Come scegliere correttamente un compressore d'aria?

Principi dicompressore d'aria a viteselezione

In quanto elementi fondamentali per l'approvvigionamento energetico nella produzione industriale, i compressori d'aria a vite devono essere selezionati in base ai principi di sicurezza, affidabilità, economicità, efficienza e bassi costi di installazione e manutenzione, al fine di garantire un servizio sicuro, stabile ed efficiente alla produzione.

Innanzitutto, in base alla pressione e alla portata d'aria richieste dall'utente, è necessario selezionare un compressore d'aria a vite con una struttura adeguata. Prestazioni meccaniche ottimali (basse vibrazioni e bassa rumorosità) durante il funzionamento, buona adattabilità a condizioni operative variabili e funzionamento stabile a lungo termine sono i criteri fondamentali per la scelta del compressore d'aria a vite. In secondo luogo, l'efficienza economica del sistema di compressione dell'aria a vite dovrebbe essere un indicatore importante per la selezione, includendo indicatori quali il consumo unitario di energia elettrica (kWh/km³) o di vapore (t/km³), la qualità e il consumo di acqua di raffreddamento (t/km³) e il recupero del calore di scarto. Inoltre, la scelta di parametri tecnici appropriati (volume di scarico, pressione di scarico) è il presupposto per garantire che il compressore d'aria a vite soddisfi le esigenze di produzione e che possa funzionare in modo economico. Infine, i costi di installazione e manutenzione del compressore d'aria a vite dovrebbero essere considerati nella scelta, privilegiando un modello di facile installazione e con bassi costi di manutenzione.

La selezione dicompressori d'aria a viteSi prega di fare riferimento alle seguenti procedure:

(1) Esaminare le esigenze dell'utente (pressione dell'aria, flusso d'aria, temperatura dell'aria, umidità dell'aria, ecc. richieste dall'utente finale);

(2) Calcolare la resistenza tra l'uscita dell'aria del compressore d'aria a vite e il punto utente;

(3) Determinare la pressione di scarico nominale del compressore d'aria a vite (la pressione di scarico nominale dell'unità può essere calcolata moltiplicando per 1,1 i dati teorici), il volume di scarico, la temperatura di scarico del compressore d'aria a vite dopo il dispositivo di post-elaborazione, ecc.;

(4) In base ai requisiti del funzionamento automatizzato dell'unità, selezionare i sistemi di controllo elettronico e di controllo automatico appropriati;

(5) Redigere i requisiti tecnici del compressore d'aria a vite per prepararlo all'approvvigionamento;

(6) Condurre ispezioni in loco presso i produttori e gli utilizzatori di compressori d'aria a vite per comprendere il livello di produzione e la capacità produttiva del produttore e comprendere a fondo il feedback reale degli utilizzatori di compressori d'aria a vite;

(7) Indire una gara d'appalto per l'acquisto di compressori d'aria a vite, formulare criteri di valutazione ragionevoli e selezionare, tramite gara d'appalto, unità di compressori d'aria a vite con un elevato rapporto costo-prestazioni;

(8) Dopo la firma del contratto relativo all'attrezzatura, effettuare un incontro di persona per la documentazione tecnica con il fornitore del compressore d'aria a vite per formare un accordo tecnico sul compressore d'aria a vite come allegato al contratto.

3. Problemi comuni e suggerimenti per la scelta del compressore d'aria a vite

1. La scarsa conoscenza delle prestazioni strutturali dei diversi tipi di compressori d'aria a vite porterà a una selezione inadeguata del compressore, con conseguenze dirette sulla successiva gestione economica dello stesso.

In generale, il consumo energetico delle macchine centrifughe multiasse, delle macchine a flusso assiale, delle normali macchine centrifughe monoasse, delle macchine a vite e dei compressori d'aria a vite a innesto aumenta in ordine decrescente. Ad esempio, nell'industria della fermentazione biologica, la pressione dell'aria (pressione assoluta) generalmente richiesta è compresa tra 0,30 MPa e 0,40 MPa. Per i compressori d'aria a vite con portate superiori a 1200 Nm³/min, è preferibile scegliere compressori d'aria a vite a flusso assiale o unità centrifughe multiasse, che offrono una migliore economicità di esercizio e bassi costi di manutenzione; per i compressori d'aria a vite a flusso assiale con pale dello statore regolabili, il vantaggio è rappresentato dall'ampio intervallo di regolazione delle condizioni di lavoro e dalla superficie operativa ottimale curva. L'unità può garantire di operare sempre nel punto di funzionamento più economico in base ai diversi carichi. Per l'aria compressa per strumentazione con una bassa richiesta, la pressione dell'aria (pressione assoluta) è generalmente compresa tra 0,5 e 0,8 MPa. I compressori d'aria a vite vengono solitamente preferiti ai compressori a vite a pistone perché presentano i vantaggi di una struttura compatta, un minor numero di parti soggette ad usura, un funzionamento stabile e una maggiore economicità rispetto ai compressori a vite a pistone.

2. Una selezione irragionevole dei parametri del compressore d'aria a vite impedisce al compressore di funzionare nel punto di funzionamento ottimale, con conseguente riduzione dell'efficienza economica dell'unità operativa.

Per centrifugocompressori d'aria a viteLa pressione e la portata indicate sulla targhetta rappresentano i punti di funzionamento con la massima efficienza del compressore d'aria a vite. Al di fuori di questi punti di funzionamento, il funzionamento del compressore d'aria a vite risulta antieconomico. Nella pratica, a causa di una misurazione imprecisa della pressione nel punto di richiesta dell'aria, unitamente alla stima errata della resistenza al passaggio dell'aria dall'uscita del compressore all'utente, per motivi di sicurezza, la pressione e la portata di scarico del compressore d'aria a vite vengono spesso sovrastimate nella redazione dei documenti di gara, con conseguente notevole discrepanza tra i dati operativi effettivi e i valori di progetto dell'unità. Ad esempio, un'azienda ordina un compressore d'aria a vite con una pressione di scarico nominale (pressione assoluta) di 0,4 MPa, ma in condizioni operative reali la pressione di scarico è di soli 0,31 MPa circa, con conseguente elevato consumo energetico. Pertanto, nella definizione dei parametri tecnici di un nuovo compressore d'aria a vite, è necessario determinare la pressione nel punto di utilizzo dell'aria e calcolare la resistenza al flusso d'aria per garantire che i parametri di progettazione del compressore siano coerenti con il funzionamento effettivo. Solo in questo modo il compressore d'aria a vite selezionato potrà esprimere la sua massima efficienza operativa.

3. Le condizioni ambientali a cui sono sottoposti i compressori d'aria a vite sono difficili, il che influisce sulla sicurezza e sull'economicità del loro funzionamento.

Ad esempio, molti anni fa un'azienda ha acquistato un compressore d'aria a vite di fabbricazione estera con una portata di 855 m³/min e una pressione di scarico (pressione assoluta) di 0,33 MPa. Le normative vigenti per la progettazione del compressore d'aria a vite richiedono che la temperatura dell'acqua di raffreddamento del refrigeratore interstadio sia di 5 °C. In realtà, la temperatura dell'acqua di raffreddamento è spesso superiore a questo valore, con conseguente elevata temperatura dell'aria secondaria in ingresso al compressore e una riduzione dell'efficienza dell'unità. L'utilizzo di acqua a 5 °C comporta un costo elevato per l'acqua refrigerata, con conseguente aumento dei costi di alimentazione dell'aria per il compressore, impedendone il funzionamento prolungato. Per garantire un funzionamento economico del sistema di compressione dell'aria a vite, in fase di progettazione è necessario fornire dati di sistema pertinenti al sito di installazione.

4. La progettazione e l'installazione del dispositivo di post-elaborazione del compressore d'aria a vite sono irragionevoli, la resistenza dell'aria aumenta, la pressione di scarico del compressore d'aria a vite aumenta e il consumo energetico dell'unità aumenta.

Alcuni utenti acquistano separatamente il corpo del compressore d'aria a vite e il dispositivo di post-trattamento. Se la capacità progettuale del produttore del dispositivo di post-trattamento è insufficiente e si considerano solo l'effetto di raffreddamento e il costo di produzione dell'aria, il numero di alette dei tubi di scambio termico viene spesso aumentato nello spazio limitato del contenitore, causando un'ostruzione del flusso d'aria. Allo stesso tempo, dall'uscita del compressore d'aria a vite all'ingresso dell'aria nella tubazione principale, l'aumento del numero di curve aumenta la resistenza al flusso d'aria, mentre la riduzione del numero di curve può diminuire la resistenza all'aria; inoltre, per i dispositivi di post-trattamento per compressori d'aria a vite di grande portata, se lo spazio in loco lo consente, è possibile utilizzare due unità in parallelo, il che può ridurre efficacemente la resistenza al flusso d'aria. L'autore raccomanda che il dispositivo di post-trattamento e i relativi collegamenti delle tubazioni del compressore d'aria a vite siano progettati e forniti dal produttore del compressore d'aria a vite per garantire il successivo funzionamento economico e stabile del sistema di compressione dell'aria a vite.