Возможно, вы уже знаете неприятную правду о сжатом воздухе. «Для сжатия воздуха используется только 12–15 % энергии, подаваемой на компрессор, — говорит Игорь Нагаев, генеральный директор финского производителя компрессоров Tamturbo. — Остальная энергия тратится впустую». В прошлом такую низкую эффективность можно было игнорировать, так как положительные моменты: простота, удобство и надежность использования сжатого воздуха — легко перевешивали солидные счета за электроэнергию. Теперь это не так.

Сегодня все больше производителей ставят перед собой амбициозные цели по сокращению объема выбросов CO₂ и уделяют особое внимание оборудованию с большим потреблением энергии. На многих предприятиях воздушные компрессоры являются одними из самых энергоемких ресурсов. Компания Tamturbo, основанная в 2010 г. в городе Тампере на западе Финляндии, предлагает клиентам более эффективную альтернативу.

Продукция компании разработана с упором на экономичность, простоту и надежность. В основе лежит концепция проектирования, требующая меньше компонентов по сравнению с традиционными компрессорами, и работа системы с нулевым механическим трением. В большинстве компрессоров воздух сжимается с помощью спиралей, поршней или лопастей. Компрессоры приводятся в действие большими электродвигателями, также при этом часто используются понижающие редукторы. При таком большом количестве компонентов необходимы сложные системы смазки, чтобы свести к минимуму трение и уменьшить неизбежный износ.

В турбокомпрессорах, наоборот, используется один подвижный компонент — быстро вращающаяся турбина, которая разгоняет подаваемый воздух. Турбина вращается без контакта с корпусом компрессора, высокая рабочая частота вращения позволяет подсоединять турбину непосредственно к электродвигателю без использования промежуточных шестерен.

Парение в воздухе

У продукции компании Tamturbo есть еще один козырь. Вместо обычных подшипников качения в электродвигателях используются магнитные подшипники, которые поддерживают ротор, вал и турбину за счет магнитной левитации, что исключает контакт металлических деталей друг с другом.

Наши команды тесно сотрудничают, непрерывно и последовательно стремятся к общей цели — высочайшей эффективности в качестве конечного результата.

Игорь Нагаев, генеральный директор, Tamturbo

Бесконтактная конструкция существенно уменьшает трение и износ компонентов компрессора, поэтому компрессоры Tamturbo не требуют масла — «ни одной капли», как говорит Нагаев. Он поясняет, что такой подход обеспечивает несколько преимуществ. Упрощается техническое обслуживание, исключается необходимость в контроле и управлении сложными системами смазки, уменьшаются расходы, связанные с периодической заменой масла, а также степень воздействия на окружающую среду в результате утилизации отработанного масла. Безмасляная конструкция означает, что следы смазки не попадают в систему распределения сжатого воздуха. Это может быть важным преимуществом в таких областях, как производство продуктов питания и напитков, где требуется защита от загрязнений.

Высокоскоростной электродвигатель Tamturbo оснащен магнитными подшипниками SKF. Компании с самого начала работали вместе, чтобы интегрировать активные магнитные подшипники в новую конструкцию компрессора. По словам Нагаева, это взаимодействие выходит за рамки типичных отношений между производителем оборудования и поставщиком. «Это совместная работа, — подчёркивает он. — Наши команды тесно сотрудничают, непрерывно и последовательно стремятся к общей цели — высочайшей эффективности в качестве конечного результата».

«Двигатели и магнитные подшипники SKF дают нам большое преимущество, — продолжает Нагаев. — Они отличаются высочайшей надежностью. Мы устанавливаем этот простой и надежный компонент в компрессор, но технология также позволяет нам предлагать клиентам существенную дополнительную ценность».

Одна из составляющих этой ценности, по словам Нагаева, — это использование данных системы управления магнитными подшипниками для получения информации о состоянии и надежности машины. Активный магнитный подшипник поддерживает постоянное положение вала ротора и поэтому способен определять вибрацию, которая может указывать на неисправность турбины или на другие проблемы. В настоящее время компании совместно разрабатывают «цифрового двойника», который будет предоставлять Tamturbo и ее клиентам подробную информацию о состоянии и производительности компрессора в режиме реального времени.

Вперед к безотходному производству

Хотя ключевым направлением развития Tamturbo являются передовые цифровые технологии, эффективность и устойчивое развитие по-прежнему крайне важны для компании, говорит Нагаев. Tamturbo тесно сотрудничает с SKF в таких областях, как разработка высокоскоростных двигателей, позволяющих получать больше сжатого воздуха на каждый киловатт электроэнергии.

Такие двигатели также помогают клиентам изменить способы интеграции компрессоров в производственные линии. «При сжатии воздуха выделяется тепло, — поясняет Нагаев. — На это расходуется большая часть энергии, обеспечивающей работу компрессора, но в большинстве компаний не обращают на это внимания».

Чтобы исключить источник потерь, Tamturbo может оснащать компрессоры устройствами вторичного использования энергии, которые используют избыточное тепло, выделяемое компрессором, для нагрева воды или других технологических жидкостей до температуры 90 ºC. В настоящее время компания работает над тем, чтобы все продукты Tamturbo имели возможность «рекуперации тепловой энергии».

Учитывая рост цен на энергоносители, сейчас самое время для реализации этой идеи. «Реакция рынка оказалась крайне положительной, — продолжает Нагаев. — В настоящее время около половины продаваемых нами компрессоров оснащается системами рекуперации энергии, и мы ожидаем, что их число будет расти».