Guía de selección de compresores de aire: costo del ciclo de vida, sin aceite versus con inyección de aceite

Un compresor de tornillo de 75 kW que funciona 6.000 horas al año consume unos 450.000 kWh de electricidad. A una tarifa industrial de 0,11 dólares por kWh, es decir, cerca de 49.500 dólares al año, antes de facturar una sola pieza de servicio, mientras que la máquina en sí puede costar entre 25.000 y 35.000 dólares.

Ese desequilibrio es donde la mayoría de las compras de compresores de aire salen mal. Los compradores negocian duramente sobre una máquina que representa del 8 al 12 por ciento de su propio costo a diez años, luego dejan el otro 88 por ciento a cualquier ciclo de trabajo, ajuste de presión y estrategia de control que ya existan en la fábrica. Zhejiang Baiao Gas Equipment Co., Ltd., un fabricante de equipos de gas con sede en Fuyang, Hangzhou, fabrica equipos en las tres etapas de ese sistema: compresores de aire industriales, equipos de purificación de gas y unidades de separación de aire. Las decisiones siguientes son las que realmente influyen en el coste total de propiedad.

Por qué la electricidad, y no la orden de compra, decide el costo de un compresor de aire

La electricidad representa entre el 70 y el 80 por ciento del costo de diez años de un sistema de aire comprimido, por lo que la máquina más barata de comprar casi nunca es la más barata de poseer.

La brecha se debe al comportamiento de carga parcial. Un compresor de tornillo de velocidad fija que funciona al 60 por ciento de la demanda no utiliza el 60 por ciento de su potencia nominal. Carga, descarga y recarga, y normalmente consume entre el 70 y el 80 por ciento de la energía a plena carga y suministra menos aire. Un variador de velocidad adapta la velocidad del motor a la demanda y mantiene la potencia específica cerca de su mejor punto en un amplio rango de flujo. En una planta que funciona un turno a plena carga y dos turnos a media carga, la diferencia aparece en la factura eléctrica durante el primer año.

La presión de descarga es la segunda palanca y se puede ajustar libremente. La potencia del compresor aumenta aproximadamente entre un 6 y un 7 por ciento por cada bar adicional de presión, pero muchas plantas llevan uno o dos bares que no necesitan: un cabezal mantenido a 8 bar para proteger una máquina que requiere 6,5 bar en su entrada. Los reguladores en el punto de uso cuestan mucho menos que la energía que queman esas barras adicionales.

La arquitectura de la máquina es la tercera palanca. Un compresor de tornillo rotativo con inyección de aceite de dos etapas divide la compresión en dos unidades compresoras, de modo que cada etapa trabaja con una relación de presión más baja y se pierde menos energía en forma de calor. Baiao construye esa configuración con motores de imán permanente y control de velocidad variable para plantas donde el compresor es la carga eléctrica individual más grande.

Compresor de aire de tornillo con inyección de aceite de dos etapas Baiao BHV-Z PM VSD Para plantas donde el aire comprimido es una carga eléctrica importante, este compresor PM VSD de dos etapas con inyección de aceite combina un control dual de frecuencia variable con una unidad de aire integrada. Ver producto →

Con inyección de aceite o sin aceite: haga coincidir el compresor de aire con el proceso, no con el precio

Los compresores de tornillo rotativo sin aceite cuestan más para comprar y más para mantener, y son la única opción defendible cuando el aire comprimido entra en contacto con alimentos, productos farmacéuticos, obleas semiconductoras o aire respirable.

En una máquina con inyección de aceite, el aceite sella, lubrica y enfría la unidad de aire, por lo que ese diseño es más simple, más económico y ligeramente más eficiente. Un separador y un filtro coalescente en buen estado reducen el arrastre de aceite a aproximadamente de 1 a 5 miligramos por metro cúbico, lo que es aceptable para herramientas neumáticas, embalajes y aire de planta en general. No es aceptable en una línea de llenado o en una sala limpia, donde cada rastro de aceite se convierte en una desviación de calidad.

Las máquinas sin aceite alcanzan la misma presión por diferentes vías. Los compresores de tornillo seco utilizan engranajes de sincronización y espacios libres estrechos en lugar de aceite, y funcionan más calientes y más rápido. Los compresores de tornillo lubricados por agua utilizan agua como fluido de sellado y enfriamiento, por lo que el único líquido en el recorrido del aire es agua. Los compresores scroll cubren pequeños caudales de forma silenciosa. La gama sin aceite de Baiao abarca tipos de tornillo seco, lubricados con agua y de espiral, y los sufijos de modelo marcan diferentes configuraciones de accionamiento y control.

Compresor de aire de tornillo lubricado con agua y sin aceite Baiao BMWV-G PM VSD El compresor de tornillo rotativo sin aceite lubricado con agua produce aire ISO 8573-1 CLASE 0 para plantas que necesitan aire comprimido puro antes del secado y filtración posteriores. Ver producto →

El tratamiento del aire decide si su compresor de aire es un activo o una fuente de corrosión

Un compresor de aire por sí solo suministra aire caliente y saturado. Sin secadora ni filtros, esa humedad se condensa en los cabezales, las herramientas y el producto, y el daño resultante cuesta mucho más que el equipo de tratamiento que lo previene.

Cada 10 metros cúbicos por minuto de aire libre a 30 grados centígrados y una humedad relativa del 60 por ciento transportan aproximadamente 10 litros de agua por hora. El posenfriador elimina parte del mismo; el resto viaja aguas abajo en forma de vapor y se condensa dondequiera que se enfríe el aire, que suele ser dentro de una herramienta, una válvula o un producto. Por lo tanto, el tratamiento se dimensiona según un punto de rocío a presión requerido en lugar de seleccionarse de una página del catálogo.

Los filtros terminan el trabajo. Un filtro coalescente aguas abajo del secador elimina el aerosol restante y un filtro de carbón elimina el olor y el vapor de aceite donde el proceso es sensible. El estado del elemento se puede medir: una vez que un elemento filtrante cuesta más de aproximadamente 0,5 bar de caída de presión, consume más energía de lo que cuesta comprar un elemento de repuesto. en producción de alimentos y bebidas , el tratamiento no es una preferencia; es la línea de pedido la que mantiene defendible una especificación de producto.

Secador de aire refrigerado BBL para tratamiento de aire comprimido El secador de aire refrigerado BBL alcanza un punto de rocío de ≤ -23 °C mediante un separador de gas y líquido y superficies de flujo de aire con recubrimiento en polvo para el tratamiento del aire comprimido. Ver producto →

Dimensionamiento de un compresor de aire: cinco comprobaciones que cambian la cotización final

El tamaño correcto proviene de un perfil de flujo y presión medido, no de la placa de identificación de la máquina que se reemplaza. Realice estas cinco comprobaciones en orden y la especificación cambiará antes de que alguien la firme.

1. Mida el flujo antes de dimensionar cualquier cosa. Un estudio de fugas en una planta típica encuentra que entre el 20 y el 30 por ciento de la producción se destina a fugas. Un orificio de 1 mm a 7 bares sangra aproximadamente 1,2 litros por segundo, aproximadamente 4,3 metros cúbicos por hora.
2. Fije la presión en el punto de uso, no en el compresor. Configure el cabezal para el requisito genuino más alto más las pérdidas de línea y recorte el resto con reguladores.
3. Reserve entre un 15 y un 20 por ciento de espacio libre. El sobredimensionamiento cuesta el doble: capital extra y una máquina que pasa su vida descargada donde la potencia específica es peor.
4. Dimensione el receptor y la tubería. Un galón estadounidense de volumen del receptor por pie cúbico por minuto de producción es un punto de partida práctico; Las tuberías de tamaño insuficiente añaden una caída de presión que ningún compresor puede reparar.
5. Haga coincidir la unidad con el perfil de carga. La velocidad variable se amortiza cuando la demanda oscila más del 30 por ciento durante horas seguidas. La demanda plana y continua favorece la velocidad fija.

Cuando la demanda es realmente intermitente, como en un taller de dos naves o un camión de servicio móvil, una máquina de pistón que arranca y se detiene unas cuantas docenas de veces al día sigue siendo la respuesta correcta; Los patrones de responsabilidad detrás de esa elección se establecen en esta guía para Aplicaciones de compresores de aire tipo pistón. .

Preguntas frecuentes sobre la selección de compresores de aire

¿Qué tamaño de compresor de aire necesito para un taller pequeño?

Sume las herramientas que se ejecutan al mismo tiempo. Las herramientas neumáticas de mano suelen extraer entre 0,1 y 0,5 metros cúbicos por minuto cada una, una pistola pulverizadora entre 0,3 y 0,5 y una pequeña máquina de chorro de arena considerablemente más. Agregue del 20 al 30 por ciento para fugas y herramientas futuras, luego elija una máquina cuyo flujo nominal a su presión de trabajo exceda ese total. Por debajo de aproximadamente 1 metro cúbico por minuto dominan las máquinas de pistón; encima, y ​​funcionando diariamente, un compresor de tornillo es la mejor inversión.

¿Vale la pena el coste adicional de un compresor de aire de velocidad variable?

Sí, cuando la carga varía más de una o dos horas al día. Un variador de velocidad generalmente agrega entre un 15 y un 25 por ciento al costo de capital y lo devuelve a través de una menor energía de carga parcial, con una amortización comúnmente dentro de uno a tres años en operación de dos turnos. Si la máquina funciona a plena carga todo el día, la mejor compra es una unidad de velocidad fija.

¿Qué punto de rocío a presión necesito?

El aire general de la planta con tuberías interiores está bien con un punto de rocío a presión de más 3 grados centígrados, que proporciona un secador frigorífico. Las líneas exteriores, los edificios sin calefacción y el aire de instrumentos necesitan entre -20 y -40 grados, lo que significa un desecante o un secador de membrana. Haga coincidir el secador con el punto más frío del sistema en lugar de con la sala de compresores, y evite especificar demasiado el punto de rocío porque el aire de purga y la energía de regeneración son costos continuos.

¿Con qué frecuencia se deben realizar mantenimiento a los filtros y secadores de compresores?

Siga la presión diferencial en lugar del calendario. Los elementos coalescentes y de carbono normalmente se reemplazan entre 2.000 y 4.000 horas de funcionamiento, o cuando la caída de presión alcanza aproximadamente 0,5 bar, lo que ocurra primero. Revise las trampas de drenaje y las válvulas automáticas de condensado diariamente: una trampa atascada envía agua a la secadora y una trampa atascada desperdicia aire comprimido las 24 horas del día.