1. 압축의 목적 ; 정상 상태보다 높은 압력으로 가스를 공급하는 것
:공기 등 기체를 도구로 압축 공기 System을 작동함으로써 에너지를 전달,
연소를 위한 공기를 공급,천연 가스의 이동,냉동 공정에서의 기체나 액체의 순환,화학 공정의 조업,장치에서 압력을 생성하거나 Level 유지,System에서 압력 레벨을 감소시켜 기체를 제거하거나 진공을 생성
2. 압축의 방법
가. 체적 압축식 (Displacement Compression):
ㅇ 일정 공간안에 연속적으로 기체를 흡입시키고 제적을 감소시켜 압력
이 증가 된 기체를 토출 시킴
ㅇ 일정 공안안에 연속적으로 기체를 흡입시키고 체적 변화없이 토출구
로 이동 시킨 다음, Backflow에 의해 기체를 압축하여 토출시킴
나. Dynamic Compression : 고속회전하는 임펠러나 Blade rotor의 기계적인 작동은 기체에 속도와 압력을 부여하게 되는 데, 생성된 기체의 속도가 압력으로 변환됨.
다. Ejector ; 고속 Jet안에 기체를 주입시켜 토출구 속에서 압력으로 변환시킴.
4. 온도와 압력비
가. 온도 ; 압축의 실시에 따라 온도의 상승은 필연적이며 과다한 온도 상승은 오일의 온도를 상승시키고 Gum이나 Solid를 생성시켜 압축기 효율 감소나 화재로 이어질 수 있음.
나. 압축비
동일한 토출 압력을 얻는데 압축비가 클수록 일을 더 많이해야 하고 열의 발생도 증가한다. 또, 압축 단수를 늘려 압축비를 낮추고 중간에 냉각을 하면 온도 증가를 낮출 수 있으며 동력비도 절감됨
5. Air end
가. 구성 요소
1) 실린더
2) 피스톤과 피스톤 링
3) 베인, 스크류
4) 밸브, 오일 냉각기
나. Air end 부분은 압축 가스, 오염물, 온도, 압력, 속도 등의 영향을 받는 부분이므로 이러한 요인에 의해 발생되는 문제점을 해결하기 위하여 만들어진 Compressor 전용 오일이 필요한다.
다. 적용 Compressor
1) Displacement Compressor ; 왕복동형, 로타리 스크류형, 베인형
6. 보조 구성 요소
가. Filter
1) 압축기로 유입되는 기체로부터 이물질을 제거하는 기능
2) Type ; Dry, Oil bath, Viscous Impingemen
나. Cooler
1) 압력 단수 사이에서 공기 냉각 ; 토출 압력을 얻는데 필요한 에너지 절감
2) 냉각 공정동안 응축되는 과다 수분의 양을 감소시키는 작용
다. Receiver
1) 왕복동형 Compressor에서 Air의 Flow를 일정하게 유지하여 진동
을 감소시키고 저장탱크의 역할을 함
2) 공기로부터 분리된 물과 오일을 Drain 시킬 수 있게 함.
라. Dryers
1) 공기중의 수분을 제거하기 위해 설치
2) Type; Dessicant type, Refrigeration type
7. 왕복동형 압축기의 특성
가. 장점
1) 효율이 좋음
2) 광범위한 용량제어가 가능
3) 기체의 조성변화에 따른 성능 변화가 없음
4) 소용량과 대용량에 모두 적합
나. 용도
일반 산업, 석유정제, 석유 화학, 에너지 공급분야
다. 용량
1) 소형 압축기 ; 수백 W ~ 5.5 Kw
2) 범용 압축기 ; 토출 압력 10 Kgf/㎠ 이하, 일반 산업용
3) 중압 압축기 ; 토출 압력 10 ~ 100 Kgf/㎠, 석유 정제, 석유 화학용, 취급 기체 다양
4) 고압 압축기 ; 토출 압력 100 ~ 1000 Kgf/㎠, 중화학 공업용
5) 초고압 압축기 ; 토출 압력 1000~4000 Kgf/㎠, 고압폴리에틸렌제조 등 특수용
6) 무급유 압축기 ; 실린더에 윤활유를 필요로 하지 않는 형식, 식품, 약품 제조용, 산소압축용
8. 압축기유의 기능
가. 마찰 부의에 윤활막 형성
나. 윤활막을 통해 압축열 제거
다. 밀봉성 유지
라. 마찰면의 마모 감소
마. 부식 방지
바. 오염물과 이물질 제거
사. Deposit 형성 최소화
아. 기체의 냉각
▶ 합성유
장점 ; 고온 열안정성, 우수한 산화 안정성, 저온 유동성
단점 ; 경제성 부족, Seal이나 Paint와 Incompatiblity
가. Synthetic Hydrocarbones
1) Poly-α-olefins
2) Dialkylated Benzenes
나. Diester
1) 유욕식 Rotary Compressor를 위하여 개발된 오일
2) 교환주기 8000시간 이상, Vane, Screw, 공냉식 왕복동형 압축기에 추천
다. Phosphate Esters
1) 난연성 압축기유 (Fire Resistance Fluids)
2) 고무 팽창성이 크고 독성이 있음
라. Polyglycols
1) LPG Compressor
2) LNG Compressor
마. Chlorofluorocarbons
압축기로서 산소, 염산, 염화수소, 황화수소, 이산화황 등의 활성기체가 사용되는 Compressor에 적용
9. 사용유 관리
사용유의 정기적인 분석과 적절한 오일 보충 및 교환이 기계의 안전 사용과 효율 향상에 기여
가. 시료 채취
1) 정기 분석용 시료 채취는 압축기 내부에 사용되는 오일과 동일한 상태에 있는 것으로 실시함
2) 압축기가 정상 상태로 운전중일 경우는 운전 정지 직후에 시료 채취
3) Drain 배관에서 채취할 경우 초기 배출 시료는 버리고 중간부터 채취
4)시료 채취시 운전상태 등 분석 결과 판정의 배경이 되는 정보 조사
5) Check 항목
나. 윤활유에 대하여
a. 오일명 (Maker, 점도 Grade)
b. 시료 채취일
c. 시료 채취 장소
d. 오일 충진량
e. 오일 보충량
f. 오일 사용 시간
g. 통상 교환 주기
다. 압축기에 대하여
a. 압축기명 (Maker, 형식, 출력)
b. 온도 저건 (토출온도, 냉각기 출구 온도)
c. Overhaul 및 오일 계통 청소 실시 계획
d. 가동 시간 (Hr/Day)
e. Drain 빈도 및 방법
f. Autocleanfilter 작동상태
라. 토출 공기 온도 Check
온도가 상승하면 카본 생성이 증가하므로 160℃이하로 유지한다.
(170℃이상이면 카본 생성량이 급증)
마. 냉각수의 Check
a. 적정 유량 필요
b. 냉각수량 과다 : 수분이 응결되어 실린더내로 유입 → 마모 촉진
c. 냉각수량 부족 ; 수부 현상이나 카본 생성 유발
바. 외부 윤활유의 적시 교환
Crankcase 오일의 장기 사용시 금속 마모분이나 오염물 등에 의해 열화 진행
사. 습식 Air filter 오일의 적시 교환
a. 오염된 외부 공기가 혼입되면 실린더와 Intercooler등의 오염을 촉진시키므로 Air filter를 청결히 유지
b.흡입 공기와 함께 Air filter오일이 실린더 내에 흡인되어 카본 생성의 원인이 되므로 Element의 청소와 함께 오일의 적시 교환이 필요함
(교환 주기; 통상 500hr, 오염된 환경에서 250hr)
아. 일상관리 실시와 우수한 왕복동식 압축기 전용유를 사용하여도 카본의 발생을 완전히 방지하는 것은 불가능하므로 Maker에서 지시한 대로 흡입/토출밸브, 냉각기, 기타 부품들의 정기적인 점검 및 청소가 필요함.
10. 용유의 교환기준
가. 사용유는 열화된성분이 신유의열화를 촉진하므로 정기적으로 조기교환필요
나. 일반적인 오일 교환 주기
a. 대형 압축기 ; 1년 혹은 6000시간
b. 소형 압축기 ; 3000시간
다. 압축기종마다 차이가 나므로 Maker의 취급 설명서 참조 필요
11. 사용유의 교환
Rotary Screw 압축기는 구조상 오일 교환에 주의를 하여도 5~20%정도의 오일이 System내에 잔류하여 신유의 열화가 촉진하기 쉽다.
가. 오일 교환시 주의 사향
a. 교환 기준에 도달하기전 오일 교환
b. 오일 Cooler, 오일 Separator 청소 철저
c. 오일 교환시 Flushing 실시 : 사용유 배출후 Flushing 오일로 충진하고
3~4시간 운전후 배출하는 작업을 반복하여 실시 (4회 정도 실시하여야
효과가 큼)
d. 오일열화가 심한 상태에서 오일 교환시 Overhaul후 신유를 주입하고 초기 24시간 가동후 오일 점검 필요
12. 사용유의 열화
가. 압축기에서 Carbon 및 Sludge 생성 과정
a. 왕복동형
나. Carbon 및 Sludge가 압축기에 미치는 영향
a. 윤활 방해 → 마모 증대 및 온도 상승 → 동력비 증가
b. 밸브 작동 이상 → 재압축 현상 → 압축효율 저하
c. 밸브 막힘 → 정비 횟수 및 교환 비용 증가
d. 밀봉 작용 불량 → 압축 효율 저하, 동력비 증가, 이물질 혼합
e. 오일 필터 막힘 → 오일 청정성 불량 → 부품 교체 비용 증가
f. Separate 작동 불량 → 유수 분리 불량 → 오일 청정성 불량 → 오일 소모량 증가 및 Separator 수명 단축
g. 베어링부 마모 증대 → 부품 교체 비용 증가