Distributor (autorisierter Vertreter) für Lieferungen von Rotationsverdichtern an Industrieunternehmen in Russland

Die Verdichter besitzen zahlreiche technische Parameter, die in einem breiten Bereich variieren. In dieser Hinsicht ähneln sie allen anderen komplizierten technischen Vorrichtungen. Dabei gibt es jedoch einige Kennwerte, die besonders wichtig sind. Gerade von ihnen hängt das Anwendungsgebiet des jeweiligen Verdichters ab. Eben diese Parameter werden auch bei der Berechnung und Auswahl von Verdichter-Ausrüstungen für eine konkrete Aufgabe zugrunde gelegt. Alle sonstigen Eigenschaften sind zweitrangig und hängen in den meisten Fällen selber von den wichtigsten Parametern ab. Die zweitrangigen Parameter haben ebenfalls einen Einfluss auf die Bauart, die Betriebsweise und die allgemeine Effizienz des Verdichters ab – dieser Einfluss ist jedoch viel geringer.

Die maßgeblichen Parameter bestimmen die Betriebsbedingungen des Verdichters sowie die mit diesem Verdichter erreichbaren Parameter des komprimierten Gasstromes. Der Vorteil besteht darin, dass es möglich ist, anhand von einigen wenigen Parametern das Anwendungsgebiet des Verdichters zu ermitteln oder umgekehrt, den Kreis von Vorrichtungen umzureißen, welche für die gestellte Aufgabe geeignet sind. Bei der Auswahl kann sowohl ein einziger wichtigster Parameter als auch ein Satz aus mehreren Parametern zugrunde gelegt werden – je nachdem, welche Anforderungen an den Verdichter gestellt werden.

Die Anwendbarkeit des Verdichters hängt vor allem von folgenden Parametern ab:

• Betriebsdruck;
• Leistung;
• Kapazität.

Die übrigen Parameter – etwa die Abmessungen, das Gewicht, die Gastemperatur am Austritt, die Lärmbelastung etc. – können zweifelsohne auch einen großen Einfluss auf die Berechnungen und die endgültige Verdichterwahl haben. Aber meistens spielen bei der Auswahl des passenden Verdichtertyps eben die Arbeitsleistung und der Betriebsdruck die entscheidende Rolle. Wenn es beispielsweise notwendig ist, für eine bestimmte Aufgabe die Luft unter hohem Druck, jedoch mit relativ niedriger Durchflussrate zuzuführen, schließt eine solche Kombination der erforderlichen Parameter den Einsatz sämtlicher Niederdruckverdichter – etwa der Zentrifugal- und Wasserringverdichter – von vorneweg aus. Die Versuche, an den Anlagen dieser beiden Typen die nötigen Betriebsdruckwerte zu erreichen, wären völlig sinnlos oder wirtschaftlich nicht tragbar, während die Hochdruckverdichter verständlicherweise besser für derartige Einsatzbedingungen geeignet sind. Eine Präzisierung des optimalen Gerätetyps kann bereits anhand von verschiedenen zweitrangigen Parameter und den Ergebnissen einer technisch-ökonomischen Analyse erfolgen. Bei den Kolbenverdichtern ist der Investitionsaufwand geringer, während die Schraubenverdichter eine höhere Luftreinheit gewährleisten. Aber hinsichtlich der erforderlichen Hauptparameter sind beide Typen gleichermaßen geeignet.

Gewöhnlich ist es so, dass der Kunde keine vollständigen Angaben darüber vorliegen hat, welche Parameter sein künftiger Verdichter unbedingt haben soll. Es sind nur die Hauptanforderungen an den Verdichter bekannt: wie viel Gas und unter welchem Druck zuzuführen ist sowie welche Einschränkungen es beim verfügbaren Leistungsanschluss gibt. Mit anderen Worten sind eben der Betriebsdruck, die Arbeitsleistung und die Leistungsabnahme die bekannten Größen. Diese drei grundlegenden Anforderungen können sicherlich noch durch folgende Punkte ergänzt oder präzisiert werden: Korrosionsbeständigkeit und chemische Beständigkeit der Teile, die Lärmbelastung, die Gleichmäßigkeit der Zufuhr etc. Auf der Grundlage dieser Daten können mehrere unterschiedliche Verdichter ausgewählt und konstruiert werden, wobei jeder der gestellten Aufgabe gewachsen sein wird. Die Unterschiede würden bei den Details liegen, anhand derer der Kunde die optimale Variante auswählen kann. Als Optimalitätskriterium kann in diesem Fall eine beliebige zweitrangige Eigenschaft dienen: beispielsweise der Stromverbrauch (falls es sich um einen Verdichter mit Elektromotor handelt) oder die Wartungskosten.

Neben den oben aufgezählten wichtigsten Parametern gibt es eine Reihe von weiteren Parametern, die häufig einen vergleichbaren Einfluss auf die Verdichterwahl haben. So kann die chemische und physikalische Gaszusammensetzung entscheidend sein, weil davon, inwieweit der Verdichter das jeweilige Medium umzupumpen vermag, nicht bloß die Effizienz, sondern vielmehr die Betriebsfähigkeit überhaupt abhängig sein wird. Darüber hinaus würde das Auswechseln des Materials der einzelnen Teile gegen einen chemisch beständigen oder verschleißfesten Werkstoff die Gesamtkosten des Gerätes um ein Mehrfaches erhöhen. In anderen Fällen könnten sich die Anforderungen an das komprimierte Gas am Austritt aus dem Verdichter, die Gasreinheit, die gleichmäßige Zufuhr und die Temperatur als äußerst wichtig erweisen – und nicht allein die Anforderungen an die Durchflussrate und den Druck. Beispielsweise in der Nahrungsmittelindustrie werden erhöhte Ansprüche an die Medien- und Stoffreinheit gestellt, do dass eine Ölschmierung der Schrauben in einem Schraubenverdichter grundsätzlich unzulässig ist, falls die Wahrscheinlichkeit besteht, dass der Schmierstoff in den Gasstrom gerät; dabei würden die Werte der übrigen Parameter keinen Einfluss auf die endgültige Entscheidung über die Anwendbarkeit haben. Diese relevanten, aber dennoch zweitrangigen Parameter unterscheiden sich von den wichtigsten Parametern dadurch, dass deren Einflussgrad in jedem Einzelfall unterschiedlich ist, während der Betriebsdruck, die Arbeitsleistung und die Leistungsabnahme immer wichtig sind.

Nach dem Funktionsprinzip

Die allgemeinste Verdichter-Klassifikation beruht darauf, welches Prinzip für die Gaseinpressung verwendet wird. Man unterscheidet jeweils zwei Typen:

• Volumenverdichter;
• dynamische Verdichter.

Bei den Volumenverdichtern wird die Arbeitskammer nach und nach mit Gas gefüllt. Dieses Gas wird durch die zwangsweise Verkleinerung des zugänglichen Arbeitskammer-Volumens komprimiert. Um einen Gasrückfluss zu verhindern, wird ein System von Ventilen genutzt, die sich in der Kammerbefüllungs- und -entleerungsphase abwechselnd öffnen und schließen. Bei den dynamischen Verdichtern wird der Gasdruck durch die dem Gas übertragene kinetische Energie erhöht, die dann teilweise in die potenzielle Druckenergie übergeht. Das gleiche Komprimierungsprinzip kann mit unterschiedlichen Methoden in den Verdichtern umgesetzt werden. Diese Methoden unterscheiden sich durch die Eigenschaften des gewonnenen komprimierten Gases, die Komprimierungsbedingungen etc. Damit lässt sich der Verdichter an die konkrete Aufgabe anpassen.

Volumenverdichter

Die Volumenverdichter werden in folgende Hauptgruppen eingeteilt:

• Kolbenverdichter;
• Schraubenverdichter;
• Zahnradverdichter;
• Rotor-Platten-Verdichter;
• Membranverdichter;
• Flüssigkeitsringverdichter.

Die Kolbenverdichter gehörten mit zu den ersten, die entwickelt wurden, und widerspiegeln am besten das Funktionsprinzip von Volumenverdichtern. Ein Kurbelgetriebe, dass durch eine Welle in Bewegung gesetzt wird, sorgt für den Vor- und Rückwärtslauf des Kolbens im Zylinder. Die durch den Kolben und den Zylinder begrenzte Arbeitskammer ändert kontinuierlich ihr Volumen je nach der Kolbenlage. Ein System von einseitigen Ventilen verhindert das Durchfließen von Gas in der rückläufigen Richtung.

Wegen der konstruktiven Besonderheiten ist eine Einteilung in Untergruppen möglich. Hinsichtlich der Arbeitskammer-Bauweise unterscheidet man einfach und doppelt wirkende Verdichter. Im zweiten Fall hat der Kolben eine geringere Dicke und teilt die Arbeitskammer in zwei Teile auf. Während sich der Kolben in einem Teil der Kammer bewegt, wird das Gas komprimiert und in den Austrittsstutzen geleitet; der zweite Teil wird inzwischen durch das Gas aus dem Eintrittsstutzen gefüllt. Somit vollziehen sich während einer Umdrehung der Welle zwei Komprimierungszyklen. Nach der Zylinderzahl unterscheidet man Kolbenverdichter mit einem, mit zwei und mehr Zylindern. Falls das Gas in mehreren Zylindern nacheinander verdichtet wird, wird so ein Gerät mehrstufiger Verdichter genannt, wobei die Stufenzahl der Anzahl passierter Zylinder entspricht. Je nach der Zylinderlage gibt es Kolbenverdichter mit horizontaler, vertikaler, eckiger, V-förmiger und gegenüberliegender Anordnung.

Nach ihrem Bestimmungszweck werden die Kolbenverdichter in 4 Gruppen eingeteilt:

• Verdichter für den Haushaltsgebrauch
  Die Geräte dieses Typs unterscheiden sich durch kleine Abmessungen, die Transportmöglichkeit, geringe benötigte Menge des zu komprimierenden Stoffes, kurzfristige Nutzung, niedriger Lärmpegel und praktisch vollständige Wartungsfreiheit. Die Haushaltsverdichter erzeugen gewöhnlich einen Druck bis 8 bar. Ein lange andauernder und intensiver Betrieb von Verdichtern dieser Klasse kann zu schweren Schäden führen, wobei die Reparaturkosten mit den Kosten für die Anschaffung eines neuen Gerätes vergleichbar sein können. Diese Verdichterklasse findet gewöhnlich Anwendung in Reparaturwerkstätten, technischen Wartungsstationen für Kraftfahrzeuge sowie im Bauwesen.
• Halbprofessionelle Verdichter
  Druck bis 16 bar, Förderleistung bis 2 m³/min, hohe Zuverlässigkeit. Zu den Nachteilen zählen: der hohe Lärmpegel während des Betriebs sowie die periodisch notwendigen Instandhaltungsmaßnahmen. Wegen des hohen Ölgehalts im komprimierten Gas ist dieser Verdichtertyp nicht gerade sparsam. Abnehmer: Privatpersonen und Kleinunternehmen.
• Industrielle Verdichter
  Die Ausrüstungen dieses Typs finden Anwendung an verschiedenen Abschnitten des technologischen Zyklus in technischen Branchen: Betriebe der Leicht- und Schwerindustrie, Autowerkstätten, Großhersteller.
  Die medizinischen Verdichter werden mit Adsorptionstrockner und Lärmschutzgehäuse ausgestattet. Ein Auffanggefäß mit Korrosionsschutzbeschichtung. Hochdruckverdichter. Der maximale Betriebsdruck am Austritt bis 60 bar wird mit Hilfe eines leistungsfähigen Elektromotors gewährleistet.
• Verdichter ohne Zylinderschmierung
  Sie können verschiedene Gase komprimieren und werden bei solchen Produktionen gebraucht, wo am Austritt ein reines und ölfreies komprimiertes Medium erforderlich ist.
  Als Dichtung werden Kolbendichtungsringe aus einem Verbundwerkstoff genutzt. Die Labyrinthdichtung hat sich bei der praktischen Anwendung nicht bewährt. Die Verdichter ohne Zylinderschmierung arbeiten länger ohne Instandhaltung.

Zeichnung eines Kolbenverdichters

Schraubenverdichter stellen ein, zwei oder mehr Schrauben dar, die in einem Gehäuse eingeschlossen sind und sich im Eingriff befinden. Es kann also Einschrauben-Verdichter, Zweischrauben-Verdichter etc. geben. Bei der Schraubenbewegung entstehen bewegliche räumliche Nutzvolumina, die unmittelbar durch die Schrauben und die Gehäusewände begrenzt sind. Solche Verdichter sind gegenüber den Kolbenverdichtern nicht so sperrig und viel stabiler. Außerdem erreichen sie größere Leistung. Während des Betriebs können zwischen den Schrauben recht große Reibungskräfte entstehen. Deshalb werden zur Verschleißminderung Schmierstoffe (gewöhnlich Schmieröl) verwendet. Beim Auswählen von Antifriktions-Werkstoffen kann man auch ohne zusätzliche Schmierung auskommen. Daher unterscheidet man ölgeschmierte und ölfreie Schraubenverdichter. Die zweiteren kommen dort zum Einsatz, wo ein Kontakt zwischen dem zu komprimierenden Gas und dem Schmierstoff unzulässig ist.

Die Zahnrad-Verdichter benutzen als Arbeitsorgan ein Paar ineinandergreifender Zahnräder, die in entgegengesetzten Richtungen rotieren. Die Triebräder unterscheiden sich je nach dem Modell, es können auch Zahnräder sein. Die Arbeitskammer wird bei diesen Verdichtern dadurch gebildet, dass ein Stück Raum durch die Zahnrad-Zähne und das Verdichtergehäuse abgegrenzt wird. Wenn die Zähne verschiedener Zahnräder ineinandergreifen, verringert sich das Volumen der Arbeitskammer, so dass das Gas unter Druck in den Austrittsstutzen verdrängt wird. Solche Verdichter werden mit Erfolg in jenen Fällen eingesetzt, wo das Gas unter geringem Druck zugeführt werden muss.

Die Rotor-Platten-Verdichter haben als Besonderheit einen Rotor mit speziellen Nuten, in die jeweils bewegliche Platten eingesetzt sind. Der Rotor wird in ein zylinderförmiges Gehäuse (den Stator) eingesetzt, wobei die Rotorachse mit der Gehäuseachse nicht übereinstimmt. Beim Rotieren des Rotors werden die Platten durch Zentrifugalkraft von der Rotormitte zur Seite geschleudert und an das Gehäuse gepresst. Somit bilden sich im Verdichter bewegliche Arbeitskammern, welche durch die Nachbarplatten, das Gehäuse und den Rotor abgegrenzt sind. Die Volumenänderung der Arbeitskammern ist durch die Achsenverschiebung bedingt. Um die Platten noch fester an das Gehäuse zu drücken, können in den Rotornuten Andruckfedern installiert werden. Ähnlich wie die Kolbenverdichter können die Rotor-Platten-Verdichter einen starken Gasdruck am Austritt erzeugen, sind jedoch vorteilhafter, weil sie kompakte Abmessungen und einen geringeren Lärmpegel haben.

Die Membranverdichter unterscheiden sich dadurch, dass zu deren Konstruktion eine elastische Kunststoffmembran gehört. Grundsätzlich ähneln sich diese Geräte den Kolbenverdichtern, wobei darin eine Membran die Funktion des Kolbens übernimmt. Die Membran beult sich nach verschiedenen Seiten und ändert dadurch das Volumen der Arbeitskammer ebenso wie das Volumen der Ventilsysteme. Die Membran selbst kann einen mechanischen, pneumatischen, elektrischen oder einen Membran-Kolben-Antrieb haben. All diesen Antriebstypen gemeinsam ist die Tatsache, dass das umgepumpte Gas während des Verdichterbetriebs nur mit der Membran und dem Arbeitskammer-Gehäuse in Berührung kommt. Deshalb sind die Membranverdichter in jenen Fällen gefragt, wo ein hoher Reinheitsgrad des eingepressten Gases erreicht werden muss.

Die Flüssigkeits-Ringverdichter benutzen bei ihrem Betrieb eine Hilfsflüssigkeit. In einem zylinderförmigen Gehäuse (dem Stator) wird ein Rotor mit darin installierten Platten befestigt, wobei die Rotorachse gegenüber der Statorachse verschoben ist. Ins Innere des Verdichters wird Flüssigkeit gegossen, die beim Rotieren des Rotors an die Gehäusewände geschleudert wird und die Ringform annimmt. Der Arbeitsraum wird dabei durch die Rotorplatten, das Gehäuse und die Flüssigkeitsoberfläche abgegrenzt. Ähnlich wie beim Rotor-Platten-Verdichter sorgt die Verschiebung der Rotor- und Statorachsen für die Volumenänderung der Arbeitskammern. Bei solchen Verdichtern kommt das umgepumpte Gas unvermeidlich mit der Flüssigkeit in Berührung, die teilweise vom Gasstrom mitgerissen wird. Deshalb ist eine Baueinheit zur Entwässerung des abgehenden Stroms sowie ein System zum Nachfüllen von Arbeitsflüssigkeit in den Verdichter vorgesehen. Solche Vorrichtungen eignen sich besonders gut, falls das umgepumpte Gas bereits Tropfen von Arbeitsflüssigkeit mitenthält.

Zeichnung eines Flüssigkeits-Ringverdichters

Die dynamischen Verdichter werden in folgende Hauptgruppen eingeteilt:

• Radialverdichter (Zentrifugalverdichter);
• Axialverdichter;
• Strahlverdichter.

Die Radialverdichter bekamen ihren Namen wegen der Gasbewegungsrichtung. Der einfachste Verdichter dieses Typs besteht aus dem Gehäuse und einem darin befindlichen Laufrad, das auf einer Welle angeordnet ist. Beim Rotieren bewegen die Laufrad-Schaufeln das Gas von der Achse in Radialrichtungen und übertragen ihm somit kinetische Energie, die dann teilweise in potenzielle Druckenergie umgewandelt wird. Das Gas gelangt zum Rad über einen Achseneingang, gerät dann auf die Schaufeln, wird in Radialrichtungen weggeschleudert, kommt in einen Spiral-Gassammler und wird dann über einen Austrittskegel abgeleitet. Die Laufräder solcher Verdichter unterscheiden sich sowohl nach der Schaufelform als auch konstruktiv: sie können beispielsweise geschlossen oder offen sein. Eine andere Abart sind die mehrstufigen Zentrifugalverdichter, bei denen auf einer Welle gleich mehrere Räder angeordnet sind und dafür gesorgt wird, dass das Gas sie alle nacheinander durchfließt. Die Geräte dieser Art sind kompakt und lärmarm sowie verursachen keine großen Schwingungen während des Betriebs. Sie eignen sich gut für jene Fälle, wo es erforderlich ist, unverschmutztes Gas in großen Mengen zuzuführen.

Die Axialverdichter unterscheiden sich dadurch, dass sich das Gas darin in der Axialrichtung bewegt. Zu den wichtigsten konstruktiven Elementen solcher Geräte gehört ein auf der Welle installierter Rotor sowie ein Stator (das Gehäuse). Am Rotor sind reihenweise Schaufeln angeordnet. Während der Gasstrom diese Schaufelreihen passiert, bekommt er zusätzliche kinetische Energie und wird verdreht. Um dessen Bewegungsrichtung zu begradigen, werden zwischen den Rotor-Schaufelreihen ebenfalls reihenweise Stator-Leitschaufeln angeordnet. Der Bereich, wo sich die Gasstrom-Parameter ändern, ist durch den Leitapparat am Eingang und den Begradigungsapparat am Ausgang abgegrenzt. Die Anfertigung und der Betrieb solcher Geräte sind weit komplizierter gegenüber den einfacheren Radialverdichtern. Dafür aber verfügen sie über einen hohen Wirkungsgrad beim vergleichbaren Förderdruck.

Die Strahlverdichter stellen Ansauger (Ejektoren) dar, bei denen die Energie des einen (aktiven) Gases oder Dampfes dazu genutzt wird, den Druck eines anderen (passiven) Gases zu erhöhen. Das heißt, in so ein Gerät werden zwei Gasströme jeweils mit hohem und niedrigem Druck eingeleitet. Am Austritt bekommt man einen einzigen Strom, dessen Druck größer als beim Passivgas-Strom und kleiner als beim Aktivgas-Strom ist. Die Strahlverdichter zeichnen sich durch äußerst einfache Konstruktion und als Folge durch hohe Zuverlässigkeit aus. Sie sind besonders dann vorzuziehen, wenn man bereits Hochdruckgas hat, dessen Energie man sinnvollerweise nutzen will. Solche Geräte finden beispielsweise in der Erdgasförderung Anwendung, wenn es bei einem Erdgasvorkommen Bohrungen sowohl mit hohem als auch mit niedrigem Druck gibt. Durch den Einsatz eines Strahlverdichters bekommt man in diesem Fall einen einheitlichen Strom mit vertretbaren Kennwerten.

Zeichnung eines Strahlverdichters

Nach Anwendungsgebiet

Nach Bestimmungszweck und Produktionszweig unterscheidet man universell einsetzbare Verdichter, Verdichter für Energiewirtschaft, Chemie, Erdölchemie etc.

Das ist wohl überhaupt der grundlegende Parameter, weil er die wichtigste Funktion eines Verdichters widerspiegelt, und zwar die Gaskomprimierung, die zu dessen Druckerhöhung führt. Der vom Verdichter erreichte Druck wird gewöhnlich in Pascal (Pa), Bar (bar) oder Atmosphären (atm) gemessen. Es können jedoch auch andere Maßeinheiten verwendet werden: Millimeter der Quecksilbersäule (mm Hg), Kraftkilogramme pro Quadratzentimeter (kgf/cm²) oder Pfund pro Quadratzoll (psi). Besonders weit verbreitet sind die Maßeinheiten Pa und bar, zwischen denen folgende Relation besteht: 1 bar = 0,1 MPa. Außerdem wird zwischen dem überschüssigen Druck (P_übersch) und dem absoluten Druck (P_abs) unterschieden. Deren Werte unterscheiden sich um die Größe des atmosphärischen Drucks (P_atm) gemäß folgender Relation: Р_übersch = Р_abs - Р_atm.

Beim Auswählen eines Verdichters muss man beachten, dass der vom Gerät erzeugte Druck auf dem Weg zum Arbeitswerkzeug oder Apparat nach und nach sinkt. Das Absinken des Drucks kann auf der gesamten Länge der Gasleitung sowie an den sogenannten lokalen Widerstandsstellen (Ventile, Kröpfungen, Schieber etc.) geschehen. Der Betriebsdruck des Verdichters muss sämtliche Druckverluste auf dem Weg zum Kunden decken und am Austritt den gestellten Anforderungen entsprechen.

In manchen Fällen kommt es auf die Art der Druckgaszufuhr an. So erzeugen die Kolbenverdichter wegen ihrer Konstruktion einen pulsierenden Druckgasstrom, während bei den Schraubenverdichtern die Komprimierung des Mediums gleichmäßig, ohne zeitliche Schwankungen erfolgt. Zum Beispiel in solchen Fällen wie das Versprühen von Lacken und Farben ist die gleichmäßige Zufuhr eine wichtige Voraussetzung für korrekte Arbeit. Eine Reduzierung von pulsierenden Druckschwankungen wird mit verschiedenen Methoden erreicht. Die Kolbenverdichter können z.B. mit mehreren Kammern ausgestattet werden, deren Arbeitszyklen jeweils zeitlich verschoben sind, so dass der summarische Strom teilweise geglättet wird. Häufiger wird jedoch eine Vorrichtung benutzt, die „Receiver“ heißt – ein Gefäß, wo sich die aus dem Verdichter kommende Druckluft ansammelt. Dadurch lässt sich die Pulsierung des daraus kommenden Gasstroms fast vollständig ausschließen.

Nach dem erzielten Druck unterscheidet man:

• Vakuumverdichter (erniedrigter Druck größer als 0,05 MPa);
• niedriger Druck (von 0,15 bis 1,2 MPa);
• mittlerer Druck (von 1,2 bis 10 MPa);
• hoher Druck (von 10 bis 100 MPa);
• überhoher Druck (über 100 MPa).

Unter der Förderleistung des Verdichters versteht man die pro Zeiteinheit eingepresste Gasmenge. Sie wird normalerweise in m³/min, l/min, m³/h etc. gemessen. Die Förderleistung wird eventuell gesondert für die Ansaug- und die Förderseite angegeben. Die beiden Werte sind nämlich nicht identisch, weil sich das Gasvolumen während der Komprimierung ändert. Für die Eintrittsleistung nimmt man gewöhnlich die üblichen Bedingungen - also atmosphärischer Normaldruck und die Temperatur von 20°C. Die ausgewählte Art der Förderleistungsangaben eines Verdichters muss der bequemen Wahrnehmung dienen und kann deshalb je nach Anwendungsgebiet des Gerätes unterschiedlich sein. Die Gas-Durchflussrate kann mit Hilfe spezieller Formeln von den Eintritts- auf die Austrittsbedingungen umgerechnet werden. Eine Förderleistungsumrechnung wird notwendig, falls das Gas eine andere Temperatur hat.

Aufgrund der Leistung werden die Verdichter üblicherweise wie folgt eingeteilt:

• Verdichter mit hoher Förderleistung (über 100 m³/min);
• Verdichter mit mittlerer Förderleistung (von 10 bis 100 m³/min);
• Verdichter mit geringer Förderleistung (bis 10 m3/min).

Im Allgemeinen ist die Leistung laut gängiger Definition nichts anderes als das Verhältnis zwischen der Arbeit, die in einer Zeitperiode geleistet wird, und der Dauer dieser Zeitperiode. Bezogen auf die Verdichter ist es ein Produkt aus der Gasleistung und der für seine Komprimierung geleisteten Arbeit. Diese sogenannte „theoretische Leistung“ wird nach der Formel berechnet:

N_t = (Q∙ρ∙A)/1000

wo:
N_t – theoretische Leistung, kW;
Q – Leistung, m³/min;
ρ – Gasdichte, kg/m³;
A – theoretische Arbeit zur Gaskomprimierung, J/kg.

Jedoch ist erwähnenswert, dass die theoretische Leistung nicht mit der elektrischen Anschlussleistung übereinstimmt, die für den Betrieb des Verdichters benötigt wird, und auch nicht mit der Stromleistung, die ein an den Verdichter angeschlossene Motor zu erzeugen hat. Das hat mit dem Phänomen der Leistungsverluste zu tun, was durch einen Satz von Wirkungsgraden numerisch beschrieben wird. Der im Verdichter umgesetzte Komprimierungsprozess weist einen eigenen Wirkungsgrad auf (je nach dem Prozesstyp); außerdem geht ein Teil der angeschlossenen Leistung bei der mechanischen Übertragung verloren. Deswegen wird jene Leistung, welche an die Eintriebswelle des Verdichters heranzuführen ist, als Wellenleistung bzw. als Effektivleistung bezeichnet. Diese ist durch folgende Formel mit der theoretischen Kapazität verbunden:

N_e = N_t/(η_m∙η_pr)

wo:
N_e – Effektivleistung, kW;
η_m – mechanischer Wirkungsgrad des Verdichters;
η_pr – Wirkungsgrad des Gaskomprimierungs-Prozesses.

Im Falle einer Verdichteranlage, die auch noch mit Motor und Getriebe ausgestattet ist, so entstehen dort zusätzliche Leistungsverluste, die sich in den beiden Wirkungsgraden widerspiegeln: η_mot bzw. η_getr. Die Leistung N_mot, die an den Motor der Verdichteranlage heranzuführen ist, damit sie betrieben werden kann, ist dann gleich:

N_mot = N_e/(η_mot∙η_getr)

wo:
N_mot – Motorleistung der Verdichteranlage, kW;
η_mot – Wirkungsgrad des Motors;
η_getr – Wirkungsgrad des mechanischen Getriebes.

Es ist äußerst wichtig, den Wirkungsgrad aller Elemente der Verdichteranlage zu berücksichtigen. Ein und derselbe Motor kann eventuell für ein und dieselbe Gaskomprimierungsaufgabe ungeeignet sein, falls sie mit Verdichtern unterschiedlicher Typen umgesetzt wird, weil sich deren Wirkungsgrade sich stark unterscheiden können. Es kann passieren, dass jene Leistung, die unmittelbar für die Gaskomprimierung dient, wegen der hohen Verluste einfach nicht ausreicht. Der Wirkungsgrad von Schraubenverdichtern beträgt z.B. im Durchschnitt 95%, während es bei den Kolbenverdichtern lediglich ca. 80% sind. Das heißt, die Effektivitätsdifferenz bei der Nutzung der Anschlussleistung kann 10-15% zugunsten des Schraubenverdichters betragen.

Das Anwendungsgebiet der ölfreien Geräte schließt sämtliche technologischen Prozesse ein, die gegen Beimengungen im Arbeitsmedium empfindlich sind, bzw. dort, wo es zu einer Verschmutzung des Schmieröls durch das Arbeitsmedium kommen kann. Sie werden in zahlreichen einzigartigen Anwendungsgebieten für Butadien sowie für Rezirkulationsgas von Polystyrolmonomer, kalzinierter Soda und linearem Alkylbenzol etc. eingesetzt. In vielen Fällen wird das Einspritzen von Wasser verwendet, um den Komprimierungsprozess abzukühlen.

Die ölgefüllten Verdichter können gegenüber den „trockenen“ Verdichtern einen etwas höheren Wirkungsgrad erzielen sowie das Öl zur Abkühlung nutzen.

Mit zunehmendem Einsatz von Abscheidern für synthetische Öle erfolgte in den letzten zwanzig Jahren weitgehend eine Verschiebung zugunsten von ölgefüllten Schraubenverdichtern in vielen Anwendungsgebieten. Bei den meisten heute eingesetzten Schraubengeräten für Gaskomprimierung wird zur Schmierung, Verdichtung und Abkühlung Öl in den Arbeitsbereich eingespritzt, und zwar in einer Menge von ca. 10 bis 20 gal/min pro 100 ls. Durch die Nutzung so großer Ölmenge kann die während der Komprimierung freigesetzte Prozesswärme an das Öl übertragen werden, so dass selbst beim hohen Komprimierungsgrad niedrige Temperaturen im Einpressbereich möglich werden.

Die Zentrifugalverdichter, die auch Radialverdichter genannt werden, sind eine kritische Ausrüstungsart bei vielen Anwendungen in verschiedenen Industriezweigen.

Diese Geräte bieten eine verlässliche Komprimierung in überaus kompakten Konfigurationen. Die Zentrifugalverdichter unterscheiden sich untereinander durch die Bauart (horizontal oder vertikal), das Profil der Schaufeln auf dem Laufrad sowie durch die Wanddicke der Bauteile für einen bestimmten Betriebsdruck.

Deren unmittelbarer Bestimmungszweck ist die Komprimierung von Flüssigkeit, Gas oder Gas/Flüssigkeits-Gemisch zu einem geringen Volumen mit gleichzeitiger Druck- und Temperaturerhöhung des komprimierten Mediums.

Die Zentrifugalverdichter gehören zur Klasse dynamischer Maschinen oder Turboverdichter. Die Fortschritte in den Produktionsmethoden waren ein Schlüsselfaktor für die Entwicklung von modernen hochtechnologischen Turbomaschinen. Die wichtigsten dynamischen Komponenten eines Zentrifugalverdichters sind: die Leitschaufeln, das Laufrad, der Diffusor, die Spiralkammer und der seitliche Austritt. Die Impeller (Laufräder) sind für die gesamte Arbeit verantwortlich, die mit dem Mediumstrom durchgeführt wird. Deshalb ist es unmöglich, eine Effizienz des Gesamtverdichters oder einer einzelnen Verdichterstufe sicherzustellen, falls das Laufrad nicht ordnungsgemäß projektiert ist.

Die Zentrifugalverdichter werden in vielen Anwendungsgebieten für den Komprimierungszweck verwendet:

• Erdöl- und Erdgasindustrie;
• Luftzerlegungsanlagen;
• Metallurgie;
• Bergbau.

Die Zentrifugalverdichter finden insbesondere Anwendung:

• in der chemischen und petrolchemischen Industrie bei der Produktion von Ethylen und Propylen sowie von aromatischen Kohlenwasserstoffen, bei der Gasverflüssigung, für die Komprimierung von Wasserstoff, СО, Methanol, Ammoniak etc.;
• bei der Erdölverarbeitung in den katalytischen Crackinganlagen, in den Reformingöfen sowie bei der Schwefelreinigung;
• bei der Erdgasverarbeitung in den Gasverflüssigungs- und Gasverarbeitungsanlagen;
• zur mechanischen Komprimierung von Dämpfen (zur Verdichtung von Dämpfen, die durch die Mutterlösung erzeugt werden, indem sie sowohl den Druck als auch die Temperatur erhöhen) bei der Meerwasserentsalzung in der Zellstoff- und Papierindustrie;
• zur Abscheidung und Lagerung von Kohlendioxid. Das СО₂ wird direkt an der Emissionsquelle abgeschieden und dann zum vorgegeben Ort transportiert. Damit werden die СО₂-Emissionen in die Atmosphäre verhindert.
• in der Energiewirtschaft zum Einpressen von Heizgasen, zur Entschwefelung von Heizgasen, für die Luftzufuhr beim Durchblasen von Ruß, für die Zufuhr der Prozessluft, als Luftverdichter beim Druckluftzerstäuben für Gasturbinen.

Die Verdichter des zentrifugalen Typs finden Anwendung überall dort, wo Erdölbegleitgas komprimiert wird. An den Erdölbohrungen liegt ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen vor. Die Aufgabe besteht darin, das Erdöl von den flüchtigen Komponenten zu trennen. An den Erdölfördereinrichtungen gibt es ebenfalls einige Gebiete, wo die Verdichter unverzichtbar sind. Das sind insbesondere die Rekompression des freigesetzten Gases und dessen Zufuhr in die Gasleitung. Die Gaskomprimierung kann auch zum Einpressen in den Flöz benötigt werden - als vorübergehende Maßnahme vor dem Verkauf oder zur Druckhaltung im Flöz.

Die Zentrifugalverdichter finden auch Anwendung in den Gasabscheideanlagen, wo das Gas aus den Gasvorkommen komprimiert bzw. zu Gasanlagen oder Gasleitungen weitergeleitet wird. Das Gas kommt gewöhnlich aus mehreren Bohrungen mit unterschiedlichem Druckniveau und wird bis ca. 70-100 bar komprimiert. Normalerweise werden kleine Verdichter direkt in der Nähe jener Bohrung aufgestellt, aus der das Gas zur Gasstation geleitet wird. An manchen Gasvorkommen wird das Druckniveau von Eintrittsgas erniedrigt, um Gas und Flüssigkeit voneinander zu trennen.

An den Gasanlagen, die trockenes Gas und Produkte des verflüssigten Erdölgases (Propan, Ethan, Butan) produzieren, werden die Zentrifugalverdichter bei folgenden Komprimierungsprozessen miteingesetzt:

• Hilfskomprimierung (am Eintritt), um den Druck des zugeführten Gases den Druckparametern der Anlage anzupassen;
• Rekompression (am Austritt), um den Druck des Erdgases aus der Anlage den Druckparametern der Rohrleitung anzupassen.

Die zentrifugalen Gasverdichter verwendet man zum Einspritzen von Gas aus Gasleitungen in die Untergrundgasspeicher und umgekehrt. Das Erdgas, welches H₂S и СО₂ enthält (saures Gas), wird in manchen Fällen ohne Vorbehandlung komprimiert.

Die Zentrifugalverdichter lösen bei der СО₂-Zufuhr in der Düngemittelproduktion (insbesondere bei der Harnstofferzeugung) die Kolbenverdichter ab.

Die Verdichter dieses Typs finden auch Anwendung in kleinen Motoren von Gasturbinen, die als zusätzliche Energiequelle dienen, sowie in kleinen Flugzeuggasturbinen.

Zentrifugale Luftverdichter

Bei vielen chemischen Prozessen wird komprimiertes Gas benötigt. Ein typisches Beispiel sind die Ammoniakanlagen und Luftzerlegungsanlagen. Komprimiertes Gas wird zum Betreiben von mechanischen Ausrüstungen sowie zur Bewetterung von Bergbaugruben verwendet.

Die Zentrifugalverdichter erhöhen den Luftdruck mit Hilfe von Impellern (Drehscheiben) und eines Diffusors, um die Geschwindigkeitsenergie in die Druckenergie umzuwandeln. Komprimierungsstufen braucht man, um überschüssigen Luftdruck bis zum gewünschten Niveau zu erzeugen, mit einem Elektromotor-, Gasturbinen- oder Dampfturbinen-Antrieb. Da die Komprimierung bei einem Zentrifugalverdichter in den Stufen erfolgt, bleibt die Luft kühler. Somit ist ein Luftverdichter effizienter sowohl mechanisch als auch hinsichtlich des Energieverbrauchs.

Bei manchen integrierten an das Gasnetz angeschlossenen Anlagen mit einem kombinierten Kreislauf werden Großverdichter gebraucht. Häufig finden hier mehrstufige Verdichter mit Elektromotor-Antrieb Anwendung.

Zentrifugalverdichter verwendet man auch in den Luftzerlegungsanlagen. Die Luft besteht aus vielen Komponenten. Alle Zerlegungsprozesse beginnen mit der Luftkomprimierung.

Zu den sonstigen Vorteilen von zentrifugalen Luftverdichtern gehört die Möglichkeit, ölfreie Luft für die Nahrungsmittelindustrie zu erzeugen, sowie deren Vermögen, große Luftmengen zu erzeugen.

In den letzten Jahren sind die Bemühungen vieler Hersteller darauf gerichtet, die Investitions- und Betriebskosten zu senken. So werden von vielen Herstellern zentrifugale Verdichtungssysteme angeboten, die aus einer Reihe von vormontierten Einheitsbausteinen bestehen. Die Nutzung dieser vorgefertigten Module verringert die Gesamtzahl der Komponenten, senkt die Kosten sowie beschleunigt den nachfolgenden Zusammenbau des Aggregats. Die Durchführung der Wartungsarbeiten wird für die Nutzer auch bequemer.

Industrielle Nutzung von Kolbenverdichtern hat bereits Anfang des 20. Jahrhunderts begonnen. Das war einer der ersten erfundenen Verdichtertypen, der den Fortschritt und den Ausbau jener Produktionskapazitäten begünstigt hat, mit denen wir heute zu tun haben. Die Anwendungsgebiete von Verdichtern, in denen bei der Komprimierung von Arbeitsmedien die Kraft der Kolbenbewegung genutzt wird, sind mannigfaltig.

Bei den Kolbenverdichtern erfolgt die Mediumkomprimierung als Folge der Kolbenbewegung. Solange der Verdichter arbeitet, bewegt sich der Kolben im Zylinder hoch und runter. Ein System von Ventilen wird genutzt, um das zu komprimierende Medium ins Gerät reinzulassen und nachher das komprimierte Medium rauszulassen.

Das breite Anwendungsgebiet ist vor allem dadurch bedingt, dass die Verdichter dieses Typs unbestrittene Vorteile aufweisen.

Vorteile von Kolbenverdichtern:

• hoher Komprimierungsgrad (untere Grenze der Förderleistung unbegrenzt);
• hoher Wirkungsgrad;
• relativ moderater Preis;
• Wartungsfreundlichkeit (einfacher Innenaufbau);
• Nutzbarkeit für Nachkomprimierung.

Aufgrund dieser Vorteile kann man annehmen, dass der Kolbenverdichter für Luft oder Gas noch längere Zeit in vielen technologischen Verfahren in verschiedenen Betrieben eingesetzt sein wird.

Die industriellen Kolbenverdichter verwendet man in solchen technologischen Verfahren, wo hohe Zuverlässigkeit und Funktionsfähigkeit beim ununterbrochenen Dauerbetrieb gefragt sind.

Nachfolgend die wichtigsten Anwendungsgebiete von industriellen Kolbenverdichtern:

• Luftzerlegungsanlagen;
• Biogas;
• chemische Industrie;
• Kältetechnik;
• erhöhtes Ausbringen von Erdöl aus den Flözen;
• Umweltschutz und regenerierende Naturschutzmaßnahmen;
• Ethylen-Oxid und Glykol;
• Düngemittelproduktion;
• Erzeugung von Lebensmitteln und Getränken;
• Befüllung von Druckgasflaschen;
• Einpressen von Gas;
• Hydrodesulfurierung;
• Wasserstrahlreinigung;
• Verarbeitung von Gas für Industriezwecke;
• Erdgasspeicher;
• Öl- und Gasindustrie;
• petrochemische Industrie;
• Erdölreinigung;
• Polyethylen-Fabriken;
• Erzeugung von Polyethylen niedriger Dichte (LDPE);
• Erzeugung von Polymeren;
• Erzeugung von Polypropylen;
• Erzeugung von Polysilizium;
• Fernrohrleistungen;
• Metallurgie;
• Erzeugung von synthetischem Treibstoff;
• Untergrundgasspeicher;
• Oxidierungsprozesse,
• katalytische Reforminganlagen
• etc.

Industrielle Kolbenverdichter werden für die Komprimierung folgender Arbeitsmedien eingesetzt:

• die Luft sowie verschiedene nichtkorrodierende Gase und Gasgemische;
• Ammoniak;
• Argon;
• Benzol;
• trockenes Gas;
• Benzol, Toluol, Xylol;
• Kohlendioxid;
• Kohlenoxid;
• Chlor;
• kryogenes Gas;
• staubgesättigtes Gas;
• Ethylen;
• Ethylen-Vinyl-Azetat;
• Gase unter hohem Druck;
• Gase mit hochkorrodierender Wirkung;
• gasförmige Kohlenwasserstoffe;
• Wasserstoff;
• Chlorwasserstoff;
• Schwefelwasserstoff;
• verflüssigtes Erdgas;
• verflüssigtes Kohlenwasserstoff-Gas;
• gemischte Gase;
• Erdgas;
• Stickstoff;
• Sauerstoff;
• Prozessluft;
• Kältemittel;
• Toluol;
• giftige Gase;
• flüchtige brennbare Stoffe;
• Xylol
• etc..

Die Entwicklung zylinderloser Schmierung eröffnete neue Aussichten für die Anwendung von Kolbenverdichtern. In diesem Fall wurden die Kolben- und Stopfbuchsendichtungen gegen einen selbstschmierenden Typ auf der Grundlage von Verbundwerkstoffen ausgetauscht. Damit wird der Verschleiß von Zylindern und Stangen vermieden sowie als Folge ein richtig funktionierender technologischer Prozess in der Produktion gesichert.

In vielen Erdölraffinerien werden in der Praxis Verdichter ohne Zylinder- und Stangenschmierung betrieben. Der Einsatz von trockenen Kolbenverdichtern bei der Propylenerzeugung ist berechtigt, weil es während der Propylentrocknung nicht zur Adsorption von Öl am Alumogel kommt.

Die Kolbenverdichter haben sich gut bewährt bei der Arbeit mit der Druckluft – der wichtigsten Ressource für die meisten Industriebetriebe. Unterbrechungsfreie Druckluftеrzeugung ist die Hauptbedingung für das normale Funktionieren des Gesamtbetriebs.

Beim niedrigen Druckluftbedarf ist es sinnvoll, semiprofessionelle Kolbenanlagen und Haushalts-Kolbenverdichter einzusetzen. Die Haushalts-Kolbenverdichter verwendet man gewöhnlich in Reparaturwerkstätten, Wartungsstationen für Fahrzeuge sowie bei den Bauarbeiten.

Sie zeichnen sich durch kompaktes Design, vertretbaren Preis und das Geeignetsein für den Betrieb unter geringer und erhöhter Auslastung. Die einstufigen Verdichter sind überwiegend für die Druckwerte bis ca. 8 bar bestimmt, während die Versionen mit mehreren Stufen bis 16 bar erzeugen können. Dabei handelt es sich um eine diskontinuierliche Betriebsweise. Das Auslastungsniveau eines luftgekühlten Verdichters darf 60-70% nicht überschreiten. Manche Hersteller empfehlen für diese Anlagen eine tägliche Einsatzzeit bis maximal 4 Stunden, wobei eine Pause wünschenswert ist.

Typische Anwendungsfälle:

• Trocknung;
• Anpumpen;
• Anstrich;
• Zerstäuben von Wasser;
• elektrische Schraubendreher;
• Ausziehen von Nägeln;
• Hochdruck-Waschanlagen;
• Sandstrahlbehandlung;
• Einschlagen von Nägeln und Haftebügeln;
• professionelles Abblasen;
• professionelles Festschrauben;
• professioneller Pulveranstrich;
• pneumatische Schlagschlüssel und Knarrenschlüssel;
• das Befüllen von Lkw-Reifen.

Manche lärmfreie Modelle von Kolbenverdichtern werden in Räumen sowie in der Nähe von Arbeitsplätzen aufgestellt.

Die typischen möglichen Anwendungsfälle:

• das Zerstäuben von Flüssigkeiten für Industriezwecke;
• Drucklufthämmer und Schlagschlüssel;
• professionelle Knarrenschlüssel und Hochdruck-Waschanlagen;
• Grundierung vor dem Anstrich.

Die Kolbenverdichter finden Anwendung als Teil von Druckluftsystemen bei der Erzeugung von Nahrungsmitteln und Getränken – beispielsweise für die Containerreinigung vor dem Befüllen, zur automatischen Sortierung von Produkten sowie in den Verpackungssystemen. Die Druckluft wird dabei auch im Produktionsprozess genutzt, z.B. für die Befüllung von Flaschen.

Für manche Anwendungen stellt das Vorhandensein von Öl in der Druckluft kein Problem dar. Aber es gibt auch solche Anwendungsfälle, wo die Luft ölfrei sein muss.

Die ölfreien Kolbenverdichter haben eine ganze Reihe von Vorteilen. Dazu gehört z.B. deren Umweltfreundlichkeit, da es keine Lecks und kein Vergießen von Öl gibt. Deren Sicherheit wird unter anderem dadurch unter Beweis gestellt, dass es kein Entzündungsrisiko gibt – etwa durch das Verschütten von Öl in der Nähe von elektrischen Leitungen. Das Öl wird nicht in einem Luftbehälter angesammelt. Bei solchen Verdichtern gibt es weniger Bestandteile. Das bedeutet für die Zukunft einen geringeren Ersatzteilbedarf und Wartungsaufwand. Die Lebensdauer von Begleitausrüstungen wird länger sein. Um einen ölfreien Kolbenverdichter in Bewegung zu setzen, braucht man weniger Energie. Damit ist die Anwendung solcher Verdichter kostensparender für den Betrieb. All die genannten Vorteile veranlassen die Nutzer dazu, sich für diesen Verdichtertyp zu entscheiden.

Die typischen Anwendungsgebiete reichen von der Lebensmittelindustrie und Getränkeherstellung, Digitaldruck und Reissortierung bis zur Medizin und Eisenbahnbranche.

Manche Unternehmen brauchen ölfreie Druckluft, weil diese Luft später zur Reinigung von sensiblen Schaltplatten verwendet werden soll. Die Druckluft kann für die Reinigung von Maschinen dienen, die in einen Produktionsprozess einbezogen sind, der mit elektrischen Schaltplänen direkt verbunden ist.

Die Pharmaunternehmen legen auch einen großen Wert auf die Nutzung reiner Luft bei der Herstellung von eigenen Pharmaerzeugnissen. Die ölfreien Kolbenverdichter sind gerade eine gute Lösung für derartige Anwendungsfälle.

In der Textilindustrie wird Druckluft für Textil-Werkzeugmaschinen mit Luftdüsen verwendet.

Solche ölfreien Kolbenverdichter trifft man auch in der medizinischen Branche. Solche Verdichter haben in der Regel kompakte Abmessungen und ein geringes Gewicht. Damit können sie über beliebige Entfernungen sowie in beliebiger Lage transportiert werden.

Die ölfreien Verdichter werden auch bei der Herstellung von Polster- und Anbaumöbeln, kleineren Anstricharbeiten sowie zur Energieversorgung von zahnärztlichen Geräten genutzt.

Als Ihr offizieller Vertriebspartner für Verdichter übernimmt unser Unternehmen „Intech GmbH“ (ООО „Интех ГмбХ“) die folgenden Funktionen: Kundensuche für Ihre Produkte auf dem Markt, technische und kommerzielle Verhandlungen mit Kunden über die Lieferung Ihrer Ausrüstung sowie Vertragsabschluss. Bei Ausschreibungen wird unser Unternehmen alle für die Teilnahme erforderlichen Unterlagen vorbereiten und Verträge über die Lieferung Ihrer Ausrüstung abschließen, die Warenlieferung im Zoll anmelden und anschließend die Verzollung der Ware (Verdichter) erledigen. Wir werden auch den für die im Außenhandel tätigen Unternehmen richtig ausgefüllten Geschäftspass bei der zuständigen russischen Bank im Rahmen der Währungskontrolle vorlegen. Bei Bedarf kümmern wir uns um die Anpassung und die Einbau von Ihren Produkten in die bestehenden oder die neu gebauten Prozessanlagen.

Wir sind uns sicher, dass unser Unternehmen „Intech GmbH“ (ООО „Интех ГмбХ“) für Sie zu einem zuverlässigen, qualifizierten und hilfsbereitem Partner und Distributor in Russland werden kann.

Über eine mögliche Zusammenarbeit freuen wir uns und schlagen Ihnen vor, gemeinsam voranzugehen!