کمپرسور دستگاهی است که هوا یا گاز را دریافت کرده و با فشار و سرعت بالاتری تخلیه میکند. چنین دستگاهی برای مثال اگر با گاز کار کند برای افزایش فشار و انتقال آن کاربرد دارد و اگر با هوا کار کند به دو شکل در صنایع، معادن و ساخت و ساز به کار گرفته میشود: ۱. هوای انرژی که همانا ذخیرهی انرژی به شکل فشار هواست و ۲. هوای فعال که طی آن هوای پرفشار به طور مستقیم بر روی محصول نهایی پاشیده میشود، مثلا برای رنگآمیزی خودرو یا تخلیه براده حفاری چاه.
میدان گازی پارس جنوبی بزرگترین میدان گازی جهان است و در نیمهی دوم عمر خود با افت فشار مخزن از ۳۵۰ اتمسفر به ۲۴۰ اتمسفر روبرست. در صورت افت فشار بیشتر دیگر امکان انتقال گاز طبیعی با فشار طبیعی به تاسیسات خشکی نخواهد بود.
نمایشی از استحصال گاز طبیعی از مخازن گازی همراه و مستقلل
همانطور که گفته شد هوا به دو شکل خازن انرژی و مستقیم در صنعت کاربرد دارد. در صورتی که محل مورد نظر به الکتریسیته دائمی و صنعتی دسترسی داشته باشد از کمپرسور برقی استفاده میکند. کمپرسور برقی با الکتروموتور کار میکند.
محبوبترین کمپرسور هوا: کمپرسور اسکرو
کمپرسورها بر چند دستهاند و تفاوت آنها به مکانیسم فشردهسازی بازمیگردد. هرکدام از این مکانیسمها خروجی خاص خود را دارد. برای مثال مکانیسم فشردهسازی دینامیکی که در کمپرسورهای محوری و گریز از مرکز به کار میرود خروجی سریعتر ولی کمفشارتری دارد و مکانیسم جابجایی مثبت که در کمپرسورهای پیستونی و اسکرو کاربرد دارد خروجی پرفشارتر و کُندتری دارد. در این عبارات مقصود از سرعت خروجی کمپرسور شارش حجمی است. شارش حجمی یا دبی مقدار حجم گذری در دقیقه است.
تا میانهی قرن ۲۰ میلادی کمپرسور پیستونی محبوبترین و پرکاربردترین کمپرسور هوا محسوب میشد. این کمپرسور حتی برای نیازهایی که به برق صنعتی دسترسی نداشتند هم راه چارهای در جیب داشت: کمپرسور پرتابل دیزلی.
کمپرسور دیزلی پیستونی
گریس کاری بیرینگ موتور کمپرسور
این ماشینآلات که نمونههای اولیه کمپرسور سیار محسوب میشود برای جادهسازی حضوری پررنگ داشتند. موتور دیزلی مستقیم و از طریق میللنگ مشترک به واحد کمپرسور پیستونی وصل شده و آن را به حرکت درمیآورد. اگرچه این کمپرسورهای سیار چندمنظوره بودند و چکشهای تخریب تا متههای بادی را در سایتهای کارگاهی تغذیه میکردند اما محدودیتهایی جدی داشتند: کمپرسور پیستونی سیار سنگین و پر سروصدا بود و داغ میکرد. و مهمتر از همه، کمپرسور پیستونی برای استفادهی مقطعی ساخته شده و نیازمند استراحت است.
کمپرسور پیستونی در تامین هوای مداوم و با حجم بالا که برای کاربردهای صنعتی بزرگ لازم است ناتوان بود و معرفی اولین کمپرسور سیار اسکرو در سال ۱۹۵۸ راهکاری مطمئن و کارآمد ارائه داد.
برق تولیدی در نیروگاه با ژنراتورهای ۳ فاز تولید شده و ۳ فاز است. مزیت اصلی برق ۳ فاز در مقایسه با برق تک فاز توان ثابت دائمی آن برای بار الکتریکی است. حتی توان لحظهای برق ۳ فاز هم ثابت است و با زمان تغییر نمیکند.
کمپرسور اسکرو
کمپرسور دیزلی اطلس کوپکو با شاسی فراساحلی یا آف شور
کمپرسور اسکرو در مقایسه با کمپرسور پیستونی قطعات متحرک کمتری داشته و اتفاقا و برخلاف کمپرسور پیستونی رای کار پیوسته مناسب است. واحد کمپرسور این ماشینآلات متشکل از دو روتور نر و ماده است. روتورها مارپیچهایی بر روی شافتی فولادین هستیند که در هم تنیدهاند و هوای گیر افتاده در میان آنها هرچه جلوتر میرود فشردهتر میشود.
تامین نیروی کمپرسور
نیروی محرکهی کمپرسور اسکرو به دو شکل تامین میشود، نخست با بکارگیری الکتروموتور که بهترین سازندگان آن زیمنس، ABB و WEG هستند. کمپرسور اسکرو برقی برای تمامی نیازها ایدهآل است، به شرطی که از پس تامین برق آن برآیید.
دومین روش تامین نیروی مورد نیاز با کمک موتور دیزلی است. این موتورها فرقی با موتورهای نصب شده بر روی دیگر ماشینآلات سنگین از جمله کامیونها و اتوبوسها ندارد. رقابت بر سر ساخت بهترین موتور دیزلی جدیتر و بازار پر از برندهای خوب و معتبر است: کاترپیلار، جان دیر، دویتس، کوبوتا، کومنز همگی موتورهای باکیفیتی میسازند و برای مثال کاترپیلار و کومنز بازار موتورهای جانسخت و پرقدرت و کوبوتا بازار موتورهای کوچک را از آن خود کرده اند.
اگرچه هر دو نوع کمپرسور اسکرو، چه برقی و چه دیزلی، از فناوری فشردهسازی یکسانی بهره میبرد، اما تفاوتهایی هم دارند. تفاوت اصلی در آن است که کمپرسور برقی برای کار ایستا و ثابت بهینه شده است. این کمپرسورها که در انگلیسی با نام Stationary به معنای ایستا شناخته میشود تجهیزاتی است که برای کار دائمی در یک جا تعبیه شده و راندمان و طول عمر آن بهترین است. کمپرسور دیزلی دستگاهی خودکفاست. این نیروگاههای سیار برای کار در شرایط سخت کاراگاهی مقاومسازی میشوند.
در ابتدای متن به کمپرسورهای گاز و افت فشار میدان گازی پارس جنوبی اشاره شد. چند سال پیش قطر پروژهی افزایش فشار خود را آغاز کرده است و با پایان این پروژه نه تنها فشار سمت قطری افزایش می یابد، بلکه اختلاف فشار ایجاد شده گاز ایرانی را سمت قطر خواهد راند.
مقیاس پروژهای که برای کمپرسورهای عظیم گازی میدان پارس جنوبی تعریف شده در ذهن نمیگنجد. سرمایهگذاری کل پروژه ۱۷ میلیارد دلار بوده و بر ۷ هاب فراساحلی تقسیم میشود. هر هاب خود ۶ سکو و هر سکو ۴ توربوکمپرسور عظیم و قدرتمند خواهد داشت. در مجموعه ۵۶ کمپرسور برای افزایش فشار پارس جنوبی لازم است که هر یک توانی برابر با ۳۰ تا ۴۰ مگاوات دارد.
ایرند کمپرسور
اصول پایهی طراحی ایرند کمپرسور اسکرو در هر دو مدل دیزلی و برقی یکسان است، اما طراحی اختصاصی ایرند هرکدام از این مدل کمپرسورها متفاوت است. نیازهای طراحی کمپرسور دیزلی ناشی از نیاز به تحرک و استفاده از سوخت دیزلی است.
در کمپرسور سیار تمرکز طراحی ایرند کمپرسور بر سهولت نگهداری و سازگاری با شرایط کارگاهی است. در نمونهای از پتنتهای ثبت شده برای ایرند کمپرسور پرتابل طراحی به گونهای پیش برده شده تا محفظهی بلبرینگ از بدنه اصلی جدا باشد. این نوآوریها ذیل طراحی ماژولار طبقهبندی میشود که کار ساخت و مخصوصا تعمیرات در محل را سادهتر و مقرون به صرفه میکند. از جمله دلایل محبوبیت کمپرسورهای پرتابل اینگرسولرند هم میتوان به همین طراحی ماژولار اجزا اشاره کرد. طراحی کمپرسور پرتابل مسیرهای روانکاری خاصی دارد تا بلبرینگها بلافاصله پس از راهاندازی روغنکاری شوند. اولویت و ترتیب روغنکاری از جمله ریزهکاریهای طراحی است. این ترتیب برای کمپرسورهایی که در کارگاه کار کرده و مرتب خاموش و روشن میشوند مناسب است.
در کمپرسور پرتابل سمت موتور فیلتر سوخت، فیلتر روغن موتور، رادیاتور، قطعات استارت و جرقه و عایق صوتی دارد. همچنین سمت کمپرسور نیز ایرند، فیلتر هوای کمپرسور، فیلتر روغن و سپراتور روغن و هوا قرار میگیرد.
کمپرسور اسکرو برقی
تفاوتهای پیکربندی این کمپرسورها فراتر از منبع تامین نیروست و در سیستمهای پشتیبان دیده میشود. در طراحی کمپرسور برقی و ایستا تمرکز بر راندمان و هوای پاک است. این کمپرسورها سیستمهای کنترلی پیشرفته PLC و درایو سرعت متغیر دارند تا مصرف انرژی هم بهینه شود. در برخی مدلها شیر مارپیچی خروجی کمپرسور را مطابق میزان مصرف هوا تطبیق میدهد. همچنین این کمپرسور که بیشتر در کارخانجات کاربرد دارد به سیستمهای فیلتراسیون و خشککننده پیشرفته متصل میشود تا تولید هوای فشرده پاکیزه و خشک را برای فرآیندهای حساستر تولیدی تامین کند.
کمپرسور ایستا و ثابت سنگین، پایدار و کمصداست. این کمپرسورها بر روی اسکید یا مخزن سوار شده و روی فنداسیونی بتونی قرار میگیرند.
کمپرسور اسکرو دیزلی
موتور مرسدس بنز بر روی کمپرسور دیزلی اطلس کوپکو
استقامت کارگاهی و راهاندازی سرعتی برای اپراتور کمپرسور پرتابل اهمیت دارد. این کمپرسورها برای خودکفایی طراحی میشوند و مخزن سوخت مخصوص، سیستم استارت قدرتمند با باتری و قطعکن و تجهیزات سنگین یدککشی دارند. کمپرسورهای جدیدتر، بخصوص مدلهای کمپرسور دوسان، امکان ارائه فشار دوگانه دارند که به اپراتور اجازه میدهد با یک سوئیچ بین سطوح مختلف فشار جابجا شده و برای ابزارآلات بادی مختلف هوا بفرستد. صفحه کنترلر کمپرسور دیزلی مقاومسازی میشود.
در این کمپرسورها، برخلاف کمپرسور برقی، سیستم کنترل پنوماتیک استفاده میشود. در اثر کاهش مصرف هوا فشار سیستم افزایش یافته و شیر کنترل مخصوصی به تدریج دریچه ورودی را میبندد و همزمان دور موتور را کاهش میدهد. این فرآیند خروجی کمپرسور را مستقیما به دور موتور مرتبط میکند تا مصرف سوخت در سایت کارگاهی بهینه شود.
دو کمپرسور یکسان، دو دنیای متفاوت
اگر مصرف هوای فشردهی شما متمرکز در یک نقطه است، به منبع مطمئنی از برق صنعتی دسترسی دارید و فضای کافی و فنداسیون مناسب برای نصب دائمی کمپرسور دارید، کمپرسور اسکرو برقی همیشه انتخاب شماست. و اگر کار شما از محلی به محلی دیگر جابجا میشود، در این جابجاییها به برق پایداری دسترسی ندارید یا نیازمند دستگاهی محکم برای فضای باز هستید، کمپرسور اسکرو دیزلی بهتر است.
