Причины снижения эффективности работы воздушных компрессоров и способы их устранения

На эффективность работы воздушных компрессоров оказывает влияние, состояние основных элементов поршневого компрессора, рассмотрим их.

Состояние фильтра, клапанов и поршневых колец. Каждый компрессор оборудуется воздушным фильтром. Ячейки фильтра представляет собой металлические сваренные или штампованные коробки, закрытые с двух сторон перфорированным листовым железом или сеткой. Ячейки заполняют металлическими кольцами или набивкой из тонкой проволоки и набором тканых сеток различных размеров, смоченных висциновым маслом.

Сопротивление чистой пылезадерживающей перегородки при нормальной нагрузке 4000 м³/(м².ч) составляет 80 Па, степень очистки воздуха от пыли при этом достигает 85%.

Как показывают результаты испытаний компрессоров, металлические фильтры очищаются нерегулярно и имеют значительное сопротивление, что приводит к снижению подачи компрессора и увеличению расхода электроэнергии.

Немаловажную роль в работе компрессора играют всасывающие клапаны. Если высота подъема пластин клапана мала, а жесткость пружин велика, то при проходе воздуха через узкую щель под пластиной клапана происходит дросселирование воздуха.

В настоящее время серийно выпускаются прямоточные клапаны типа ПИК. Они надежно работают при всасывании чистого атмосферного воздуха, если фильтры исправны и регулярно очищаются от пыли.

Применение прямоточных клапанов помимо уменьшения затрат энергии способствует увеличение подачи компрессоров из-за большой плотности клапана, малой потери давления к концу всасывания и меньшего объема вредного пространства.

По средним данным, полученным по большому числу серийных компрессоров, переведенных в эксплуатации на прямоточные клапаны, снижение удельного расхода электроэнергии составило 10−12%, а увеличение подачи 6−8%.

В поршневых компрессорах могут быть неплотности между стенками цилиндров и поршневыми кольцами, в клапанах и сальниках. Через имеющиеся зазоры воздух протекает из полости высокого давления в полость низкого давления, что приводит к снижению подачи и увеличению удельного расхода электроэнергии. Поэтому следует периодически контролировать состояние поршневых колец, клапанов и сальников.

Температура и пульсации давления всасываемого воздуха. Поступая в цилиндр, воздух соприкасается с его горячими стенками и нагревается, вследствие чего плотность его уменьшается, что приводит к снижению массовой подачи и увеличению удельной расходы электроэнергии компрессора.

Для противодействия росту температуры всасываемого воздуха следует подавать в рубашки цилиндров достаточное количество холодной воды, всасывающие устройства располагать с теневой стороны, а всасывающие трубопроводы, а если они проходят по горячему цеху, теплоизолировать.

Иногда становится целесообразным искусственно тем или иным способом охлаждать всасываемый воздух перед поступлением в цилиндр.

Во всасывающем трубопроводе поршневого компрессора наблюдается связанное с пульсацией давления волновое движение воздуха. В технической литературе имеются материалы о возможности использования всасывающего трубопровода для улучшения условий всасывания при настройки на резонанс и можно увеличить на 10% при неизменной мощности компрессора.

Объем вредного пространства. Обусловленный конструктивными особенностями объем вредного пространства, указывается в паспорте компрессора. Он слагается из пространства между крышкой цилиндра и поршнем при его крайнем положении, а также вредных пространств во всасывающих и нагнетательных клапанах.

Объем вредного пространства обычно составляет 4−10% объема цилиндра. Эта величина характеризует степень совершенства конструкции компрессора.

Вредное пространство почти не влияет на работу, затрачиваемую на сжатие воздуха, т. е. на удельный расход электроэнергии.