Compresor de aire de tornillo: cómo funcionan los compresores de tornillo rotativo y cómo elegir

Por qué las plantas continuas eligen el diseño de tornillo rotativo

Un supervisor de mantenimiento que opera un compresor de pistón de 15 kW en una línea de producción de tres turnos conoce el patrón: límites del ciclo de trabajo, temperaturas de descarga en aumento antes del final del turno, arrastre de aceite al filtro e intervalos de servicio contados en semanas en lugar de meses. Mueva la misma planta a un compresor de aire de tornillo rotativo y la mayoría de esos problemas desaparecerán. Para demanda de aire comprimido continuo o semicontinuo, El diseño de tornillo giratorio es la respuesta de ingeniería estándar. .

Suministra aire en un flujo constante y sin pulsaciones, funciona durante años entre revisiones importantes y, en el rango de 5,5 a 250 kW donde operan la mayoría de las fábricas, ofrece el costo más bajo por metro cúbico de aire. Para servicio breve e intermitente, un compresor de aire tipo pistón todavía puede ser la herramienta adecuada; una vez que la demanda dura más de unas pocas horas al día, el diseño de tornillo gana en confiabilidad, eficiencia y ruido. Este artículo explica cómo funciona un compresor de tornillo, en qué se diferencian los diseños con inyección de aceite y sin aceite, y qué opciones de especificaciones evitan errores costosos.

Cómo funciona un compresor de aire de tornillo rotativo

El ciclo de compresión de doble rotor

Dentro del compresor, un rotor helicoidal macho y hembra giran en direcciones opuestas dentro de una carcasa ajustada. El aire ingresa por el puerto de succión y queda atrapado en los espacios entre las ranuras del rotor y el orificio de la carcasa. A medida que los rotores giran, esos espacios se reducen, el aire atrapado se comprime de manera constante y el aire a alta presión pasa a través del puerto de descarga. Debido a que la compresión es continua en lugar de alternativa, el flujo no tiene pulsaciones y la máquina vibra mucho menos que un compresor de pistón de capacidad similar.

Los sistemas alrededor del compresor

Un paquete compresor de tornillo es más que una unidad compresora. Incluye el motor de tracción, una transmisión por correa o directa, un filtro de entrada, una válvula de admisión, el circuito de aceite con su separador y enfriador, una válvula de mínima presión, un posenfriador con drenaje de condensado y un controlador que gestiona las funciones de carga, descarga y protección. En las máquinas con inyección de aceite, el circuito de aceite es lo que hace que el diseño sea práctico: el aceite inyectado sella los espacios entre los rotores, absorbe el calor de la compresión, lubrica las piezas móviles y luego se separa del aire antes de que la descarga salga del paquete.

Inyectado con aceite o sin aceite: la primera decisión

La primera cuestión a la hora de elegir un compresor de tornillo es la pureza del aire. un compresor de aire de tornillo rotativo con inyección de aceite es la opción más asequible, más compacta y normalmente más eficiente energéticamente para el aire normal de una planta. Incluso después del separador interno de aire y aceite, su descarga todavía contiene aproximadamente 1-3 mg/m³ de aceite residual; agregar filtración coalescente lo reduce a los niveles ISO 8573-1 Clase 1 o Clase 2.

Fabricante de compresores de aire de tornillo rotativo de compresión de una sola etapa (PM VSD/FSD), Zhejiang Baiao Gas Equipment Co., Ltd es un fabricante mayorista de compresores de aire de tornillo rotativo de compresión de una sola etapa (PM VSD/FSD) de China y... Ver producto →

un compresor de aire de tornillo rotativo sin aceite mantiene el aceite completamente fuera de la cámara de compresión. En el diseño seco, los engranajes de sincronización sincronizan los dos rotores para que el metal nunca toque el metal y el aire suministrado cumple con la norma ISO 8573-1 Clase 0 o Clase 1 para aceite por diseño. El precio de esa pureza es un costo inicial más alto, un programa de servicio más exigente y una potencia específica ligeramente mayor en muchos puntos operativos.

Compresor de aire de tornillo rotativo seco sin aceite (PM VSD/FSD) Fabricante, exportador Zhejiang Baiao Gas Equipment Co., Ltd es un fabricante y exportador mayorista de compresores de aire de tornillo rotativo sin aceite seco (PM VSD/FSD) de China.... Ver producto →

Tenga en cuenta que "sin aceite" se refiere a la cámara de compresión, no al paquete completo. Un compresor sin aceite todavía contiene aceite en su caja de cambios y cojinetes, y todavía depende de barreras de separación para mantener ese aceite alejado del camino del aire. Cuando la pureza absoluta del aire es importante, una máquina sin aceite es la opción defendible; Cuando el proceso tolera un pequeño remanente de aceite, una máquina de inyección de aceite con filtración correcta suele ser la ganadora económica.

Velocidad fija, velocidad variable o imán permanente

La mayoría de las líneas de compresores de tornillo están etiquetadas con tres configuraciones de accionamiento: FSD para accionamiento de velocidad fija, VSD para accionamiento de velocidad variable y PM para un motor de imán permanente, casi siempre combinado con un accionamiento de velocidad variable. La elección determina cómo se comporta la máquina cuando cambia la demanda.

Una máquina de velocidad fija funciona a velocidad constante y controla la producción mediante carga y descarga. Es el menos costoso, el más sencillo de mantener y una buena opción para una carga base estable. Un variador de velocidad ajusta la velocidad del compresor a la demanda real, lo que reduce consumo de energía en aproximadamente un 20-35 por ciento sobre cargas fluctuantes. La razón es simple: un compresor de tornillo descargado todavía consume alrededor del 25 por ciento de la energía a plena carga y no entrega nada.

Un motor de imán permanente mejora la eficiencia a carga parcial y acorta el espacio total, razón por la cual las máquinas PM/VSD son la opción habitual de actualización de las unidades de velocidad fija. En plantas que funcionan con fuerza durante la mayor parte del día, una Compresor de aire de tornillo rotativo con inyección de aceite de dos etapas es el siguiente paso: el enfriamiento entre etapas acerca el aire a la compresión isotérmica, y una reducción realista del 5 al 10 por ciento en la potencia específica en comparación con una unidad de una sola etapa se suma rápidamente a lo largo de un año operativo de 6000 horas.

Compresor de aire de tornillo rotativo con inyección de aceite y compresión de dos etapas (PM VSD/FSD) Manu Zhejiang Baiao Gas Equipment Co., Ltd es un fabricante mayorista de compresores de aire de tornillo rotativo con inyección de aceite y compresión de dos etapas (PM VSD/FSD) de China... Ver producto →

Controles de selección que evitan errores costosos

La mayoría de las decepciones de los compresores no se deben a un hardware defectuoso; son causados ​​por una mala especificación. Realice estas comprobaciones antes de comparar cotizaciones.

Entrega de aire libre y a presión

Defina la presión de trabajo a partir de la presión más alta que el proceso realmente necesita, no de la antigua placa de identificación de la máquina. El suministro de aire libre (FAD) se expresa en m³/min en una condición de entrada de referencia y el flujo disminuye a medida que aumenta la presión de descarga. Agregue alrededor de un 10 por ciento de margen a la demanda promedio. No sobredimensionar: una máquina de gran tamaño pasa demasiado tiempo descargada y una unidad con inyección de aceite que permanece inactiva durante períodos prolongados puede acumular agua en el cárter de aceite.

Calidad del aire y tratamiento aguas abajo

ISO 8573-1 define niveles aceptables de partículas, agua y aceite en el aire suministrado. Para instrumentos y producción en general, suele ser suficiente un secador frigorífico con un punto de rocío a presión de 3-10 °C; para tuberías exteriores o procesos sensibles a la humedad, la recomendación más segura es un secador desecante que alcance -40 °C o menos. Elija los filtros solo después de haber fijado la clase de pureza que requiere el proceso.

Perfil de carga, condiciones del sitio y costo total de propiedad

Registre la demanda de aire durante un día completo. Si mueve entre el 40 y el 90 por ciento del flujo nominal, una máquina VSD amortiza su prima en dos o tres años. Recuerde que cada kilovatio de potencia del eje termina en calor, por lo que la ventilación de la sala de compresores es importante; el aire de admisión que es 3 °C más caliente que el diseño cuesta aproximadamente el 1 por ciento de la eficiencia volumétrica. Por encima de los 1.000 metros sobre el nivel del mar, consultar la curva de derrateo del fabricante. Y al comparar cotizaciones, anteponga la energía: La electricidad suele representar entre el 70 y el 80 por ciento del costo de diez años. de un compresor de aire de tornillo.

1. Confirme la presión de trabajo y el FAD, y agregue aproximadamente un 10 por ciento de margen.
2. Defina la clase de pureza ISO 8573-1 antes de elegir secadores y filtros.
3. Compruebe la temperatura ambiente de verano y la ventilación en el lugar previsto.
4. Mapear el perfil de carga diaria; FSD para carga estable, PM/VSD para carga variable.
5. Compare el costo total de propiedad durante diez años, incluido el mantenimiento.

Adaptación del compresor al proceso

Un compresor de tornillo crea valor sólo cuando la calidad del aire coincide con la del proceso. En las plantas de alimentos y bebidas, donde el aire comprimido puede tocar envases, productos lácteos o aceites comestibles, incluso un pequeño residuo de aceite puede contaminar el producto. Por lo tanto, las máquinas sin aceite son las predeterminadas para el contacto directo, mientras que las unidades con inyección de aceite están restringidas a tareas sin contacto, como el transporte de cajas o el accionamiento de válvulas. el aplicaciones de alimentos y bebidas La página describe diseños prácticos para ambos casos.

Las plantas de electrónica ponen el listón aún más alto. La soldadura SMT, el lavado de PCB y el accionamiento neumático en líneas pick-and-place normalmente requieren un punto de rocío a presión cercano a -40 °C y filtración de partículas y aceite según ISO 8573-1 Clase 1. El aire seco y limpio evita la condensación en las placas de circuito y evita que las pequeñas boquillas se obstruyan. el aplicaciones de fabricación electrónica La página es un buen punto de partida para una especificación. En las instalaciones petroquímicas, el patrón común es una máquina con inyección de aceite para el aire general de la planta, con filtros coalescentes de alta eficiencia y un secador desecante que protege los circuitos de aire de los instrumentos.

Unas palabras finales sobre la disciplina de especificación

Un compresor incorrecto rara vez es culpa de la máquina; es el resultado de un punto de operación indefinido. Defina la presión, el caudal, la clase de pureza y el perfil de carga antes de abrir cualquier folleto. Luego, la decisión se reduce a tres pares: sin aceite versus con inyección de aceite, velocidad fija versus velocidad variable y etapa única versus dos etapas. Un fabricante que construye el compresor y el equipo de purificación posterior juntos, como lo hace Baiao con sus compresores de tornillo, secadores, filtros y sistemas de tratamiento de gas, elimina gran parte del riesgo de integración y le brinda un único punto de responsabilidad desde la entrada de aire hasta la línea de proceso. Si toma esas decisiones correctamente, la máquina que instale seguirá siendo la correcta dentro de diez años.