Jednostepeni ili dvostepeni vijčani kompresor?

Danas se više nego ikada ranije suočavamo sa zahtevima za povećanje energetske efikasnosti, pre svega u industriji. Rukovodioci proizvodnih pogona neprestano istražuju i tragaju za novim načinima koji bi omogućili smanjenje proizvodnih troškova, razvoj poboljšanja u proizvodnim procesima s najvećim mogućim povraćajem investicije, kao i kako postići da trošak po jedinici proizvoda bude što manji.

Od svih raznolikih sistema kojima upravljaju odgovorni za proizvodnju upravo sistem za snabdevanje komprimovanim vazduhom pruža najviše mogućnosti za poboljšanja i uštedu uopšte, pošto se radi o najskupljem energentu.

Kompanija OMEGA AIR d. o. o. Ljubljana zalaže se za praćenje svetskih trendova proizvođača vijčanih kompresora, koji izrađuju vijčane kompresore robne marke OMEGA AIR. Kada je reč o tehnologiji proizvodnje komprimovanog vazduha, na iskorišćenost kompresora najviše utiču sledeći činioci:

1. vijčani element, 2. pogonski motor, 3. prenos snage, 4. hladnjak za ulje i vazduh, 5. upravljački uređaj.

U poplavi brojnih proizvođača kompresorske tehnike ključno je izabrati odgovarajuće i efikasne tehnologije kompresora. Klipni ili vijčani kompresor? Konstantna-fiksna brzina motora ili pogonski motor sa frekventnim upravljanjem? Kompresor s uljanim podmazivanjem ili bezuljni kompresor? Jednostepeni ili dvostepeni vijčani kompresor? Adekvatan izbor tehnologije kompresora svakako predstavlja veliki izazov za ulaganje.

Dvostepeni vijčani element

Najvažniji parametri koji pokazuju efikasnost (ili neefikasnost) postojećeg sistema: U kompresorskim sistemima imamo kapacitet kompresora izražen u l/min ili m3/h, radni pritisak izražen u bar (7/8/10/12 bar ili više), snagu aktivnog kompresora izraženu u kW i sve to definisano po jedinici vremena. Ovi parametri navode podatak o efikasnosti trenutnog kompresorskog sistema i ovaj podatak se zove specifična potrošnja energije izražena u broju utrošenih kW energije za proizvodnju 1 m3 vazduha na minut ili sat. Što je manja/niža utrošena specifična energija, utoliko je sistem efikasniji, čime se generiše niži trošak energije za izradu proizvoda – niža cena sopstvenog proizvoda.

Unutrašnjost dvostepenog vijčanog kompresora

Jednostepeni ili dvostepeni vijčani element?

Jednostepeni vijčani element sastoji se od seta dva rotora koji su postavljeni u jedno kućište, a neposredno su pogonjeni pomoću elektromotora, direktno ili preko zupčaničke menjačke kutije ili preko remenskog prenosa.

Dvostepeni vijčani element sastoji se od dva seta sinhronizovanih rotora koja mogu da se nalaze u zajedničkom kućištu ili u dva odvojena kućišta statora povezana u tandem.

Razlika između jednostepenih i dvostepenih vijčanih kompresora nije toliko u konačnom rezultatu (kapacitetu) koliko u količini energije koja se utroši za postizanje ovog konačnog rezultata.

Osim osnovnog učinka dvostepenog vijčanog elementa niske potrošnje energije, dvostepeni vijčani element ima brojne prednosti:

• smanjen kompresorski odnos pojedinačnog stepena kompresije,

• niski diferencijalni pritisci,

• nisko toplotno opterećenje,

• niska potrošnja energije kod delimičnog opterećenja,

• stalan sistemski pritisak smanjuje fluktuacije pritiska u sistemu i opšte potrebe po vazduhu,

• niski obrtaji muških rotora povećavaju kapacitet i pouzdanost,

• profil rotora 5/6 stvara optimalan kapacitet, a istovremeno smanjuje potrošnju energije;

• ulazni ventil s neposrednim tokom obezbeđuje pouzdano upravljanje kapacitetom;

• smanjena potrošnja energije smanjuje ugljenični otisak i troškove.

Poređenje kompresije kod jednostepenog i dvostepenog kompresora

Poređenje potrošnje električne energije jednostepenog i dvostepenog vijčanog kompresora

Pretpostavimo da fabrika radi 24 časa na dan, 7 dana u nedelji (8.736 radnih sati), uz potrošnju komprimovanog vazduha 28 m³/ min pri 8 bar te utrošak električne energije 0,15 EUR/kWh.

Mogućnost A nudi:

• Jednostepeni vijčani kompresor snage 200 kW

• Kapacitet 29 m³/min pri 8 bar

• Potrošnja 212,6 kW pri punom opterećenju

• Efikasnost motora 96%

• Prodajna cena kompresora 65.000,00 EUR

Mogućnost B nudi:

• Dvostepeni vijčani kompresor snage 160 kW

• Kapacitet 30 m³/min pri 8 bar

• Potrošnja 188 kW pri punom opterećenju

• Efikasnost motora 96 %

• Prodajna cena kompresora 78.000,00 EUR

Mogućnost A s ponudom jednostepenog vijčanog kompresora može da predstavlja efikasno rešenje u poređenju sa drugim jednostepenim kompresorima, iako još uvek treba uzeti u obzir potencijal dvostepenih vijčanih kompresora:

Formula: kW x radni sati x cena kWh / efikasnost motora

Utrošak energije kod mogućnosti A (jednostepeni vijčani kompresor snage 200 kW) 212,6 x 8.736 x 0,15/ 0,96 =290.199,00 EUR/godišnje

Utrošak energije kod mogućnosti B (dvostepeni vijčani kompresor snage 160 kW) 188,0 x 8.736 x 0,15/ 0,96 =256.620,00 EUR/godišnje

Oba kompresora obezbeđuju zahtevanu količinu komprimovanog vazduha za zahtevani pritisak, iako je dvostepeni vijčani kompresor energetski efikasniji (uz uštedu od čak 33.579,00 EUR godišnje)

Dakle, u odnosu na trend poskupljenja energenata, i trend svetskih proizvođača vijčanih kompresora se razvija u smeru energetskih unapređenja. Zato je dvostepeni vijčani kompresor za velike potrošače komprimovanog vazduha logičan izbor za postizanje energetske efikasnosti.