Расчёт компрессора сжатого воздуха
Расчёт производительности и мощности компрессорной установки для нужд пневматики производства. Учитывает суммарный расход потребителей, коэффициент одновременности, рабочее давление, запас на утечки. Определяет тип и мощность винтового или поршневого компрессора.
Производительность компрессорной установки должна с запасом покрывать суммарный расход сжатого воздуха всех потребителей цеха: пневмоинструмента, пневмоцилиндров, систем автоматики, окрасочных камер, пескоструйных установок. Правильный расчёт позволяет избежать как «передоза» (переплата за электроэнергию и ресурс), так и «недостаточности» (падение давления в пиковые моменты, остановка производства).
Расчётный расход определяется по формуле Qр = Σ(qi × ki) × Kо × (1 + Kу), где qi — паспортный расход каждого потребителя (л/мин при номинальном давлении), ki — коэффициент использования каждого (0,2–0,8 в зависимости от характера работы), Kо — коэффициент одновременности (0,7–0,9 для 2–5 потребителей, 0,5–0,7 для 10–20), Kу — коэффициент утечек (0,1–0,2 для новой сети, 0,3–0,5 для старой). Производительность компрессора принимается на 20–30% выше расчётного расхода для создания запаса ресивера и работы в циклическом режиме. Мощность электродвигателя винтового компрессора ориентировочно 6–7 кВт на 1000 л/мин производительности при давлении 8 бар.
Пример для механообрабатывающего цеха. Потребители: 5 пневматических гайковёртов по 300 л/мин (ki=0,3), 2 пескоструйные камеры по 1500 л/мин (ki=0,4), 10 пневмоцилиндров автоматики по 50 л/мин (ki=0,2). Расход гайковёртов 5 × 300 × 0,3 = 450 л/мин, пескоструя 2 × 1500 × 0,4 = 1200 л/мин, автоматики 10 × 50 × 0,2 = 100 л/мин. Сумма 1750 л/мин. Коэффициент одновременности для 17 потребителей — 0,6, с утечками 0,2: Qр = 1750 × 0,6 × 1,2 = 1260 л/мин. С запасом 25% — 1575 л/мин, что соответствует винтовому компрессору на 1600 л/мин производительностью 11 кВт, например Atlas Copco GA 11 или Remeza ВК15Е.
При выборе компрессора учитывают режим работы — для равномерной постоянной нагрузки эффективнее компрессор с частотным приводом (экономия 25–35% электроэнергии), для циклической — с ресивером большой ёмкости (300–1000 л). Также закладывается резервный компрессор при критичности непрерывного снабжения воздухом (окрасочные линии, автоматические линии сборки).
Нормативная база
- ГОСТ Р 52543-2006 — установки компрессорные стационарные
- Технические правила эксплуатации компрессорных установок
- Каталоги производителей (Atlas Copco, Kaeser, Remeza)
Частые вопросы
Винтовой или поршневой компрессор — что выбрать?
Поршневой — для малых производительностей (до 500 л/мин) и прерывистой работы (гаражи, автосервисы, малые мастерские). Дешевле на 30–50%, но ресурс 10–20 тыс. часов. Винтовой — для производительностей от 500 л/мин и постоянной работы (цеха, окрасочные линии). Дороже, но ресурс 60–100 тыс. часов и выше КПД. Для производства, работающего в две смены — винтовой окупается за 2–3 года.Нужна ли осушка сжатого воздуха?
Да, для большинства применений обязательна. Без осушителя в воздухе содержится 10–15 г влаги на кубометр, что ведёт к ржавчине пневмолиний, замерзанию в холодное время, порче пневмоинструмента, браку в покраске. Рефрижераторный осушитель (точка росы +3°C) достаточен для 90% применений, адсорбционный (−40°C) — для электроники, пищевых и фармацевтических производств.
Источники
- ГОСТ Р 52543-2006 — Установки компрессорные — Росстандарт
- Каталог Atlas Copco GA — винтовые компрессоры — Atlas Copco