مبانی اولیه کمپرسور هوای گریز از مرکز قسمت دوم - درک منحنی عملکرد اصلی

توسط هنک ون اورمر ، ویراستار کمک کننده

قسمت اول اصطلاحات لازم را برای درک عملیات گریز از مرکز توضیح داد. قسمت دوم منحنی های عملکرد عملکرد معمولی و نحوه تفسیر آنها را بررسی می کند.

یک کمپرسور هوای گریز از مرکز بر روی طیف وسیعی از جریانها و فشارهای تخلیه کار می کند. منحنی عملکرد عملیاتی توسط مؤلفه های داخلی انتخاب شده شکل می گیرد و تحت تأثیر شرایط کار مانند فشار ورودی ، دمای ورودی و دمای آب خنک کننده قرار می گیرد.

فرآیند تراکم پویا ، همانطور که در مرحله عملیاتی کمپرسور گریز از مرکز اعمال می شود ، سرعت و انرژی جنبشی است که با محدود کردن جریان به فشار و دما تبدیل می شود. اصطلاح دیگر برای این فرآیند جریان جرم است - نیاز به انرژی برای تحویل مقدار cfm جریان در فشار نامیده شده (psig) توسط وزن هوا تعیین می شود (برخی از تولید کنندگان نیز از اصطلاح چگالی استفاده می کنند).

نیاز به نیرو در این نوع فرآیند فشرده سازی ، هنگامی که قسمت های طراحی داخلی در نظر گرفته نشده است ، اساساً به وزن هوای عبور از طریق دستگاه بستگی دارد. نادیده گرفتن بارهای قطعات هر چیزی را کنترل می کند که باعث افزایش یا کاهش وزن هوای طی شده در مراحل تا جریان نهایی شود و فشار تأثیر مستقیمی بر قدرت ورودی داشته باشد.

شکل 1a تأثیر فشار هوای ورودی بر فشار تخلیه

شکل 1b تأثیر فشار هوای ورودی بر قدرت

با افزایش دمای ورودی ، جریان هوا ثابت کاهش می یابد و هوای قابل استفاده کمتری را به کاربر (scfm) منتقل می کند و نیاز انرژی ورودی را کاهش می دهد. دمای سردتر تأثیر متضادی خواهد داشت.

کاهش فشار ورودی (ارتفاع ، فشار منفی در اتاق کمپرسور ، فیلتر ورودی کثیف / اندازه ضعیف) باعث روشن شدن جریان هوای فشرده شده (cfm) می شود که طی مراحل عبور می کند و همچنین باعث کاهش هوای کمتر قابل استفاده (scfm) با کاهش توان ورودی می شود. فشار ورودی بالاتر اثر متضاد خواهد داشت.

با افزایش دمای آب خنک کننده ، در همان مراحل و الزامات نیرو با شرایط قبلی ، دوباره همان تأثیر "تابش" هوا هوای فشرده را خواهد داشت.

اثر خالص واقعی هر یک از این شرایط بستگی به منحنی عملکرد واقعی و ویژگی های آیرودینامیکی طرح دارد. این همچنین در مورد فشار تخلیه با چرخ ثابت یا پروانه / دیفیوزر / سرعت ، مرحله کمپرسور است.

افزایش فشار تخلیه ، به طور طبیعی اثر افزایش وزن جریان هوای فشرده شده را در طی مراحل باقی می گذارد که باعث می شود جریان کمتری از هوا قابل استفاده (scfm) اغلب در همان قدرت ورودی یا نزدیک باشد. پایین آمدن فشار اغلب باعث می شود جریان بیشتری در همان ورودی یا مشابه برق باشد. عملکرد خاص دستگاه واقعی بعداً در این سند ارائه شده است.

درک منحنیهای عامل تولیدکننده سانتریفیوژ

داده ها را باید با:

• SCFM یا Nm ³ / hr در بارهای کامل و جزئی

• توان ورودی در کیلو وات

• فشار در psig یا نوار (فقط با استفاده از psia برای تبدیل از icfm / acfm به scfm)

شکل 2. منحنی های عملکرد گریز از مرکز معمولی

Turndown ، Stonewall و Rise to Surge چیست؟

پس از طراحی پروانه و تنظیم سرعت ، انرژی ای که یک پوند هوا در عبور از پروانه جذب می کند ، برقرار می شود.

یک کمپرسور گریز از مرکز یک پوند از هوا را با هزینه ثابت انرژی - زمستان یا تابستان - تحویل می دهد. حجم واقعی هوای ورودی برای فشرده سازی با شرایط ورودی فشار و دما برای مدت زمان متغیر خواهد بود.

Rise to Surge : از آنجا که هوای فشرده تر از حد لازم تولید می شود ، کمپرسور گریز از مرکز باید بارگیری کند و یا هوا کمتری برای جلوگیری از فشار بیشتر کند. هر کمپرسور گریز از مرکز دارای حداکثر فشار می تواند در شرایط ورودی خاص باشد که باعث می شود جریان هوا معکوس و افزایش پیدا کند ، کمپرسور را خاموش می کند تا از آسیب لرزش جلوگیری کند.

این یک توضیح بیش از حد از عمل افزایش است ، با این حال ، هر واحد افزایش به حد افزایش یا فشار حداکثر دارد. Turndown درصد پایین تر از جریان بار کامل است که کمپرسور می تواند بدون تجربه افزایش کار کند. به عنوان مثال ، 15٪ turndown به این معناست که واحد می تواند با 85٪ جریان یا بالاتر حرکت کند ، همانطور که بدون ضربه زدن مجهز است. در شهر بزرگتر ، نزدیک یا در حال افزایش خواهد بود.

Stonewall : در بعضی مقاطع ، به هنگام ریزش تخلیه و جریان هوا از طریق بار کامل افزایش می یابد ، محدودیت های بدنی اجازه عبور هوای بیشتری را از طریق مراحل نمی دهد - این نقطه به عنوان سنگ فرش شناخته شده است. ادامه کار در این نقطه یا فراتر از آن می تواند باعث ایجاد چنین جریانهای جریان زیاد با دیفرانسیل فشار بیشتر شود که پروانه ها به طور کامل نواحی پره را پر نکنند و یک عمل شبیه کاویتاسیون در ایجاد نوع دیگری از موج با ارتعاشات بالقوه آسیب پذیر ایجاد می شود.

شکل 3 نمایانگر نمونه ای از منحنی عملکرد تولید کننده عمومی است و داده ها را می توان به راندمان عملیاتی پیش بینی شده و احتمالی واقعی پیش بینی شده توسعه داد.

شکل 3. منحنی های عملکرد نمونه برای کمپرسور بار کامل در 125 psig

• 2،050 cfm در 125 psig در 430 HP (x .7457 = 321 kW)

• Turndown 1،535 cfm در 125 psig در 345 HP (x .7457 = 257 kW)

استفاده از منحنی های عملکرد عملیاتی گریز از مرکز برای بهینه سازی سیستم

کار با یک تهیه کننده OEM و منحنی های عملکرد آنها به طور مؤثر منجر به دستیابی به یک برنامه موفق خواهد شد. برای اینکه کاربر داده های مناسب را به تهیه کننده OEM ارائه دهد ، کاربر باید با اطلاعات ارائه شده برای آشنایی کامل و درخواست اطلاعات اضافی مهم مانند:

• مشخصات عملیاتی پروانه / دیفیوزر با توجه به نقطه ضعف ، سیم پیچ ، قدرت ویژه بار کامل و غیره چیست؟

• مجموعه ای از پروانه / دیفیوزر استاندارد برای قابلیت های برجسته تر کدام است؟

کنترل ظرفیت و راهنمای ورودی ونها

منحنی های عملکرد عملیاتی در شکل 4 نشان می دهد که دو مقدار ورودی kW با بار متفاوت برای شیر پروانه ورودی (IBV) و پره راهنمای ورودی (IGV) وجود دارد. مانند همه موارد در سانتریفیوژها ، داده های واقعی نیز مخصوص ماشین هستند.

چرا این همه معنی دار است؟

هنگامی که کمپرسور گریز از مرکز همانطور که طراحی و اجرا شده است از عمق شهر خارج می شود ، نمی تواند هوای فشرده ای را تولید کند که سیستم نتواند چنین کند ، بنابراین اساساً یکی از دو مورد اتفاق می افتد:

• کنترل ظرفیت در دسترس تقریبا از همه تولید کنندگان ، کمپرسور را با بستن شیر ورودی و باز کردن شیر خاموش ، تخلیه می کند و به واحد اجازه می دهد تا با یک نیروی ورودی کاهش یافته و بدون جریان هوا ، به حالت کار بیفتد.

پالایش بیشتر موتور را خاموش می کند. هرچه موتور القایی بزرگتر باشد ، در هر ساعت یا هر روز تعداد کمتری شروع می شود. این نوع کنترل می تواند بسیار مؤثر باشد و به انبارداری نیز وابسته است زیرا بارگیری مجدد و یا راه اندازی مجدد واحد کلاس 100 psig می تواند تا 1 دقیقه یا بیشتر طول بکشد. واحدهای فشار قوی (500 تا 550 psig) برای رسیدن به بار کامل تا 3 دقیقه بیشتر طول می کشند.

• متداول ترین مورد استفاده برای کنترل ظرفیت ، ضربه است. هنگامی که واحد به فضای خالی خود (به عنوان تنظیم شده) می رسد ، شیر خاموش کننده باز می شود و ظرفیت اضافی به جو را خاموش می کند. کیلو وات ورودی بدون در نظر گرفتن کاهش تقاضای هوا دیگر به هیچ وجه کاهش نمی یابد.

شکل 4. مقایسه کنترل کمپرسور گریز از مرکز

ون های راهنمای ورودی معمولی

شکل 4 نشان می دهد منحنی عملکرد DOE (وزارت انرژی) برای استاندارد IBV (شیر پروانه ای ورودی) یا IGV (پره راهنمای ورودی) کنترل ورودی با اسمی در حدود 30٪ تولید می کند.

IGV اجازه شهرنشینی بیشتری را نمی دهد اما با کاهش تلفات تلاطم هوای ورودی به پروانه ها ، تورن تاون در راندمان بهتری قرار می گیرد.

منحنی سوم نشان داده شده در شکل 4 یک فن آوری جدید درایو گریز از مرکز با موتورهای تحمل مغناطیسی را نشان می دهد. این کنترل VSD (درایو سرعت متغیر) از 100٪ تا 75٪ با توان ورودی مستقیم متناسب است. در تور کامل شهر واحد در 7 تا 12 ثانیه کاملاً تخلیه می شود و در مدت زمان 12 تا 15 ثانیه بارگیری می شود. کارآیی مؤثر به ذخیره سازی مناسب نیاز دارد.

در مورد فشار تخلیه آب خنک کننده چیست؟

جدول 1 عملکرد واحد پیش بینی شده در دمای خنک کننده 85 درجه فارنهایت و آب خنک کننده 60 درجه فارنهایت را در فشارهای مختلف تخلیه نشان می دهد.

جدول 1. واحد با 135 psig Natural Surge Point در دمای خنک کننده 85 درجه فارنهایت و خنک کننده 60 درجه فارنهایت

ME = اسمی .95

جدول 1 یادداشت ها: از فشار تخلیه 125 psig (85 درجه فارنهایت آب خنک کننده) تا فشار تخلیه 100 psig (60 درجه فارنهایت آب خنک کننده) ، جریان از 1.572 مایع در متر به 1707 مایع در ثانیه می رسد. قدرت شافت از 334 اسب بخار به 335 اسب بخار می رسد (175 اسب بخار برای 1 اسب بخار بیشتر است). و turndown از 35.8٪ به 51.2٪ می رود.

درس های آموخته شده

این سند برای شناسایی و توضیح تعاریف داده های عملکرد گریز از مرکز و اهمیت آن ایجاد شده است. با استفاده از این اطلاعات ، کاربر می تواند با تهیه کننده محلی نصب شده خود و یا گروه های مهندسی فنی همکاری کند تا واحدی را انتخاب کند تا به درستی از شرایط خاص سایت متناسب با شرایط خاص استفاده کند.

--- http: //www.hqcompressor.com