнее использовать
производственные площади.
Винтовые компрессоры поставляются полностью готовым к работе агрегатом. Они изначально
оснащены системами очистки и охлаждения воздуха, отделителем и охладителем масла. К
поршневым компрессорам эти блоки часто необходимо приобретать и монтировать
дополнительно.
Всем компрессорам нужно эффективное охлаждение, это особенно важно при высокой мощности
и производительности. Поскольку, кроме сжатия воздуха, нагревание поршневых компрессоров
происходит от трения деталей, большая их часть требует применения водяного охлаждения
(кроме бытовых и маломощных). Винтовые в данном случае также имеют преимущество – им
вполне достаточно воздушного охлаждения, чему способствует также циркуляция масла,
отводящего часть тепла. Это позволяет в большинстве случаев обойтись без систем водяного
охлаждения и дополнительных затрат на их приобретение, монтаж и содержание.
Отсутствие значительных колебаний давления при работе винтового компрессора позволяет
обходиться без дополнительных компенсирующих устройств. Для поршневых чаще всего
необходим ресивер определенной емкости и производственные площади для его размещения.
Отсутствие «мертвого объема» позволяет винтовым компрессорам сжимать газы с высокой
влажностью. Попадание влаги в рабочую полость не грозит возникновением гидравлического
удара и немедленным выходом установки из строя.
Так как при высоких температурах происходит разложение масла, термическое ограничение
составляет 160°C, что не позволяет поднять степень сжатия поршневого компрессора выше 4-х.
Добавление в сжимаемые газы масла, обладающего значительной теплоемкостью и эффективно
отводящего тепло из рабочей полости, а также его циркуляция делают возможным увеличение
степени сжатия до 16 в одной ступени без перегрева винтового компрессора. Температура при
этом не поднимается выше 100°C. Повышению производительности также способствует
устройство рабочих полостей. При одном обороте вала поршень выдает одну порцию газа, а
полость винтового компрессора – до шести.
Высокая степень автоматизации управления винтовым компрессором позволяет осуществлять его
эксплуатацию персоналом средней квалификации без специализированной подготовки. Кроме
того, влияние человеческого фактора сводится к минимуму.
Следующим преимуществом является большой интервал проведения большинства операций
планового обслуживания. В среднем через 2000 часов работы требуется замена воздушного
фильтра и ряд действий по контролю общего состояния узлов, через 4000 часов – замена масла и
масляного фильтра. Остальные операции проводятся еще реже. Ежесменно нужен лишь
наружный осмотр, проверка показаний приборов и уровня масла. Обслуживание поршневого
компрессора требуется значительно чаще, при этом выше и трудозатраты.
И, наконец, самое главное – высокая надежность. В поршневом компрессоре множество
подвижных деталей, а поршневые кольца и клапана достаточно быстро изнашиваются. В
винтовом подвижна только пара валов (не считая привода) и трение деталей практически сведено
к нулю. Износа винтов практически не происходит, так как при работе между ними образуется
тонкий и прочный масляный слой. Только в момент пуска, когда масляная пленка еще не
образовалась, возможно касание валов. Такая конструкция делает винтовые компрессоры
наиболее приспособленными к продолжительной непрерывной работе.
Недостатки поршневых комрессорных установок:
- необходимость частого технического обслуживания и ремонта;
- сложность конструкции;
- сильный нагрев при работе;
- усиленное трение из-за множества трущихся поверхностей.
Преимущества винтовых компрессорных установок:
- возможность многочасовой и даже круглосуточной эксплуатации;
- низкое потребление электрической энергии;
- полное отсутствие шума;
- легкость обслуживания;
- простота эксплуатации;
-отсутствие в производимом сжатом воздухе примесей и загрязнений;
- низкая стоимость.
Анализ конструктивных особенностей винтовых и поршневых компрессоров показывает, что
винтовая группа более предпочтительнее, чем поршневая группа для покупки и использования в
качестве оборудования для производства сжатого воздуха в промышленных масштабах.
