فشار خروجی کمپرسور بی ثبات و نوسانی شده، کنترل جریان هوا دشوار به نظر میرسد، فیوزها میسوزند یا برکرها قطع میشوند، سروصدای کمپرسور از تحمل ما فراتر رفته و سخت روشن خاموش میشود، اینها همگی نشانههای جدی از آستانهی خرابی است. در بیشتر موارد و به ویژه در وضعیت کنونی ایران تعمیر گزینهی اول و حتی آخر است. صرفهجویی در منابع و حفظ تجیزات بزرگ قابل درک است. با این حال در مواردی نیز، بخصوص در شرایط اقتصادی نرمال، تعویض کمپرسور بیمار معقول خواهد بود.
سری کمپرسورهای SCK آلوپ در مدلهای ۸ تا ۱۹ با الکتروموتورهای ۵ تا ۱۵ کیلووات پاسخ این سازندهی کمپرسور آلمانی به نیاز بازار برای کمپرسور اسکرو برقی استاندارد و کوچک است. این کمپرسورها مصرف انرژی معقولی داشته و برای کارگاههای کوچک تا متوسط طراحی شده است. اگر مصرف هوای کمی دارید و نیاز هوای فشردهی شما نوسان خاصی ندارد، نیازی هم به کمپرسور VSD ندارید و میتوانید این مدلها را مدنظر قرار دهید.
کمپرسور هوا در صنایع فلزات و فرآوری آنها کاربرد گسترده ای دارد و نقش منبع چهارم انرژی را در کنار آب، برق و گاز، حتی در محیطهای سخت ایفا میکند. کاربردهای هوای فشرده برای متالورژی گسترده و شامل موارد زیر است:
۱- تامین هوا: کمپرسور هوای کورههای انفجاری، تولید کوک و کورههای اکسیژن را تامین میکند.
در این مطلب به بررسی نوعی از طراحی مکانیکی خواهیم پرداخت که به جای تکیه بر قطعات صلبی چون مفصلهای کلاسیک، اتصالات و یاتاقان، از خم شدن و انعطاف کنترلشده استفاده میکند. این ماشین آلات در بسیاری از کاربردها از سیستمهای مکانیکی بهتر عمل میکنند. شیوهی طراحی آنها اصطلاحا مکانیسم تطبیقپذیر یا سازگار خوانده میشود: Compliant Mechanisms. و در این نگارش این متن از منابع مختلف، منجمله ویدیوی یوتیوب کانال وریتاسیوم بهره برده شده است.
کمپرسورهای تکمرحلهای و دومرحلهای هر دو از قدیم در صنعت بوده و خریدار داشته اند. خیلی از فعالان صنعت فقط میدانند که کمپرسور دومرحلهای گرانتر است، در صورتی که تفاوتهای ساختاری و عملکردی بیشتر از اینهاست و انتخاب درست از آگاهی بیشتر نشئت میگیرد.
در کمپرسورهای دومرحلهای فرآیند فشردهسازی هوا به دو مرحله تقسیم میشود و استیج نخست با نسبت تراکم حدود ۱ به ۲/۸ انجام میشود. هوا قبل از ورود به استیج و المنت دوم از اینترکولر یا واحد خنک کنندهی میانی گذر میکند تا گرمای فشردهسازی دفع شود. مرحلهی دوم نیز مشابه با مرحلهی نخست نسبت تراکم مشخصی در همان حدود خواهد داشت. در کمپرسورهای دومرحلهای یکی از مراحل اصطلاحا فشار ضعیف و یکی فشار قوی یا به ترتیب Low Pressure (LP) و High Pressure (HP) نام میگیرد.
خنک کاری میان مرحلهای کل انرژی لازم برای فشردهسازی را کاهش میدهد. این کاهش به موجب خنکسازی هوای داغ پیش از ورود به مرحلهی دوم کمپرسور است که راندمان عملیات را ارتقا میدهد. در تئوری به دنبال دستیابی به فرآیندی ایزوترمال یا همدما هستیم. به موجب محاسبات ترمودینامیکی کمپرسور که همدما کار کند کمترین کار و در نتیجه کمترین انرژی مصرفی را خواهد داشت.
فشردهسازی همدما به معنای فشردهسازی هوا در دمای ثابت است. در عمل چنین فرآیندی به معنای سطح انتقال حرارت بینهایت یا سرعت بسیار پایین عملیات است تا دفع گرما همزمان با فشردهسازی محقق شود. در نتیجه عملیاتی دور از دسترسی و ایدهآل باقی میماند. مدل دیگری که داریم مدل آدیاباتیک یا فرآیند بیدررو است که بدون تبادل گرما با محیط رخ داده، دما شدیدا بالا میرود و کار مصرفی در آن بیشینه خواهد بود. در صنعت به دنبال پرهیز از آدیاباتیک هستیم و مدلی مرزی است.
تمام کمپرسورهای واقعی به شکل پلی تروپیک کار میکنند. در فرآیند پلی تروپیک مقداری دفع گرما داریم و دما تا حدی نه چندان زیاد بالا میرود. این فرآیند کاملا عملیاتی و قابل طرحی است و از آدیاباتیک مصرف انرژی کمتری دارد. برای دستیابی به فرآیند پلی تروپیک و فاصله گرفتن از فرآیند آدیاباتیک از اینترکولر یا میانسردکن، روغنکاری، تزریق روغن یا آب و چندمرحلهای کردن فرآیند بهره میبریم. تمامی اینها تلاشی برای نزدیکتر شدن به فرآیندی همدماست. داستان بهرهوری انرژی کمپرسور داستان کمینه کردن کار فشردهسازی با مدیریت گرماست.
در صنعت مثالهای مختلفی برای این مسئله داریم. کمپرسور اسکرو روغنی یا اویل اینجکت با تزریق روغن سعی در جذب گرمای داخل المنت دارد. فرمول عمومی فرآیند پلی تروپیک 
است و هرچه n به یک نزدیکتر باشد، فرآیند به ایزوترمال نزدیکتر است. مسیر فرآیند کمپرسور اسکرو روغنی با n در حدود ۱/۱ و ۱/۲ به فرآیند پلی تروپیک نزدیکتر است و این عدد برای کمپرسورهای پیستونی که خنک کاری ندارند برابر با ۱/۳۵ تا ۱/۴ است که به فرآیند آدیاباتیک و انرژیبر نزدیکتر است. کمپرسورهای دومرحلهای که از اینترکولر بهره میبرند عملا از کمپرسور تکمرحلهای همدماتر بوده و دمای پایینتر و مصرف انرژی کمتری دارد.
کمپرسورهای دومرحلهای فشار کاری را روی قطعات تقسیم میکنند که این مسئله توام با کاهش حرارت باعث استهلاک کمتر و عمر طولانیتر قطعات خواهد بود. برای مثال در کمپرسور دومرحلهای برند کایشان که سازنده معتبر چینی است تعداد بلبرینگهای خروجی نسبت به کمپرسور مشابه تکمرحلهای بیشتر است و تعداد بلبرینگ بیشتر به معنای توزیع فشار بر قطعات متعدد است. در این کمپرسورها در مدلهای تکمرحلهای ۲ بلبرینگ تمام بار را تحمل میکنند، در حالیکه در مدلهای دومرحلهای در المنت اول چهار بلبرینگ و در المنت دوم ۳ بلبرینگ و جمعا ۷ بلبرینگ تمام بار را تحمل میکنند. این مسئله به دوام عملیاتی و طول عمر کمپرسور کمک کرده و نیاز به سرویس دورهای را کاهش میدهد.
کمپرسور دومرحلهای در قدرت مشابه کمپرسور تکمرحلهای ۱۵ تا ۲۰ درصد هوادهی بیشتر دارد که امکان خرید کمپرسور با الکتروموتور ضعیفتر را برای نیاز به هوادهی یکسان فراهم میاورد. به عنوان مثال به جای دستگاه ۳۰۰ اسب بخار تکمرحلهای میتوان کمپرسور ۲۵۰ اسب دومرحلهای تهیه کرد که همان هوادهی مشابه را دارد و هزینهی خرید و مصرف انرژی هر دو کاهش خواهد یافت.
هزینههای عملیاتی چیست؟ برق، سرویس و نگهداری و تعویض قطعات که تمامی اینها در کمپرسور دومرحلهای تغییر مثبت خواهد داشت. مصرف برق و انرژی کم میشود، سرویس و نگهداری کمتری نیاز داریم و تعویض قطعات نیز با فاصله بلندمدتتری ضروری می یابد. هزینه عملیاتی کل کمپرسور دومرحلهای معمولا از مشابه تکمرحلهای کمتر است و این تفاوت در کار کارخانجات پرمصرفی که نیازمند تولید پیوسته هستند تفاوت بسیار محسوسی ایجاد خواهد کرد.
گرچه کمپرسور دومرحلهای قیمت اولیهی گرانتری دارد ولی با احتساب جزئیات بلندمدتی چون برق، نگهداری، تعمیرات کمپرسور و عمر طولانیتر هزینهی کل مالکیت آن برای اکثر کاربردهای صنعتی بهتر از کمپرسور تکمرحلهایست. در نتیجه میتوان پرسید چه زمانی کمپرسور دومرحلهای انتخاب بهتری است؟
✔️ کمپرسور لود اصلی که بیشتر مواقع کاملا زیر بار است و با تمام توان کار میکند.
✔️ کاربردهای صنعتی که تقاضای مصرفی بالایی دارند و از جملهی آنها میتوان به تولیدیها، خودروسازی، هوافضا، غذا و نوشیدنی و شیشهسازی اشاره کرد.
✔️ هرگاه مصرف انرژی و اطمینان عملیاتی دغدغههای اصلی باشد.
مثال؟ کمپرسورهای اطلس کوپکو که در مدلهای GA تکمرحلهای و در مدلهای GR دومرحلهای هستند. نمونهای از این دو را میتوان در پُستهای معرفی کمپرسور GA 200 و کمپرسور GR 200 ملاحظه کرد.
کمپرسور اسکرو برقی GA 200 اطلس کوپکو یک کمپرسور روغنی با توان ۲۰۰ کیلووات است که برای مصارف صنعتی طراحی شده است. این کمپرسور در مدلهای مختلف با فشار کاری ۷.۵ تا ۱۳ بار و ظرفیت هوادهی ۲۶.۱ تا ۳۶.۱ مترمکعب بر دقیقه عرضه میشود. مدلهای فول فیچر آن دارای خشککن (درایر) هستند و برای کاربردهایی که حضور روغن در هوای خروجی اهمیت ندارد، مناسباند. این کمپرسورها در دو نوع هواخنک و آبخنک تولید میشوند و ابعاد و مشخصات آنها بسته به مدل متفاوت است.
در فرآیندهای صنعتی پیشرفته، متال اسپری یکی از روشهای مهم ایجاد پوششهای مقاوم بر روی سطوح فلزی و غیرفلزی است. این فناوری که در دسته روشهای پوششدهی حرارتی و مکانیکی قرار میگیرد به طور گسترده در صنایع نفت و گاز، نیروگاهی، پتروشیمی، فولاد، هوافضا، تعمیرات صنعتی و بازرسازی قطعات فرسوده مورد استفاده قرار میگیرد. در متال اسپری، سیستم هوا فشرده و به ویژه کمپرسور هوا نقشی کلیدی و حذفنشدنی در کیفیت، پایداری و موفقیت نهایی فرآیند متال اسپری ایفا میکند. شناخت نوع کمپرسور، فشار کاری، حجم هوای مورد نیاز، کیفیت هوا و میزان حساسیت فرآیندها به آلایندهها برای طراحی یا انتخاب سیستم متال اسپری حرفهای ضروری است.
کمپرسور هوا در تمام مراحل فرآیند تصفیهی فاضلاب، از هوادهی و جداسازی تا اکسیداسیون و خشک کردن لجن کاربرد دارد. انتخاب بهترین کمپرسور هوا برای کاربرد در صنعت تصفیه فاضلاب فراتر از بررسیهای معمول هزینه، عملکرد و نگهداری، بایستی به نیاز دقیق این صنعت، یعنی هوای کمفشار بپردازد.
برخلاف تصور عموم، کمپرسور هوای روتاری اسکرو ارزانترین قیمت اولیه را به هنگام خرید کمپرسور جدید نخواهد داشت، ولی در هزینهی بلندمدت مالکیت دستگاه معمولا بهترین انتخاب است. این برتری به ویژه در کاربردهای صنعتی خود را نشان میدهد. تحقیقات بینالمللی، از جمله تحقیقات وزارت انرژی ایالات متحده هزینهی خرید و نصب کمپرسور را در حدود ۱۲ درصد از کل هزینهی طول عمر دستگاه تخمین میزند و انرژی یا برق ۷۶ درصد از سهم کل را دارد. اینجا برق ارزان است، هرچند اخیرا هزینههای خود را به هر صورت ممکن از جیب ما برمیدارد. ۷۶ درصد برق، ۱۲ درصد خرید و نصب کمپرسور و باقیمانده، یعنی ۱۲ درصد دیگر سهم نگهداری و تعمیرات کمپرسور خواهد شد، ۱۲ درصدی که در ایران گاه به شکلی جانکاه تجربه میکنیم.
ابتدا روشن کنیم: یاتاقان واژهای ترکی است به معنای «چیزی که بر آن میتوان خوابید». اصطلاحا به این قبیل واژگان وامواژه میگویند و کار را به خوبی راه می اندازند. مترادف انگلیسی آن بیرینگ یا Bearing است و انواع مختلفی دارد. در فارسی هم یاتاقان و هم بیرینگ گفته میشود، بسته به نوع آن نیز اسامی دیگر آن کاربرد دارد. مثلا سادهترین نوع یاتاقان، یاتاقانهای سر محور یا یاتاقانهای خاندار است که همگی با نام بوش میشناسیم. در کمپرسور روتاری اسکرو، همانطور که از نام آن برمیاید، چرخش و نیروی دورانی نقش ویژهای دارد و خواباندن دو قطعهی دوار بر یکدیگر به تعدادی از یاتاقانهای غلتشی و دوار نیاز دارد. برای همین بلبرینگها در کمپرسورها و همچنین ماشینهای سواری بسیار پرکاربرد و آشنا هستند.
برش لیزری CNC برای عملکرد دقیق به هوای فشرده زیادی نیاز دارد تا دود و برادههای برش را از مسیر پرتوی لیزر و دید اپراتور دور کند. کمپرسور هوای صنعتی و سیستمهای هوای فشرده در کنار آب، برق و گاز طبیعی چهارمین ابزار بشر در کارها شناخته شده اند؛ در کارگاههای برش لیزری که بر روی فلز، پلاستیک و چوب کار میکنند نیز حضور این ماشین آلات ضروری است.
تماس با شرکت