Компрессоры, сберегающие энергию

В мире высокой моды

Год назад, в мае 2008 года, один из мировых лидеров производства компрессоров – Atlas Copco – начал серию презентаций обновленной серии GA (мощность – 90-160 кВт, рис. 1). В марте 2009 года  серия GA одержала победу в конкурсе на звание лучшего оборудования года в номинации «Насосы и Компрессоры» по версии немецкого журнала P&A. Компрессор GA 160 VSD побил несколько мировых рекордов: в показателях общего потребления энергии, потребления энергии отдельных элементов, срока службы расходных материалов.

Все компоненты GA были модифицированы таким образом, чтобы максимально снизить энергопотребление. В результате – компрессоры этой серии расходуют на 11 % меньше электроэнергии, чем предыдущие модели. Показатель удельного энергопотребления – 350 Дж/л. Разработчики внедрили ряд технических новаций, позволивших добиться высоких показателей энергоэффективности.

Рис. 1. Компрессор Atlas Copco GA 160 VSD.

Компрессоры GA  – это оборудование с интегрированными компонентами, включая влагосепаратор. Обладает широким диапазоном регулирования – от 100 до 17 % (хорошая адаптация к колебаниям потребления воздуха). По данным производителя, глубина регулирования компрессоров GA, по крайней мере, на 18 % больше, чем у любого компрессора сопоставимой мощности, из представленных на рынке.

GA – первый в мире компрессор с впрыском масла и интегрированным в систему охлаждения сжатого воздуха влагосепаратором. Падение внутреннего давления сокращено на 50 %, что обусловило снижение общего расхода энергии на 2 %.

Компрессор GA – это первый воздушный компрессор «Атлас Копко» с системой VSD-контроля охлаждающих вентиляторов. Скорость вращения вентилятора меняется в зависимости от необходимой степени охлаждения. Энергопотребление снижается до 59 % по сравнению с вентиляторами с фиксированной скоростью вращения.

В серии GA оптимизирован профиль винтового элемента. По информации производителя, он на 5-6 % менее энергозатратен, чем в предыдущем исполнении.
Наконец, в серии GA внедрена запатентованная система контроля экономичности циклов (Saver Cycle Control). За счет этого потребление энергии осушителями холодильного типа сокращено на 30 % (при нормальных условиях загрузки).


Не лыком шиты

В октябре 2008 года в рамках Международного форума PCVEXPO (г. Москва) проводился конкурс «Энергосберегающее компрессорное оборудование. Внедрение научных достижений». Первое место в номинации «Новые типы компрессоров» присуждено мультипликаторному центробежному турбокомпрессору Аэроком АС-840/4,5 (разработчик: ЗАО НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа»; изготовитель: ОАО «Казанькомпрессормаш») – рис. 2.

Рис. 2. Мультипликаторный центробежный турбокомпрессор Аэроком АС-840/4,5.

Аэроком АС-840/4,5 – первый отечественный мультипликаторный центробежный компрессор производительностью  840 м3/мин. По данным изготовителя, удельное энергопотребление у этой модели на 7-8 % меньше, чем у центробежных компрессоров классической (одновальной) схемы (Таблица 1).

Аэроком АС-840/4,5 предназначен для сжатия воздуха на нефтехимических, химических и других промышленных предприятиях. Основные элементы: компрессорный агрегат, электродвигатель привода с пусковым устройством, воздушный фильтр, система автоматизации, глушитель шума. Компрессорный агрегат выполнен блоком, в котором корпус турбокомпрессора, межступенчатый газоохладитель, система смазки – смонтированы на общей жесткой раме, являющейся одновременно маслобаком. Корпус турбокомпрессора состоит из мультипликатора с закрепленными на нем двумя ступенями сжатия. Аэроком АС-840/4,5 комплектуется электродвигателем Siemens (смонтирован на отдельной раме и связан с корпусом турбокомпрессора зубчатой муфтой) c устройством «мягкого» пуска, ограничивающим пусковой ток кратностью не более 1,0 номинального.

Таблица 1. Сравнительная характеристика турбокомпрессора Аэроком АС-840/4,5 с аналогами (данные ОАО «Казанькомпрессормаш»).



Комментарии: Аэроком АС-840/4,5 более экономичен по сравнению с аналогами, т.к. на сжатие 1 м3 воздуха затрачивается меньшая мощность. При этом Аэроком АС-840/4,5 более компактен и менее материалоемок.


Кризис и энергосбережение

Рублевая девальвация в начале 2009 года привела к ощутимому росту цен на импортную продукцию. В такой ситуации потребители все активнее интересуются компрессорным оборудованием отечественного производства. В модельных «линейках» многих российских компаний представлено оборудование с высокими энергосберегающими возможностями. 

Винтовые агрегаты серии «Атлант» (рис. 3) Уральского компрессорного завода имеют производительность от 0,8 до 43,8 м3/мин; давление – от 0,75 до 1,3 МПа – при потребляемой мощности от 7,5 до 250 кВт.

По данным производителя, «Атлант» позволяет экономить до 30 % потребляемой энергии  за счет высокого КПД, гибкости в эксплуатации, обеспечиваемой возможностью многократного пуска и остановки в зависимости от режима потребления, изменяющегося от максимума до нуля.

Рис. 3. Маслозаполненный винтовой компрессор «Атлант».

КПД винтовых компрессорных установок типа ДЭН «ОПТИМ» (рис. 4) Челябинского компрессорного завода – 97 %. Эти компрессоры комплектуются частотно-регулируемым приводом, а также дополнительным оборудованием, оптимизирующими энергопотребление, таким как микропроцессорный блок управления Air Master S1 и система централизованного управления группой компрессоров METACENTRE (рис. 5). Последняя обеспечивает подачу необходимого количества сжатого воздуха при минимально возможных энергозатратах. METACENTRE  экономит до 25 % электроэнергии по сравнению с традиционными системами управления компрессорными станциями.




Рис. 4. Винтовой компрессор серии ДЭН «ОПТИМ».

Компрессоры ДЭН мощностью более 90 кВт стандартно комплектуются устройством плавного пуска. Пусковые токи снижаются в три раза по сравнению со схемой «звезда – треугольник».





Рис. 5. Система централизованного управления группой компрессоров METACENTRE.







Но как быть, если нет возможности приобрести энергоэффективное оборудование или внедрение новых компрессоров не дает желаемого экономического эффекта? В этом случае не будут лишними энергоаудит и проведение комплекса энергосберегающих мероприятий.
Таблица 2 составлена по результатам нескольких десятков энергоаудитов компрессорного оборудования, выполненных специалистами  одной из инжиниринговых компаний – это наглядная иллюстрация возможного потенциала сбережения энергии в процессе производства сжатого воздуха.



К.Литвиненко