Details

1. Введение
Испытательный стенд компрессора разработан для оценки и характеристики смазочных масел для масляных винтовых компрессоров в реалистичных, контролируемых условиях. Его основная функция — запуск маслонаполненного винтового компрессора — обычно Atlas Copco GA 15 A 13 (или эквивалент) — в замкнутом цикле с непрерывным контролем давления, температуры, расхода и связанных параметров. Путем воздействия на тестовые масла (ISO VG 32–100) в течение длительной работы можно проверять downstream-компоненты для анализа стабильности к окислению, износостойкости и общей производительности под нагрузкой.

Ключевые цели включают:
 ● Оценка работы масла: Определение склонности к окислению и срока службы компрессорных масел.
 ● Диагностика на основе данных: Сбор данных в реальном времени (давление, температура, расход) через интегрированную систему DAQ/PLC для последующего анализа.
 ● Соответствие стандартам безопасности: Разработан в соответствии с Директивой ЕС по машинам 2006/42/EC (CE) или эквивалентными индийскими стандартами, с блокировками, предохранительными клапанами и аварийными отключениями.

2. Технические характеристики

            

              
Параметр
              
Технические характеристики
            
            

              
Тип компрессора
              
Винтовой с заливкой масла (Atlas Copco GA 15 A 13 или эквивалент)
            
            

              
Мощность двигателя
              
15 кВт (20 л.с.)
            
            

              
Входное напряжение
              
415 В, 3 фазы, 50 Гц, 63 А
            
            

              
Максимальное давление на выходе
              
12,5 бар (номинальное); аварийное сброс при 14 бар
            
            

              
Максимальный расход
              
71 CFM (≈ 120 м³/ч) при 130 °C
            
            

              
Поддерживаемые сорта масла
              
ISO VG 32, 46, 68, 100
            
            

              
Емкость бака для масла
              
500 л, вертикальный стальной сосуд (IS 2062 E 250 BR), гидростатически испытан до 15 бар
            
            

              
Диапазон расходомера
              
0–150 л/мин (турбинного типа, выход 4–20 мА)
            
            

              
Датчики давления
              

                • Всасывание: 0–2,5 бар abs (Wika S20)

                • Выход/резервуар: 0–16 бар манометр × 4 (Wika S20)
              
            
            

              
Датчики температуры
              
0–150 °C (Wika TR 10 × 5, зонд 6 мм)
            
            

              
Система охлаждения
              
Охладитель масла + циркуляционный насос (≤ 130 °C на выходе); воздушный охладитель + сепаратор после
            
            

              
Предохранительный клапан резервуара
              
14 бар (слив при 12,5 бар через угловой клапан)
            
            

              
Аппаратное обеспечение HMI/DAQ
              

                • PLC: Siemens SIMATIC S7-1200

                • Промышленный ПК: Intel i7, 8 ГБ RAM, 1 ТБ HDD, Windows 10 Pro, монитор TFT 21″
              
            
            

              
Панель управления (VFD)
              
Schneider ATV212, 22 кВт, 3 фазы, с автоматическими выключателями, реле перегрузки, кнопками, сигнальной башней, аварийной остановкой
            
            

              
Защитные блокировки
              
Перегрев (> 130 °C → отключение VFD), избыточное давление (> 14 бар → сброс), сигнализация низкого уровня масла
            
            

              
Габариты (прибл.)
              
2,5 м × 1,5 м × 1,8 м (композит компрессорной рамы, панелей, резервуара)
            
            

              
Габариты компрессорной рамы
              
1,3 м × 0,78 м × 1,2 м
            
            

              
Габариты шкафа DAQ
              
0,6 м × 0,8 м × 1,8 м
            
            

              
Габариты панели управления VFD
              
0,8 м × 0,3 м × 1 м
            
            

              
Габариты резервуара
              
Ø 1 м × 1,2 м
            
            

              
Материал конструкции
              
Рама: стальные плиты IS 2066 MS (10 мм) + каналы ISMC-100; Резервуар: сталь IS 2062 E 250 BR; трубопровод: SS/PK
            
            

              
Покрытие/краска
              
Порошковое покрытие на раме; грунт + антикоррозийное покрытие на резервуаре
            
            

              
Точность измерений
              

                • Давление: ± 1 % FS (Wika 233.50.100)

                • Температура: ± 0,5 °C (Wika TR 10)
              
            
          

3. Основные функциональные блоки
Стенд разделен на четыре основных подсистемы, каждая из которых образует связанный тестовый контур:
 1. Узел компрессора 
  - Машина: Маслонаполненный винтовой компрессор с приводом от электродвигателя 15 кВт.
  - Работа: Перекачивает тестовое масло через внутренние подшипники и винты, затем выпускает воздух с маслом в сепаратор.

 2. Блок управления питанием (панель VFD)
  - Преобразователь частоты: Schneider ATV212 (22 кВт, 3-фазный) регулирует скорость двигателя для поддержания заданных параметров давления, температуры или расхода.
  - Электрическая панель: Содержит MCCB, кнопки, сигнальную колонну (красный/желтый/зеленый), аварийный стоп и блокировки на перегрев двигателя, превышение давления и аварийные состояния.

 3. Система сбора данных и управления (DAQ/PLC)
  - PLC: Siemens SIMATIC S7-1200 для всех аналоговых/цифровых входов/выходов.
  - HMI/Промышленный ПК: Промышленный компьютер Advantech (Intel i7, 8 ГБ RAM, 1 ТБ HDD, Windows 10 Pro) с проприетарными экранами для мониторинга в реальном времени.
  - Датчики:
   ▪ Датчики давления (Wika S20, 0–2,5 bar abs; 0–16 bar gauge) на всасывании, на выходе и в резервуаре.
   ▪ Датчики температуры (Wika TR 10, 0–150 °C, зонд 6 мм) до и после охладителя масла и на выходе компрессора.
   ▪ Расходомер (турбинного типа, 0–150 LPM, выход 4–20 мА) на масляной цепи.
   ▪ Счетчик энергии (по требованию) для измерения потребляемой электроэнергии.

4. Система охлаждения воздуха/масла и хранение
  - Масляный охладитель + циркуляционный насос: поддерживает температуру масла на входе в компрессор; управляется VFD для поддержания температуры на выходе ≤ 130 °C.
  - Воздушный охладитель + сепаратор: охлаждает сжатый воздух и отделяет масло перед хранением в резервуаре.
  - Резервуар: 500 л вертикальный стальной сосуд (IS 2062 E 250 BR), гидростатически проверен до 15 бар, с подъемными крюками, сливным клапаном (½″ BSPM) и измерительными портами (¼″ + ½″ BSPM).
  - Предохранительный клапан: установлен на 14 бар в резервуаре; автоматически сливает при 12,5 бар через клапан с угловым седлом.

4. Детальная гидравлическая схема (см. приложенные документы)
Замкнутый масляный контур проходит следующим образом:
 1. Впрыск масла: масло из бака («холодное масло») подается в подшипники компрессора.
 2. Разделение на выходе: смесь масло + воздух поступает в сепаратор; масло возвращается в бак; воздух проходит через воздушный охладитель.
 3. Охлаждение масла: отделенное масло проходит через масляный охладитель (датчики температуры 6.3/6.4).
 4. Расходомер (7.0): измеряет расход масла (0–150 LPM).
 5. Точка отбора проб: позволяет вручную брать образцы масла для лабораторного анализа.
 6. Предохранительный клапан (8.0): защищает контур от избыточного давления выше 14 бар.
 7. Бак для масла (9.0): емкость 500 л; оснащен индикаторами уровня, сливом и инспекционными портами.
 8. Возврат в компрессор: масло рециркулирует в впрыскной порт компрессора (датчик давления 5.1 показывает 0–16 bar gauge).

Маркировка гидравлической схемы:
● 1.0 = всасывание компрессора
● 2.0 = панель VFD
● 3.0 = счетчик энергии
● 4.0 = датчик давления всасывания
● 5.1–5.5 = датчики давления на выходе/резервуаре
● 6.1–6.6 = датчики температуры вокруг охладителей
● 7.0 = расходомер
● 8.0 = предохранительный клапан
● 9.0 = резервуар для масла
● 10.0 = автоматический сливной клапан резервуара
● 11.0 = манометр
● 12.0 = осушитель воздуха (для подачи чистого сжатого воздуха)
● 13.0 = дополнительная аппаратура (например, датчик точки росы).

5. Механические и конструкционные компоненты
1. Базовый сквид и каркас
 o Изготовлен из каналов ISMC-100 (ножки) и базовой пластины MS 10 мм (IS 2066), сварка по утвержденным чертежам, порошковое покрытие.
 o Подъемные крюки (16 мм MS) на четырех углах, рассчитаны для безопасной работы с домкратом и краном.

2. Воздушный резервуар и коллектор
 o Корпус и днища: IS 2062 E 250 BR, эллипсоидные концы, гидроиспытания до 15 бар.
 o Коллекторные блоки из MS; оснащены гнездами ½″ BSPM, проверены методом проникающей дефектоскопии.
 o Покрашены в грунтовку + верхний слой; время высыхания 24 ч.

3. Трубопроводы и фитинги
 o Трубы высокого давления (SS/PK) и фитинги, соединяющие компрессор, охладитель, резервуар и клапаны. Все соединения проверены на герметичность при 18 бар.
 o Автоматический сливной клапан (Parker/Festo, ½″ BSPM) на дне резервуара; пневматический угловой клапан (Parker/Festo, ½″ BSPM) для управления.

4. Охлаждающий пакет
 o Масляные и воздушные охладители рассчитаны для поддержания масла ≤ 130 °C (критическое отключение при 130 °C).
 o Вентилятор/моторный блок с управлением VFD для переменного охлаждения в зависимости от температуры на выходе.

5. Крепление приборов
 o Манометры (Wika 233.50.100, 0–21 bar, 1 % FS) на линиях всасывания/выхода и резервуаре.
 o Манометры/датчики установлены на SS-гнездах (SA-105, 3000#) с запорными клапанами.
 o Расходомер (турбинный, 1″ BSPF) установлен после охладителя масла.
 o Датчики температуры в термогильзе 6 мм, установлены до/после охладителя масла и на выходе.

6. Электрическая и управляющая архитектура
 ● Питание: 3-фазное, 415 VAC, 63 A (поставляется заказчиком).
 
 ● Панель VFD:
     - Schneider ATV212 (22 кВт).
     - MCCB, реле перегрузки, предохранители, контакторы, защита двигателя.
     - Кнопки: START, STOP, RESET; аварийный стоп (кнопка-гриб).
     - Сигнальная колонна (зеленый = готов, желтый = работает, красный = ошибка).
 
 ● Шкаф PLC/DCS:
     - CPU Siemens S7-1200 с аналоговыми входами 4–20 мА (давление, температура, расход).
     - Цифровые I/O для блокировок, сигналов тревоги, управления двигателем/клапанами.
     - SMPS и MCB по схеме.
     - Ethernet-связь между PLC и промышленным ПК.
 
 ● HMI/Промышленный ПК:
     - 21″ TFT монитор, клавиатура, мышь.
     - Графический интерфейс с имитационной диаграммой, показывающей уровень в баке, температуру масла, давления, состояние тревог.
     - Логирование всех параметров; экспорт в CSV/Excel для последующего анализа.
 
 ● Блокировки безопасности:
     - Перегрев (масло > 130 °C → остановка VFD).
     - Избыточное давление (резервуар > 14 бар → срабатывание предохранительного клапана, сигнализация).
     - Низкий уровень масла → блокировка для остановки компрессора.
     - Защита паролем на HMI для предотвращения несанкционированных изменений.

7. Спецификация материалов (ключевые элементы)

  

    
№ п/п
    
Номер детали
    
Описание
    
Марка/Модель
    
Кол-во
  
  

    
1
    
2A3876P0001
    
Маслонаполненный винтовой компрессор, 20 HP/15 кВт
    
Atlas Copco GA 15 A 13
    
1
  
  

    
2
    
2A3876P0002
    
Преобразователь частоты (22 кВт, 3Ø)
    
Schneider ATV212
    
1
  
  

    
3
    
2A3876P0003
    
Энергомонитор (по необходимости)
    
Стандарт
    
1
  
  

    
4
    
2A3876P0004
    
Датчик давления, 0–2,5 бар абс.
    
Wika S20
    
1
  
  

    
5
    
2A3876P0005 (×4)
    
Датчик давления с охлаждающим элементом, 0–16 бар
    
Wika S20
    
4
  
  

    
6
    
2A3876P0006 (×5)
    
Датчик температуры, 0–150 °C
    
Wika TR 10
    
5
  
  

    
7
    
2A3876P0007
    
Расходомер, 0–150 LPM (турбинного типа)
    
Стандарт
    
1
  
  

    
8
    
–
    
Дополнительный VFD (по требованию)
    
Стандарт
    
1
  
  

    
9
    
2A3876P0009
    
Масляный бак, 500 л, 15 бар, вертикальная установка
    
Neometrix
    
1
  
  

    
10
    
2A3876P0010
    
Манометр, 0–21 бар, 1 % FS
    
Wika 233.50.100
    
1
  


8. Гарантия качества и протоколы испытаний
8.1. Заводские испытания (FAT)
Перед отправкой каждый стенд проходит:
 ● Гидравлическая целостность: проверка на утечки при 18 бар; все трубопроводы/фитинги герметичны.
 ● Точность давления/температуры: сертификаты калибровки всех датчиков из лабораторий, аккредитованных NABL.
 ● Визуальный осмотр: размеры (≈ 1,3 м × 0,78 м × 1,2 м для сквида компрессора), правильная маркировка, установка кнопок и манометров.
 ● Воздушный резервуар: сертификат гидроиспытаний, записи сварки, проверка крюков, правильные размеры портов (¼″ × 2, ½″ × 2, вход/выход 1½″ × 2).
 ● Безопасность и блокировки: аварийный стоп, зуммер сигнализации, сигнальная колонна, блокировка двигателя, проверка предохранительного клапана, защита паролем на HMI.
 ● Функциональный тест:
   • Пошаговое повышение VFD; проверка запуска компрессора.
   • Эффективность охлаждения масла: запись температуры на входе/выходе (диапазон 40–84 °C); убедиться, что отключение ≤ 130°C.
   • Испытания давления: запись всасывания, рабочего и выходного давления каждые 10 мин; проверить слив резервуара при 12,5 бар, срабатывание предохранительного клапана при 14 бар.

8.2. Приемочные испытания на объекте (SAT)
После установки на BPCL (в течение трех недель):
 ● Проверка механической установки: проверка фундамента, выравнивания, совмещения по плану площадки.
 ● Проверка электрического подключения: проверка входного питания (3 Φ 415 VAC, 63 A), заземления для питания/приборов и прокладки кабелей.
 ● Функциональный запуск: работа на полной нагрузке 4 000 ч (минимальная ожидаемая надежность компрессора) под наблюдением.
 ● Передача документации:
   1. Печатная/электронная копия Руководства пользователя и Руководства по обслуживанию (× 2 каждого).
   2. Полные технические чертежи (GA, схема, BOM).
   3. Сертификат испытаний компрессора, сертификат гарантии на 2 года.
   4. Обучение операторов BPCL инженерами сервиса Neometrix.

9. Рабочий процесс
1. Последовательность запуска
 ● Проверить уровень масла в баке; заполнить до отметки.
 ● Закрыть сливной клапан резервуара.
 ● Включить панель VFD; установить параметры VFD (целевой RPM/давление).
 ● Включить PLC/ПК; запустить приложение HMI.
 ● Нажать «START» на HMI; VFD набирает скорость; компрессор запускается.
 ● Контролировать температуру масла на входе/выходе; при необходимости регулировать вентилятор под управлением VFD.

2. Регистрация данных
 ● HMI фиксирует значения каждую секунду: давление на всасывании, давление на выходе, давление в резервуаре, температура масла, условия окружающей среды, расход.
 ● Пороговые значения сигнализации: температура масла > 130 °C (остановка VFD), давление в резервуаре > 14 бар (срабатывание предохранительного клапана).

3. Последовательность остановки
 ● Постепенно уменьшить скорость VFD через HMI.
 ● Дать компрессору разогнаться до холостого хода без нагрузки.
 ● Открыть клапан с угловым седлом для сброса давления резервуара.
 ● Выключить VFD → PLC → основное питание.
 ● Слить остаточное масло через точку отбора проб; собрать для лабораторного анализа.
 ● Зарегистрировать окончательный отчет (температура масла, давление, часы работы, потребление энергии).

10. Материалы конструкции и элементы безопасности
 ● Конструкционная сталь: IS 2062 E 250 BR для сквида, корпуса резервуара, поддерживающих конструкций.
 ● Стандарты сварки: квалифицированные сварщики; проверка проникающей дефектоскопией критических соединений.
 ● Покрытие: порошковое покрытие на сквиде; грунтовка + антикоррозийная краска на резервуаре.
 ● Безопасность:
   - Аварийная кнопка на панели VFD и шкафу DAQ.
   - Сигнальная колонна (зеленый = готов, желтый = работает, красный = ошибка).
   - Звуковой сигнал для тревог.
   - Блокировки при перегреве и превышении давления.
   - Защита паролем на интерфейсе оператора.

11. Расходные материалы и рекомендации по обслуживанию
 ● Масло для компрессора: тестовые сорта (ISO VG 32, 46, 68, 100) поставляет BPCL.
 ● Фильтры:
   - Встроенные масляные фильтры; заменять каждые 200 ч.
   - Картриджи осушителя воздуха; менять каждые 6 месяцев или при сигнале о влаге.
 ● Охлаждающая жидкость: смесь воды/гликоля для масляного охладителя (если температура > 35 °C).
 ● Рекомендуемые запасные части:
   - Датчик давления (один запасной на диапазон), датчик температуры (один запасной).
   - Комплект ремней V (если приводной); уплотнительные кольца и прокладки для фланцев.
   - Предохранители/автоматы для VFD/PLC.
   - Лампочки для сигнальной колонны, резервное хранилище HMI-PC.

12. Отчеты и результаты
После каждого теста предоставляются:
1. Отчет о работе масла
 ● Температуры масла на входе/выходе по времени.
 ● Кривые давления (всасывание, выход, резервуар).
 ● Расход по времени.
 ● Наблюдения (пики, падения давления, аномальное повышение температуры).

2. Журнал компрессора
 ● Общее время работы, профиль RPM VFD, потребление энергии (кВт·ч).

3. Журнал несоответствий и обслуживания
 ● Отклонения датчиков/калибровки.
 ● Срабатывания предохранительного клапана или утечки.
 ● Выполненное обслуживание (замена фильтров, проверка муфт).

4. Итоговое резюме
 ● Выводы о окислении масла и пригодности.
 ● Рекомендации для следующего цикла тестирования или интервалов замены масла.

В заключение, этот испытательный стенд компрессора является полностью интегрированной платформой с CE-сертификацией, предназначенной для:
 ● Запуска маслонаполненного винтового компрессора 15 кВт в контролируемых условиях.
 ● Охлаждения и разделения масло/воздух, а затем рециркуляции тестового масла для продолжительных испытаний (≥ 4 000 ч).
 ● Регистрации полных данных через PLC/DAQ и промышленный ПК HMI.
 ● Соблюдения стандартов безопасности (предохранительные клапаны, блокировки, аварийные остановки).
 ● Обеспечения надежного и повторяемого тестирования смазочных масел для компрессоров.