Компрессорные станции: виды, классификация и отличия

Под одним термином скрывается очень разное оборудование. Небольшая установка на 5 кВт для подачи инструментального воздуха в мастерской и крупный промышленный комплекс для закачки газа в подземный пласт — обе называются компрессорными станциями. Разница в мощности — тысячи раз. В принципе работы, материалах, требованиях к размещению и обслуживанию — тоже. Чтобы выбрать подходящую, нужно разобраться в классификации.

Старейший тип и до сих пор самый распространённый там, где нужно высокое давление. Поршень движется в цилиндре возвратно-поступательно, сжимая газ в рабочем объёме. На выходе — от нескольких атмосфер до 300–400 атм и выше. При необходимости до 800 атм — в специальных исполнениях.

Конструкция давно изучена, ремонтопригодна и не требует экзотических инструментов. Это плюс. Минусы тоже конкретные: вибрация, пульсации давления на выходе (без ресивера не обойтись), требует отдельного фундамента с антивибрационными опорами и регулярной замены поршневых колец, клапанов и уплотнений.

Именно поршневые агрегаты стоят в основе большинства компрессорных станций для технических газов при давлениях 150–200 атм.

Два ротора с винтовыми зубьями вращаются в зацеплении и сжимают газ в уменьшающемся объёме между ними — непрерывно, без пульсаций. Давление на выходе — обычно до 10–16 атм, редко до 25 атм.

Тихая работа, равномерная подача, минимальная вибрация. Малое техническое обслуживание по сравнению с поршневым — это ощутимо на практике. Чувствительны к загрязнению рабочей среды и не дают давления выше своего диапазона. Для сжатого воздуха в пневматических системах предприятий, инструментального воздуха, пищевой промышленности — оптимальный выбор в большинстве случаев.

Лопастное рабочее колесо вращается на высокой скорости и сообщает газу кинетическую энергию. В диффузоре она преобразуется в давление. Производительность — от сотен до десятков тысяч кубометров в час. Когда объёмы огромные, центробежная машина вне конкуренции по габаритам и энергоэффективности.

Есть два существенных ограничения. Давление на одну ступень невысокое — 2–4 атм, для высоких давлений нужны многоступенчатые машины. И помпаж: при снижении расхода ниже минимально допустимого происходит срыв потока, который способен разрушить лопатки за несколько секунд. Системы антипомпажной защиты — не опция, а обязательный элемент.

Применяют в газотранспортных системах, нефтехимии, металлургии — везде, где нужны огромные объёмы при умеренном давлении.

Гибкая диафрагма совершает колебания и сжимает газ без прямого контакта с механическим рабочим органом. Ни масла, ни металлических частиц в потоке — газ остаётся абсолютно чистым. Давление — до нескольких сотен атм при небольшой производительности.

Область применения узкая, но незаменимая: водород высокой чистоты, редкие и токсичные газы, хлор. Там, где любое загрязнение газа маслом или металлической стружкой исключено в принципе — только мембранный тип.

Монтируют на фундаменте в капитальном здании или в металлическом блок-контейнере. Рассчитаны на непрерывную работу годами. Полная система охлаждения, автоматика управления, звукоизолирующие кожухи. Срок службы — 15–30 лет при надлежащем техническом обслуживании.

Устройство стационарной КС подробно разобрано в статье «Как устроена компрессорная станция».

Агрегат смонтирован на шасси прицепа или переносной раме — привезли, подключили, запустили. Применяют на строительных объектах, при ремонте трубопроводов, для аварийного резервирования. Работают от собственного дизельного двигателя или от промышленной электросети. Производительность — обычно до 100 м³/мин при давлении до 14 атм. Компромисс между мобильностью и мощностью.

Всё оборудование скомпоновано в утеплённом металлическом контейнере — блок-боксе. Выгрузили краном, установили на подготовленную площадку, подключили к электросети и трубопроводам — готово. Строительные работы минимальны. Именно этот вариант выбирают, когда капитальное здание строить нецелесообразно, дорого или попросту некогда ждать.

Воздушные КС — самые массовые. Инструментальный воздух, пневмоинструмент, окрасочные системы, пневматические приводы. Простые в обслуживании, не требуют специальных материалов.

Газовые — для природного газа и технических газов: аргон, азот, кислород, водород. Здесь всё сложнее: специальные материалы уплотнений, арматуры и корпусов, системы контроля загазованности, требования взрывозащиты. Использовать воздушный компрессор для горючего газа — грубое нарушение с реальными последствиями.

Холодильные — для хладагентов. Отдельная категория с собственными нормативами и требованиями к персоналу.

Три параметра решают всё: требуемое давление, объём подачи и вид рабочей среды.

Давление выше 40 атм — только поршневой, альтернатив нет. Большой объём при среднем давлении (до 16 атм) — винтовой или центробежный в зависимости от производительности. Газ особо чистый или химически агрессивный — мембранный. После того как тип определён, выбирают исполнение по условиям размещения: стационарное, если есть здание; блочно-модульное, если его нет; передвижное, если объект временный.

Выбрать «просто хороший компрессор» без привязки к задаче не выйдет — каждый тип оптимален в своём диапазоне и создаёт проблемы за его пределами. Это важно понять до подписания договора, а не после монтажа.

КубСпецТех поставляет компрессорные станции для технических газов в стационарном и блочно-модульном исполнении. Подробнее — в каталоге.