Рекомендации

Выбор компрессора высокого давления

Обратите внимание на раздел Видео, в котором Вы можете найти массу полезной информации! 

  • Необходимое количество баллонов определённой ёмкости, требующх заполнения (возможно, с учётом возросших со временем потребностей) за заданный отрезок времени и регулярность использования компрессора. Важность габаритов компрессора.​

Необходимое количество заполняемых баллонов определяет время работы компрессора и напрямую связано с производительностью компрессора. Производительность компрессоров, в основном, измеряется в приведенных к атмосферному давлению литрах в минуту.

Пример: Баллон ёмкостью 15 литров требуется забить с 0 бар (избыточного давления) до давления 230 бар, т.е. приведенный объём, исходя из параметров баллона, 15 х 230 = 3450 литров газа.

Если мы рассмотрим компрессор Coltri Sub MCH6 производительностью 100 л/мин, то время заполнения составит: 3450/100 = 34,5 минут.

Если для заполнения используется компрессор Bauer Mariner 250 c большей производительностью 250 л/мин, то время работы значительно уменьшиться 3450/250 = 13,8 минут. 

При использованиии для наполнения этого же баллона стационарного компрессора Paramina Cyclone производительностью 500 л/мин время заполнения ещё больше уменьшится до 3450/500 = 6,9 минут.

Если необходимо заполнить 10 шт. баллонов по 15 литров, то компрессору с производительностью 100 л/мин потребуется для этого 34,5 х 10 : 60 = 5 часов 45 минут. За это время стационарный компрессор с производительностью 500 л/мин заполнит 50 баллонов. Разница существенна. 

С другой стороны большой стационарный компрессор имеет вес 550 кг, а самый маленький из рассмотренных 40 кг и, соответственно, значительно меньшую стоимость. Понятно, что чем более производительную машину Вы используете для забивки того же количества баллонов, тем больше её ресурс и надёжность, а также значительная экономия времени работы.

Если Вы определили, что Вас устраивает компрессор с наименьшей производительностью 100 л/мин, то не стоит сразу выбирать самый лёгкий и маленький компрессор, и скорее всего самый дешевый, особенно, в том случае, если Вы собираетесь использовать агрегат постоянно. Предположим в нашем распоряжении имеются два мобильных компрессора одной производительности Coltri Sub MCH6 - вес 40 кг. и Paramina Mistral - вес 55 кг. и несколько выше стоимость. На первый взгляд может показаться, что первый компрессор имеет лучшие показатели, меньший вес при той же производительности и меньшей стоимости. Но частота вращения, обеспечивающая паспортную производительность (100 л/мин) у первого компрессора связана со значительно более высокой частотой вращения 2800 об/ мин; а у модели Paramina Mistral производительность 103 л/мин обеспечивается всего при 1200 об/ мин, что существенным образом влияет на долговечность и надежность компрессора.

У компании Bauer существуют две разные модели одной производительности (100 л/мин):модель Junior производительность 100 л/мин обеспечивается при 2300 об/мини модель Utilus, производительность 100 л/мин обеспечивается при 1200 об/ мин. При этом первая модель рекомендована только как вспомогательный компрессор для относительно непродолжительной работы (не более нескольких часов без остановки), а вторая модель позиционируется компанией как очень надёжная, малошумная с повышенным рессурсом, рекомендованная для профессионального использования, но при этом более дорогая и соответственно тяжёлая.

Вывод состоит в следующем - важнейшей технической характеристикой компрессора является, так называемая "Объёмная производительность", т.е. отношение производительности (л/мин) к рабочему числу оборотов в минуту (об/мин). Данный термин обычно не используется производителем, но в тоже время именно он даёт основное представление о запасе надёжности и долговечности компрессора. Чем выше значение объемной производительности то, тем более надежен и долговечен агрегат.

Проведём сравнение объёмных производительностей (другими словами, количество приведённых литров, выдаваемое за один полный оборот коленчатого вала исследуемого компрессора) для различных моделей: 

  1. Coltri Sub MCH6 100 : 2800 = 0,0357 л/об.
  2. Nardi Atlantic; Bauer Junior 100 : 2300 = 0,0434 л/об.
  3. Paramina Mistral 103 :1200 = 0,0858 л/об.
  4. Bauer Utilus 100 : 1200 = 0,0833 л/об.

Можно сравнить по этому параметру модели с производительностью 250 л/мин: Bauer Mariner 250; Nardi Pacific 250 250 : 1650 = 0,1515 л/об. с компрессором, немного меньшей производительностью 220 l/min, компании Paramina модели Typhoon Open 13 220 : 1000 = 0,22 л/об.

И ещё один момент в пользу компрессоров с относительно большой объёмной производительностью: из-за того, что сам компрессор более габаритный, а количество выделяемого тепла при работе сжатия одинаково - значительно улучшаются условия охлаждения (увеличена поверхность теплоотдачи). Это ещё больше увеличивает надёжность таких машин, особенно при тяжёлых условиях эксплуатации (повышенная окружающая температура среды, относительно длительная работа без остановки и т.п).

  • Необходимое рабочее давление компрессора.

По рабочему давлению современные компрессора обычно изготавливаются под рабочие давления 225 и 330 бар с подсоединениями DIN или YOKE. Отличие часто заключаются только в определённом регулировании предохранительных клапанов и защитной автоматикой (стационарные компрессоры). В большинстве случаев будущий пользователь старается купить компрессор с рабочим давлением 330 бар про запас. Выход заправочного шланага ВД у такого компрессора имеет удлинённную резьбу DIN - соединителя и специальный торцевой выступ, недопускающий подсоединение к вентилям, расчитанным на 230 бар. После несложной механической обработки появляется возможность забивки баллонов с обычным DIN- вентилем, но нужно понимать, что это является грубым нарушением "Правил Техники Безопасности". В общем случае, разрешается использовать компрессор, системы которого ни при каких условиях не допустят превышение давления в заполняемом баллоне значительно выше рабочего (срабатывание клапанов сброса газа и др., остановки по достижение давления и т.п.). Если, в будущем, понадобится перевод компрессора на более высокое давление, вы сможете это сделать с помощью представителя производителя в сервисной мастерской. Также, как отдельная опция, вы можете заказать компрессор который может работать в двух диапазонах рабочих давлений (блок переключений, дополнительные шланги для заполнения и т.п.).

  • Необходимость эксплуатации компрессора на судах-обеспечения или на рабочих водолазных платформах. Необходимость в защищённости компрессора от действия окружающей среды.

Если планируется использование компрессора на плавсредствах нужно убедиться, что фирма - изготовитель гарантирует его нормальную работоспособность в условиях повышенной влажности и меняющихся углов крена-дифферента в условиях качки. Последнее связано с тем, что для некоторых компрессоров вообще недопустима работа при креновых углах более 5 градусов из-за значительных ухудшений условий смазки механизмов компрессора. Использование таких компрессоров на судах-обеспечения и рабочих платформах может допускаться только при идеальном контроле за условиями эксплуатации (состояние поверхностисти водоёма) и под ответственность самого пользователя. Наиболее подходящими для такой эксплуатации модели, допускающие условный угол наклона не менее 15 градусов. Также, выбирая компрессор для подобных условий эксплуатации, следует обратить внимание на его защищённость (качество лакокрасочных и других покрытий); наличие наружных прочных кожухов для судового компрессора также очень желательно. Одним из неблагобриятных моментов использования компрессоров в судовых условиях эксплуатации является всасыванием компрессором очень влажного, а иногда и дополнительно загрязнённого воздуха. Мерой, дополнительно учитывающей такие условия эксплуатации, является опциональная комплектация компрессора дополнительными фильтрами влагопоглащения и очистки. К примеру, модель Paramina Typhoon OPEN 18, изначально укомплектована тремя последовательными, отдельными фильтрами. В любом случае, большинство фирм-производителей имеют возможность опционально снабжать свои компрессора дополнительными фильтрами.

  • Необходимость в системах автоматики.

Обычными системами автоматики, используемые на компрессорах высокого давления, являются: 

- автоматический спуск конденсата (в ручном варианте потребуется производить кратковременные открытия нескольких вентилей, с цикличностью раз в 8-10 минут); 

- автоматический остановка по достижению рабочего давления. 

Как правило, мобильные (переносные компрессоры) могут иметь эти системы автоматики опционально, по желанию пользователя. Современные, стационарные компрессора в малошумном исполнении практически всегда (в стандартной комплектации) оборудованы этими системами и, кроме того, системами автоматической защиты от аварийных режимов эксплуатации. Отдельные модели стационарных компрессоров оборудованы централизованной системой автоматики, которая, кроме основных рабочих функций по управлению и аварийной защите, позволяет контролировать состояния практически всех главных узлов компрессора (рабочие температуры, давления в разных зонах, уровень масла, температуру окружающей среды), выводит информацию о причине срабатывания аварийной автоматики, следит за циклами замены масла и фильтр-кардтриджа и т.п. Например, всем перечисленным выше, а также изменение различных рабочих настроек и уровней защиты, можно наблюдать с пульта-монитора управления на лицевой панели компрессора, оборудованы модели: Typhoon SILENT и Cyclone Silent - производитель Paramina. 

Несмотря на увеличение стоимости, высокий уровень автоматизации, заложенный в некоторые модели КВД (опционально или стандартно), позволяет значительно экономить рабочее время работников дайвцентра с большей безопасностью для последних и оборудования. В этом случае нет необходимости в наличии отдельного высококвалифицированного специалиста - оператора-компрессорщика. 

Время, которое ключевые работники дайвцентра отнимают от основной работы, связано только с подсоединением и отсоединением баллонов, остальное время отводится самой устрановке (автоматический контроль рабочих параметров, слежение за сервис-циклами, отключение по выходу на рабочее давление, аварийные остановки машины и т.п.) 

  • Необходимость использования компрессора для сжатия газов с увеличенным содержанием кислорода. Количество ступеней сжатия.    Необходимость использовать продуцируемый компрессором воздух для последующего смешивания его с чистым кислородом.

При выборе компрессора, который возможно будет использоваться, для приготовления газовых смесей, обогащённых кислородом (NITROX, методом динамического смешивания) следует руководствоваться следующими принципами.

Необходимо применять максимальное количество мер, недопускающих вспышку (взрыв) паров масла во время сжатия обогащённой кислородом смеси. Для этого конструкция компрессора должна иметь очень хорошую и надёжную систему общего охлаждения с максимально большой площадью теплоотдачи, конструктивно заложенной в компрессоре высокого давления. Конечно, более безопасно для этого процесса использование компрессоров с высокой объёмной производительностью, т.е. низкооборотных (все модели компрессоров Paramina). 

Также считается, что чем больше количество ступеней сжатия пройдёт продуцируемая смесь, тем ниже температура после завершающей сжатие ступени, в которой с большей вероятностью происходит вспышка маслянных паров. С увеличением количества ступеней несколько увеличивается КПД компрессора, но это имеет большее значение для компрессоров относительно высокой производительности. С другой точки зрения, увеличенное количество ступеней сжатия в КВД удоражает конструкцию, затраты на сервисное обслуживание и одновременно несколько уменьшается надёжность. Именно из-за этого признанные производители компрессоров, такие как Bauer, в своих компрессорах дополнительно вводят в конструкцию 4-ю ступень, только начиная с производительности 320 и более литров в минуту. 

 

В большинстве вариантов применения (при низкой производительности) для динамического приготовления NITROX возможно использовать 3-х ступенчатые машины, но только с высокой объёмной подачей и развитыми межступенчатыми охладителями. При той же производительности и использовании относительно высокооборотного (малая объёмная подача) компрессора, более безопасно использовать 4-х ступенчатые модели. Для компрессоров относительно большой производительности более 150 л/мин также безопаснее использовать для этого процесса 4-х (и более) ступенчатые модели. Заложенные в конструкцию предохранительные клапаны в каждой ступени помогут избежать значительного, взрывного скачка давлений при возможной вспышке масла в цилиндрах компрессора. 

Очень желательно наличие дополнительного аварийного клапана сброса давления, особенно в стационарных моделях компрессоров высокой производительности. 

Следует отметить, что большинство производителей компрессоров высокого давления официально не разрешают использовать свою продукцию для приготовления обогащённых кислородом смесей (динамическим смешением). Этим предупреждением производитель снимает с себя ответственность за последствия которые могут иметь место при использовании их компрессоров для приготовления EANx. В случае игнорирования пользователем этого предупреждения фирма-производитель снимает гарантийные обязательства. Если воздух, продуцируемый КВД, предназначен исключительно для использользования его при приготовлении углеводородночистых газовых смесей методом парциальных давлений, необходим специальный дополнительный фильтр, которым фирма-производитель может доукомплектовать некоторые из моделей своих компрессоров, также как отдельным подсоединительным (запровочным) шлангом ВД - очищеным под кислород. В большинстве вариантов применения используется фильтр углеводородной доочистки несвязанный с компрессорным блоком.

  • Выбор типа приводного двигателя.

Выбор типа приводного двигателя, которым комплектуется компрессор, зависит от энергетических возможностей пользователя. В целом, по экономическим соображением, (энергетические затраты на работу приводного двиагтеля) компрессора с электрическим двигателем почти на порядок выгоднее использовать, чем компрессора с двигателем внутреннего сгорания (ДВС); особенно это ощутимо для относительно больших компрессоров. Выбор мощного электрокомпрессора может оказаться невозможен из-за отсутствия на месте будущей эксплуатации 3-х фазной силовой сети, в этом случае приходиться заказывать компрессор, где в качестве приводного двигателя использован ДВС (дизельный; бензиновый) или довольствоваться элетрокомпрессором самой маленькой производительности (до 100 л/мин), расчитаным на подключение к однофазной сети 220 Вольт. Такое ограничение мощности связано с невозможностью использования эффективных и одновременно мощных однофазных двигателей в качестве привода компрессоров большей производительности.

Максимальная мощность используемых однофазных двигателей, установленных на известные модели компрессоров менее, 3000 Вт. Даже при приемлемой для пользователя производительности компрессора 100 л/мин и доступности для подключения силовой трёхфазной сети 400 Вольт, конечно следует отдать предпочтение 3-фазному приводу, как более надёжному (не создающим перекосов фаз в сети и значительных падений напряжения; более лёгкий и быстрый запуск; несколько меньшее энергопотребление из-за меньшего времени действия пусковых токов). Также следует отметить что трёхфазный двигатель мощностью 2,5 - 3 КВт. более доступен при необходимости замены, чем однофазный такой же мощности.

Некоторые модели компрессоров с однофазным приводом, например, фирмы Coltri Sub модель MCH6E, имеют меньшую производительность 80 л/мин, чем при приводе расчитаным на 3 Ф/400 В - 100 л/мин. Логично, при доступности только однофазной сети, отдать предподчтение другой модели, сохраняющей свою номинальную производительность при всех видах привода. Как пример, модель - Paramina Mistral M6-EM c однофазным двигателем 2,2 Квт обеспечивает гарантированную производительность не менее 103 л/мин. 

Дизельный привод (ДП) более экономичный, используемое топливо менее пожаровзрывоопасно, в выхлопных газах отсутствует угарный газ (СО). В то же время ДП, относительно карбюраторного, имеет несколько больший вес и конструктивно сложнее, следовательно выше стоимость, несколько сложнее ремонт. В компрессорах малой производительностью - 100 л/мин, из-за вышеперечисленных недостатков и особенностей ДП чаще применяется карюраторный ДВС. Карбюраторный привод (КП), ввиду особенностей конструкции, несколько проще по эксплуатации, надёжнее процесс запуска (особенно в холодное время года). В то же время следует уделить повышенное внимание технике безопасности по использованию легковоспламеняющихся видов топлива (бензина), особенно актуально в условиях эксплуатации на малых судах обеспечения. Особое внимание при эксплуатации КВД с КП следует уделить герметичности и целостности шланга и всех соединений забора воздуха, ввиду значительно более серьёзных последствий при попадании выхлопных газов (до 2,8% СО) во всасывающий коллектор компрессора. 

Следует заметить, что существующие мобильные компрессора самой большой производительности 300-320 л/мин, ввиду отсутствия подходящих по массогабаритным и мощностным характеристикам дизельных двигателей, комплектуются исключительно карбюраторными моторами. 

  • Сравнение некоторых особенностей конструкции компрессоров разных моделей и производителей.

При выборе компрессора важно собрать информацию об особенностях и отдельных недостатках конструкции, которые присущи той или иной модели компрессора. 

Как пример, контроль масла в компрессоре может осуществляться с помощью щупа или путем наблюдения через смотровое стекло, расположенное прямо на картере. Последний вариант (смотровое стекло) значительно удобнее, т.к. позволяет постоянно контролироваль уровень масла, без необходимости проделывания для этого ряда операций (вынуть щуп, вытереть насухо конец щупа, снова вставить и проконтролировать уровень, и наконец установить на место). Возможность постоянного визуального контроля уровня масла уменьшает шансы на запуск компрессора и его эксплуатацию с недостаточным количеством масла в картере. 

Рассмотрим вопрос необходимости наличия в компрессоре специального маслянного насоса (принудительная система смазки). Принудительная система смазки с масляными каналами, обеспечивающими поступление смазки практически к каждой нагруженной паре элементов скольжения (как в двигателях внутреннего сгорания) осуществлена только на компрессорах высокой производительности. Специальный масляный насос, установленный (изначально в стандартной версии или опционально) относительно малой и средней производительности, обеспечивает дополнительную смазку только завершающую сжатие ступень компрессора. Многие ошибочно полагают, что добавление этой опции значительно улучшают условия смазки всех деталей компрессора, увеличивает общий срок его службы и т.п. 

Изначально подобные насосы на своих компрессорах начала устанавливала компания Bauer, но основной целью была не дополнительная смазка последней ступени, а увеличение компрессии плунжера (цилиндра), не имеющего специальных поршневых колец. В подтверждение вышесказанного, можете обратить внимание в какую часть компрессора (в который опционально установлен масляный насос), подводится единственный масляный трубопровод - только к цилиндру последней ступени сжатия и всё. Поэтому подобное конструктивное решение, в общем случае, не делает компрессор более надёжным и лучшим по другим техническим показателям, сравнительно с компрессорами, не имеющими подобного насоса, но в тоже время, имеющих другие конструктивные решения по улучшению качества смазки рабочих механизмов компрессора и улучшения компрессии. 

Ещё одной характерной особенностью некоторых моделей компрессоров является расположение цилиндра последней ступени вертикально, под картером, в нижней части компрессора. Практический опыт эксплуатации моделей компрессоров, имеющих такую конструктивную особенность доказывает, что такое расположение цилиндра самой нагруженной ступени компрессора делает его очень чувствительным к качеству масла и наличию в нём посторонних частиц. Известны случаи нарушения работоспособности компрессора из-за нарушений качества зеркала цилиндра последней ступени (задиры и т.п.) и даже заклинивания компрессора именно из-за этого конструктивного решения. Такое конструктивное решение имеют компрессора компании Coltri Sub. Это, конечно, не значит, что эти компрессора не следует вообще рассматривать, но эту , как и другие особенности необходимо учитывать во время выбора компрессора и особенно при его эксплуатации.

Также достаточно уязвимым конструктивным элементом являются клапана 1-ой ступени, выполненные по упрощённой технологии из композиного слоистого материала. Эти клапана из-за особенностей применяемого материала часто ломаются. Вся клапанная плита выполнена конструктивно неразборно с клапанами, поэтому при поломке даже одного клапана приходится менять всю дорогостоющую сборную деталь. Это ещё более увеличивает недостаток, на первый взгляд бюджетного компрессора. 

Существенным недостатком КВД является повышенная вибрация, наиболее часто приводящая к образованию трещин змеевиков-межступенчатых охладителей и других трубопроводов, особенно высокого давления, поломки корпусных и др. деталей. В принципе, узлы любого компрессора должены быть выполнены вибрационно устойчивыми. Стоит обратить внимание на специальные стяжки змеевиков-охладителей, трубопроводов высокого давления и отдельных элементов конструкции, таких как фильтр высокого давления и т.п. В общем, компрессор имеющий при одинаковой производительности и типе привода меньшую вибрацию узлов - более надёжен и долговечен.