درک کنترل های ظرفیت کمپرسور هوای گریز از مرکز

توسط ریک استاسازان و یان مک لئود ، موسسه هوای فشرده و گاز

مجله Compress Air Best Practices® (CABP) به تازگی با مشاور فنی فنی موسسه هوای فشرده و گاز (CAGI) و یان مک لئود از بخش کمپرسور سانتریفیوژ CAGI و شرکت عضو Ingersoll Rand گرفتار شد.

CABP: آقایان ، بابت سری مقالات کمپرسورهای گریز از مرکز. چرا کنترل های کمپرسور گریز از مرکز را برای این مصاحبه انتخاب کرده اید و آیا می توانید توضیح مختصری ارائه دهید؟

CAGI: CAGI و مشتریان گریز از مرکز ما یک هدف و هدف مشترک دارند - برای به حداکثر رساندن بهره وری سیستم کمپرسور و بهینه سازی مصرف انرژی سیستم. از آنجا که کنترل ظرفیت روی یک کمپرسور گریز از مرکز کمی پیچیده تر از انواع جابجایی مثبت کمپرسورها است ، همیشه مشاوره با یک تکنسین آموزش دیده کارخانه توصیه می شود. اعضای بخش کمپرسور گریز از مرکز CAGI می توانند این کمک را ارائه دهند.

کمپرسورهای گریز از مرکز پویا هستند و هر کدام با کاهش ظرفیت ، منحنی مشخصه افزایش فشار دارند. بدون سیستم کنترل ، کمپرسور در امتداد این منحنی طبیعی کار می کند. جریان و فشار یک کمپرسور گریز از مرکز معمولاً با ترکیبی از دستگاه کنترل ورودی و شیر تخلیه (UV) کنترل می شود.

CABP: آیا می توانید خلاصه کنید که چگونه این دستگاه ها برای دستیابی به نتایج مورد نظر به صورت ترکیبی کار می کنند و چه گزینه هایی را در دسترس قرار می دهند؟

CAGI: خوب ، از آنجا که کنترل های کمپرسور گریز از مرکز کمی پیچیده تر هستند ، ما خوانندگان را از طریق سیستم ها و گزینه های موجود قدم می زنیم.

راه حل های تنظیم مقررات ورودی

ورودی را می توان روی یک کمپرسور پویا ریخت تا به طور مداوم از ظرفیت کمپرسور بکاهد. حداقل فشار وقتی تعیین می شود که نسبت فشار به حد مجاز پمپ برسد و دستگاه به حداکثر فشار برسد. محدوده تنظیم ، یا turndown ، با طراحی دستگاه تعیین می شود. به عنوان مثال ، turndown تحت تأثیر تعداد مراحل و طراحی پروانه قرار دارد. دامنه تنظیم نیز تحت تأثیر عوامل خارجی مانند شرایط هوای ورودی (دما ، فشار و رطوبت) و دمای خنک کننده قرار دارد.

دستگاه های کنترل ورودی

موارد زیر دو روش برای پرتاب کردن ورودی است:

شیر پروانه ای ورودی (IBV): شیر پروانه ای ورودی ممکن است بصورت الکترونیکی یا پنوماتیکی رانده شود و با بسته شدن ، افت فشار را در بین دریچه ایجاد می کند ، به طور موثر فشار ورودی به کمپرسور را کاهش می دهد و فشار کمپرسور را در فشار می اندازد و متعاقباً جریان می یابد. .

راهنمای ورودی Vanes یا (IGV): ونهای راهنمای ورودی نیز ممکن است بصورت الکترونیکی یا پنوماتیک رانده شوند و یک سری تیغه های شعاعی هستند که در قسمت ورودی قرار دارند. این ونها ، در موقعیت گسترده باز ، موازی با جریان هوا هستند و در حالت کاملا بسته در جریان 90 درجه تا جریان هوا قرار دارند. از آنجا که پره های راهنما از حالت باز به طور کامل بسته می شوند ، باعث می شوند که گاز کشیده شده در همان جهت پروانه چرخانده شود. پیش چرخش زاویه بروز هوای ورودی را با نزدیک شدن به قسمت القایی پروانه تغییر می دهد و به طور موثری انرژی مورد نیاز برای تولید فشار و جریان را کاهش می دهد. استفاده از IGV می تواند کمپرسور را با بهره مندی از کارآیی بیشتر ، برانگیزد. بسته به جایی که شما در حال کار بر روی منحنی کمپرسور هستید ، یک کاربر ممکن است تا 9 درصد بهره وری را بیش از سرعت استاندارد IBV ببینید.

مقدار تعیین شده فشار کمپرسور گریز از مرکز به طور معمول در فشار مشخصی قرار دارد ، بنابراین وقتی فشار سیستم زیر یک سطح معین قرار می گیرد ، کمپرسور بار می گیرد.

سیستم کنترل و تنظیم کمپرسورهای گریز از مرکز

1. کنترل خودکار دوگانه (شکل 1 را ببینید)

تنظیم استاندارد با استفاده از دریچه پروانه ای ورودی (IBV) یا ون های راهنمای ورودی (IGV) و کنترل کننده حاصل می شود.

نقطه تنظیم فشار تخلیه کمپرسور در سطح مورد نظر تنظیم می شود و IBV یا IGV ورودی کمپرسور را برای حفظ فشار تخلیه مداوم بیش از محدوده کنترل (B®C) تنظیم می کند.

در حداقل نقطه دریچه گاز (C) ، شیر IBV یا IGV بسته می شود و باعث می شود فشار تخلیه تا نقطه تخلیه بار افزایش یابد. در این لحظه کمپرسور بارگیری می شود ، IBV یا IGV بسته می شود و یک دریچه تخلیه به طور کامل باز می شود.

کمپرسور در حالت بارگذاری نشده باقی می ماند تا زمانی که کمپرسور بار را در جریان کامل از سر بگیرد و چرخه تکرار شود. زمان بارگذاری مجدد در این روش کنترل متفاوت است و بسته به ظرفیت ذخیره سیستم نسبت به نوسان تقاضا ، توصیه می شود اقداماتی را انجام دهید (ذخیره هوای فشرده اضافی) برای محافظت از روند و کمپرسور در برابر دوچرخه سواری کوتاه.

اگر کمپرسور در مدت زمان مشخصی نیازی به بارگیری مجدد نداشته باشد ، ممکن است این واحد برای خاموش و خاموش شدن تنظیم شود. کنترل کننده به طور خودکار در پاسخ به فشار سیستم در حال سقوط به نقطه تنظیم بار (A) ، مجدداً بارگیری و بارگیری می شود.

2. کنترل فشار ثابت با تنظیم تعدیل تخلیه (UV) (شکل 2 را ببینید)

این روش کنترل از IBV یا IGV ، یک UV تعدیل کننده و یک کنترلر استفاده می کند.

نقطه تنظیم فشار تخلیه کمپرسور در سطح مورد نظر تنظیم می شود ، و IBV یا IGV ورودی کمپرسور را برای حفظ فشار تخلیه ثابت بیش از محدوده کنترل (A®B) تنظیم می کند.

در حداقل نقطه دریچه گاز (B) ، موقعیت IBV / IGV به صورت ثابت حفظ می شود و شیر تخلیه (UV) شروع به تعدیل باز می کند.

به این ترتیب ، یک فشار تخلیه ثابت در محدوده کاری کامل کمپرسور (A®C) حفظ می شود.

برخی از کنترل ها همچنین می توانند حداکثر موقعیت تخلیه بار (UV) را برای برنامه ریزی فراهم کنند. این امر به مالک اجازه می دهد با محدود کردن عملیات تخلیه تا نقطه بین (B®C) ، عملکرد ناکارآمد را در دوره های کم تقاضا به حداقل برساند.

سیستم کنترل فشار ثابت برای کنترل مداوم خروجی هوا و در عین حال نوسانات فشار خالص به حداقل ممکن طراحی شده است. فشار مداوم در بسیاری از برنامه ها بسیار مهم است.

تأثیر عوامل خارجی بر مقررات

CABP: شما اشاره کردید که مقررات را می توان تا حد زیادی توسط عوامل بیرونی مانند فشار فشار ، دمای مکش و دمای خنک کننده تحت تأثیر قرار داد. شاید یک مصاحبه آینده در مورد این موضوع درست باشد ، اما آیا می توانید یک پیش نمایش دزدکی و نسخه متراکم از این تأثیرات را به ما بدهید؟

CAGI: تأثیر متغیرها بر عملکرد گریز از مرکز به راحتی بصورت گرافیکی نشان داده شده است.

نسبت های معمولی تورنتاون برای طراحی گریز از مرکز 30 تا 40 درصد در حالی که در حالت دوگانه خودکار کار می کنند. این درصد به شرایط هوای ورودی همانطور که در بالا گفته شد بستگی دارد و به طور معمول در دمای سرد بزرگتر و در شرایط گرم تابستان کوچکتر خواهد بود. در طراحی گریز از مرکز بین کارآیایی آیرودینامیکی و تورنتون تجارت وجود دارد. می توان به تورهای بزرگتر دست یافت ، اما باعث راندمان آیرودینامیکی پایین تر می شود. این تجزیه و تحلیل باید برای تعیین طراحی بهینه سیستم ، با همکاری تولید کننده و بر اساس پروفایل های جریان مورد نیاز انجام شود.

این ارقام تأثیر متغیرهایی مانند دمای ورودی ، فشار ورودی و دمای آب خنک کننده را نشان می دهد.

چگونه Surgery در کمپرسورهای گریز از مرکز اتفاق می افتد

CABP: شما به پدیده افزایش اشاره کردید. آیا می توانید توضیح دهید که چه موقع ممکن است این اتفاق بیفتد؟

CAGI: Surgery پدیده ناپایداری آیرودینامیکی است که می تواند در کمپرسورهای گریز از مرکز اتفاق بیفتد. افزایش فشار در کمپرسورهای گریز از مرکز با انتقال سرعت زیاد (انرژی جنبشی) به مسیر جریان هوا از طریق پروانه ایجاد می شود. اگر تبدیل کمپرسور مجهز باشد ، تبدیل بعدی سرعت به فشار (انرژی بالقوه) در دیفیوزر و احتمالاً در ولتاژ اتفاق می افتد.

با توجه به این محدودیت ، هر مرحله فشرده سازی منفرد نمی تواند فشار فشار را بیش از حد حدود 2.5 نسبت (بسته به نوع طراحی) افزایش دهد.

اگر کمپرسور گریز از مرکز در طول کار کمپرسور دچار افزایش سرعت شود ، در نظر گرفته می شود که در شرایط ناپایدار در حال اجرا است. تولیدکنندگان هنگام طراحی کمپرسورهای خود ، حوادث ناگهانی را در نظر می گیرند و در نتیجه وقوع تک یا حتی چندین جابجایی باعث کاهش عمر و آسیب دیدن کمپرسور نمی شود. در صورت بروز مکرر تکرار ، باید از یک تکنسین واجد شرایط استفاده شود. همه تولید کنندگان برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد از کنترل پیش بینی افزایش استفاده می کنند. چندین روش مختلف برای دستیابی به کنترل افزایش وجود دارد.

کنترل و محافظت از Surge

CABP: چگونه می توانید از این موقعیتهای ناشی از عملیات محافظت و محافظت کنید؟

کاگی: اعضای ما کنترل و محافظت از محصولات را برای محصولات خود طراحی کرده اند. جابجایی وضعیتی است که می توان از آن جلوگیری کرد. کنترل و محافظت از هر دو سیستم کنترل فشار خودکار و دوگانه و کنترل فشار در دسترس است. در واقع ، به عنوان بخشی از راه اندازی سیستم ، تکنسین ها برای تنظیم سیستم کنترل ، کمپرسور را به صورت دستی سوار می کنند.

1. کنترل جریان موتور:

جریان موتور را می توان با جریان کمپرسور همبستگی داشت. با کاهش جریان ، جریان موتور نیز کاهش می یابد. این می تواند با نقطه افزایش کمپرسور در ارتباط باشد. با استفاده از این کنترل ، هنگامی که موتور به حداقل مقدار تنظیم جریان فعلی می رسد ، شیر تخلیه شروع به باز شدن می کند تا از افزایش فشار کمپرسور جلوگیری شود. این روش ساده و ساده است ، با این وجود همیشه بهینه سازی محدوده واقعی کمپرسور نیست.

2. بهینه سازی کنترل پیش بینی Surge:

برای بهینه سازی کنترل پیش بینی افزایش ، کنترلر با توجه به شرایط ورودی محیط موجود ، موقعیت واقعی خط افزایش را کنترل می کند و با باز کردن دریچه تخلیه در هنگام رسیدن جریان کمپرسور از رسیدن به فشار ، مانع از افزایش فشار کمپرسور می شود. این کنترل باعث بهبود بهره‌برداری از تورنندون شده و به کمپرسور اجازه می دهد تا براساس شرایط ورودی محیط موجود ، در محل واقعی کار کند.

سیستم های کنترل مدرن که توسط اکثر تولید کنندگان به کار می روند منجر به عملیاتی بدون مشکل ، قابل اعتماد و کارآمد می شوند. با استفاده از چندین روش کنترلی ، مشتریان می توانند عملکرد کمپرسور گریز از مرکز خود را با توجه به نیاز برنامه بهینه کنند. درک تأثیر شرایط محیطی بر عملکرد کمپرسور امکان بهبود بیشتر در قابلیت اطمینان و کارآیی را فراهم می آورد.

CABP: با تشکر از شما برای این بررسی. آیا می توانید به خوانندگان ما بگویید که چگونه می توانند در این موضوعات اطلاعات و یا اطلاعات بیشتری کسب کنند؟

CAGI: اعضای بخش کمپرسور گریز از مرکز CAGI ، از جمله Atlas Copco ، Cameron ، FS Elliott و Ingersoll Rand ، مهندسین آموزش دیده ای را برای کمک و راهنمایی کاربران از طریق انتخاب اندازه و گزینه های مناسب کمپرسور گریز از مرکز برای عملکرد خود دارند. ارزیابی سیستم کمپرسور هنگام به روزرسانی و / یا جایگزین کردن سیستم های موجود توصیه می شود تا از حداکثر عملکرد سیستم اطمینان حاصل شود. اعضای ما همچنین می توانند در عملکرد تجهیزات و سیستم های موجود یاری کنند.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد CAGI ، اعضای آن ، برنامه های هوای فشرده شده یا پاسخ به هر یک از سؤالات مربوط به هوای فشرده شده ، با موسسه هوای فشرده و گاز تماس بگیرید. منابع آموزشی CAGI شامل دوره های آموزش الکترونیکی در SmartSite ، راهنماهای انتخاب ، و فیلم ها ، و همچنین کتابچه راهنمای استفاده از هوا و گاز فشرده شده است.

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