مدتهاست که کمپرسورهای هوا از یک مرحله به پایین استفاده می کنند و در حالت سرعت ثابت فرکانس نیرو کار می کنند ، زیرا کمپرسور هوا مطابق با حداکثر مقدار هوای فشرده انتخاب می شود. به منظور اطمینان از فشار گاز در محدوده مشخص ، کمپرسور هوا باید اغلب با توجه به نیاز گاز ، حالت کار را تغییر دهد.
روش متداول استفاده از كنترل شیر ورودی این است كه وقتی فشار خط به حد بالایی فشار تنظیم شده می رسد ، شیر ورودی بسته می شود و كمپرسور هوا در حالت بدون بار عمل می كند. اگرچه توسط موتور اداره می شود ، اما هوای فشرده خارج نمی شود. فشار جاده دیگر بالا نمی رود. وقتی فشار خط به حد پایین تر رسیده باشد ، شیر ورودی باز می شود ، هوای فشرده شده خارج می شود و فشار خط بالا می رود.
به این ترتیب ، موتور در طی کل فرایند کار خود را ادامه می دهد ، اما کمپرسور هوا هر از گاهی وارد کار بدون بار می شود و شروع مکرر اتفاق می افتد و در نتیجه اتلاف انرژی به وجود می آید. با توجه به زمان طراحی کمپرسور هوا ، امکان کار طولانی مدت تحت بار کامل وجود ندارد. بنابراین موتور تنها با توجه به حداکثر تقاضا قابل انتخاب است ، بنابراین ظرفیت موتور به طور کلی زیاد است. در بهره برداری واقعی ، زمان کار بار سبک اغلب نسبت بسیار بالایی را به خود اختصاص می دهد ، که منجر به اتلاف انرژی زیادی می شود.
طراحی سیستم های فشرده سازی هوا را بهینه کنید
اجرای تأمین هوای متمرکز در ایستگاه کمپرسور هوا نه تنها مدیریت را تسهیل می کند ، موجب صرفه جویی در سرمایه گذاری می شود بلکه باعث می شود نرخ بهره برداری از تجهیزات نیز بهبود یابد و با سهولت بیشتری فشار عرضه و گازرسانی را برای رفع نیازهای تولید تنظیم کند.
در هنگام طراحی ، اولاً با توجه به توزیع دستگاههای گازسوز ، زمان گاز و فشار گاز هر دستگاه باید از از بین رفتن مقاومت زیاد و از بین رفتن نشت ناشی از خط لوله طولانی جلوگیری کرده و یک یا دو را طراحی کنید. یا حتی بیشتر ایستگاه های کمپرسور هوا ، که تأمین هوای اسپلیت یا تأمین شبکه قطعه قطعه شده را انجام می دهند ، و موقعیت ایستگاه کمپرسور هوا باید در مرکز سیستم گازرسانی قرار داشته باشد و سعی کنید انرژی بیشتری داشته باشید یا از فشار زیاد گاز استفاده کنید. . دستگاه نزدیکتر است.
ثانیا ، طراحی خط لوله باید جدی گرفته شود و خط لوله تا حد امکان کوتاه و بدون مانع باشد. برای به حداقل رساندن میزان نشت ، طرح خط لوله باید با شعاعی و کمتر دندریتیک طراحی شود. هوای فشرده؛ فشار و تأمین تجهیزات مهم را بهینه کنید. سرانجام باید طراحی کمپرسور هوا را در محیط طراحی در نظر گرفت ، به حداقل رساندن درجه حرارت مکش ، اطمینان از تمیز بودن مکش ، و یک سیستم خنک کننده خوب.
حالت کنترل فرکانس
1 ، اصل کار تنظیم سرعت تبدیل فرکانس
فناوری تنظیم سرعت تبدیل فرکانس یک فناوری برای تغییر فرکانس موتور و تغییر ولتاژ برای دستیابی به هدف تنظیم سرعت کلیک است. موتور بکار رفته در کمپرسور هوا معمولاً یک موتور ناهمزمان AC است و سرعت خروجی آن:
n = 60f (1-s) / p ............... (1)
سرعت موتور N
F - فرکانس منبع تغذیه ، هرتز
P — تعداد جفت های قطبی موتور
S — لغزش موتور ، (0-6٪)
از فرمول (1) موتور ناهمزمان AC می توان دریافت که سرعت موتور n بسیار راحت قابل تغییر است تا زمانی که فرکانس منبع تغذیه f موتور سه فاز AC تغییر یابد. وقتی سرعت لغزش s زیاد تغییر نکند ، اساساً سرعت n موتور AC متناسب با f است ، یعنی سرعت موتور ناهمزمان هنگام تنظیم فرکانس منبع تغذیه قابل تنظیم است ، که اساس تئوری آن است. تبدیل فرکانس. بنابراین ، استفاده از مبدل فرکانس برای تغییر فرکانس منبع تغذیه موتور ، سرعت موتور را نیز تغییر می دهد ، بلکه فرکانس هوا سیلندر کمپرسور هوا را نیز تغییر می دهد ، در نتیجه تغییر فشار گاز خروجی کمپرسور هوا ، برای تنظیم گاز خروجی کمپرسور هوا هدف از استرس.
طبق اصل القای الکترومغناطیسی ، در تنظیم سرعت تبدیل فرکانس ، تا زمانی که شار مغناطیسی F بدون تغییر باقی بماند ، فرکانس منبع تغذیه f متناسب با ولتاژ استاتور موتور و سپس سرعت چرخش و قدرت خروجی تغییر موتور با تغییر فرکانس نیرو. هنگامی که فرکانس نیرو کاهش می یابد ، سرعت موتور نیز کاهش می یابد. با تغییر ولتاژ ورودی در سمت استاتور می توان فرکانس موتور را تنظیم کرد. این روش کنترل ولتاژ ثابت (v / f) است. این روش برای پیاده سازی ساده است و برای کنترل در شرایطی که نیاز به عملکرد تنظیم سرعت بسیار زیاد نباشد مناسب است و همچنین روشی برای تنظیم سرعت است که بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.
هنگامی که کمپرسور هوا فناوری تنظیم سرعت تبدیل فرکانس را برای کنترل تأمین فشار هوا ثابت تصویب می کند ، اصل سیستم در شکل 1 نشان داده شده است.
توضیحات سیستم: فشار خروجی را به عنوان هدف کنترل می گیرد و سیگنال بازخورد گرفته شده توسط فرستنده فشار با عملکرد تنظیم PID خاص خود ، در مقایسه با سیگنال فشار داده شده از پیش تعیین شده به اینورتر وصل می شود و با تنظیم PID یکپارچه می شود. سیگنال به انتهای ورودی اینورتر متصل است ، به طوری که فرکانس کارکرد و سرعت موتور M با توجه به تغییر فشار تعیین می شود و حالت تنظیم تبدیل فرکانس محقق می شود.
2 ، تجزیه و تحلیل صرفه جویی در تنظیم تنظیم سرعت تبدیل فرکانس
(1) کاربرد بار گشتاور ثابت
بار گشتاور ثابت بدون توجه به سرعت چرخش ثابت است. فرمول آن به شرح زیر است:
P = K × T × n .................. (2)
جایی که: P قدرت شافت ، K ضریب ، T ضریب گشتاور و T سرعت است.
همانطور که از معادله (2) مشاهده می شود ، قدرت شافت متناسب با سرعت موتور است. پس از استفاده از فن آوری کنترل سرعت فرکانس متغیر ، اگر سرعت موتور n به دلیل نیاز به فرآیند به 80٪ از سرعت نامی کاهش یابد ، میزان مصرف انرژی مربوطه به 80٪ کاهش می یابد.
(2) کاربرد بار گشتاور متغیر
طبق قوانین اساسی مکانیک سیال ، فن ها ، پمپ ها و کمپرسورها همه بارهای گشتاور متغیر هستند. سرعت n مربوط به سرعت جریان Q ، فشار H و توان شافت P به شرح زیر است: Q∝n، H∝n2، P∝ N3؛ یعنی سرعت جریان متناسب با سرعت چرخش است ، فشار متناسب با مربع سرعت چرخش است و قدرت محوری متناسب با مکعب سرعت چرخش است. هنگامی که سرعت موتور کمی افت می کند ، قدرت شافت به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. به عنوان مثال ، هنگامی که سرعت جریان 80٪ از نرخ جریان نامی باشد ، Pn تنها 0.51Pe است ، یعنی قدرت شافت موتور تنها 51٪ از قدرت دارای امتیاز است که تقریباً نصف آن کاهش می یابد. بنابراین ، هنگامی که مبدل فرکانس در بارهای مانند فن ، پمپ ، کمپرسور و غیره اعمال می شود ، هنگامی که سرعت جریان تغییر می کند ، می توان در مصرف انرژی صرفه جویی کرد و اثر صرفه جویی در انرژی بسیار قابل توجه است.
اصل بازیابی گرمای زباله
برای کمپرسورهای هوا ، حدود 80٪ از انرژی ورودی به انرژی گرما تبدیل می شود. اگر کمپرسور هوا مطابق ساختار و اصل نوع کمپرسور هوا به درستی اصلاح شود ، گرما قابل بازیافت است و می توان زباله ها را به گنج تبدیل کرد. گرمای جمع آوری شده در محیط برای کاهش مصرف سوخت برای گرمایش برای مقاصد دیگر استفاده می شود. اصل بازیابی گرما در شکل 2 نشان داده شده است.
براساس اصل بازیابی گرمای زباله ، تمام یا بخشی از گرمای اولیه را که توسط فن اگزوز کولر روغن گرفته شده است ، با اضافه کردن مبدلهای حرارتی و دستگاههای کنترل مربوطه در مدار روغن کمپرسور هوا برای گرم کردن آب سرد جمع آوری می کنیم و از این طریق کاهش می دهیم انرژی لازم برای گرم کردن آن. دمای ورودی کولر حدود 85-100 درجه سانتی گراد است. با نصب مبدل حرارتی مربوطه ، با استفاده از انتقال گرما برعکس و اقدامات مناسب جهت کنترل دمای روغن و دمای آب ، دمای آب خروجی تا 65-80 درجه سانتیگراد بالا می رود و کمپرسور تضمین می کند که به طور عادی کار کند. . جریان خاص سیستم بازیابی حرارت در شکل 3 نشان داده شده است.
بهره وری کمپرسورهای هوا را بهبود بخشید
نکته مهم در بهبود کارآیی کمپرسور هوا افزایش جابجایی کمپرسور هوا است. عوامل زیادی بر حجم اگزوز کمپرسور هوا تأثیر می گذارد. از طریق عمل عملی ، می توانیم از جنبه های زیر شروع کنیم و به نتایج بسیار واضحی برسیم.
1- از محیط مناسب برای استنشاق و شرایط خنک کننده اطمینان حاصل کنید. تهویه نقطه مکش را به طور منظم تقویت کرده و فیلتر مکش را به طور مرتب تمیز کرده و تعویض کنید که این امر می تواند مقاومت را کاهش داده و از ورود گرد و غبار موجود در جو به داخل سیلندر جلوگیری کند و از آسیب رساندن گرد و غبار پیستون و استوانه جلوگیری کرده و از بین ببرد. مقاومت در برابر شیر. نشت درونی از آنجا که دمای مکش هر سطح 1 درجه سانتیگراد افزایش می یابد ، جابجایی حدود 2٪ کاهش می یابد ، و قدرت کاهش نمی یابد. بنابراین ، برای اطمینان از تبادل گرما بهتر است از آب در حال گردش یا ضد آب استفاده شود که با کلرزاسیون یا دوز درمان شده است. اثر خنک کننده و اطمینان از میزان آب خنک کننده و فشار آب مورد نیاز کمپرسور هوا.
2. انجام یک کار خوب از تعمیر و نگهداری ، تعیین معقول چرخه نگهداری ، الزامات دقیق برای کیفیت نگهداری. مرتباً سیستم خنک کننده فیلتر هوا و کمپرسور هوا را تمیز کنید ، مرتباً شیر هوا ، حلقه پیستون و حلقه بسته بندی را تعمیر یا جایگزین کنید. و بازرسی کیفیت نگهداری توسط تکنسین های حرفه ای انجام شود. پس از تأیید تعمیر ، میزان ترخیص سیلندر در محدوده معقول کنترل می شود تا پیستون اطمینان حاصل شود. کیفیت مونتاژ حلقه و کیفیت نگهداری شیر.
3. تقویت مدیریت عملیاتی و اجرای بازرسی ها. اپراتور برای اطمینان از عدم نشت دریچه های ضربه ، نیاز به زهکشی به موقع ، تخلیه روغن و تخلیه گرد و غبار به کندانسورها و تجهیزات کمکی در همه سطوح دارد. فشار آب و میزان جریان آب آب خنک کننده باید به موقع بررسی و تنظیم شود تا اطمینان حاصل شود که اختلاف دمای بین ورودی و خروجی آب خنک کننده از 10 درجه سانتیگراد بیشتر است ، درجه حرارت خروجی intercooler کمتر از 40 درجه سانتیگراد است. وضعیت کاری هر دریچه را به دقت بررسی کنید و به موقع برای مقابله یا گزارش مشکلات پیدا کنید.
صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش مصرف سیستم تراکم هوا مستقیماً بر هزینه تولید و سود سرمایه گذاری شرکت تأثیر می گذارد. با بهینه سازی طراحی سیستم فشرده سازی هوا ، با استفاده از فناوری تنظیم سرعت تبدیل فرکانس و فناوری بازیابی گرمای زباله ، مدیریت عملکرد سیستم فشرده سازی هوا تقویت شده و راندمان عملکرد کمپرسور هوا بهبود می یابد. و با تقویت نگهداری کمپرسورهای هوا می توانیم به صرفه جویی در انرژی بسیار چشمگیر دست یابیم.
