Применение компрессор: Сферы применения компрессорного оборудования

Содержание

Сферы применения компрессоров

Компрессоры пользуются большой популярностью во многих отраслях народного хозяйства, включая бытовое применение, и ценятся за надёжность, высокий коэффициент полезного действия, длительные сроки эксплуатации.

Наиболее востребованными у потребителей являются воздушные компрессоры, без которых трудно обойтись как в промышленности, так и в современной повседневной жизни и трудовой деятельности.

Области применения компрессоров

Назвать отрасль промышленности, в которой не применяются компрессоры невозможно. Практически они нужны везде и особенно там, где требуется оперативное, безопасное и рентабельное течение трудовых процессов.

В газовой и нефтяной промышленности — целые компрессорные установки производят бурение скважин и подъём полезных ископаемых, а потом их сжатие, сбор и транспортировку по трубопроводам.

В транспортной промышленности – компрессоры закачивают воздух в турбореактивные двигатели, салоны самолётов и подводных лодок.

Тормозная система ЖД-транспорта, а также – двигатели внутреннего сгорания тоже не обходятся без применения компрессоров.

В энергетике – наличие компрессоров гарантирует безаварийное функционирование электростанций.

В пищевой промышленности — компрессорные аппараты обеспечивают охлаждение воздуха в холодильных установках и рабочих инструментах. Они заметно облегчают изготовление, перемешивание и упаковку многих продуктов.

В строительстве — с помощью компрессоров работают пневмоинструменты типа отбойных молотков, пескоструйные машины, бетоноломы, пульверизаторы, краскопульты и многие другие устройства. Компрессорные установки осуществляют демонтаж зданий и других сооружений, шлифовку бетона и твёрдых поверхностей, очистку больших площадок от загрязнений и т. д.

В дорожно-монтажных работах — строительный компрессор выполняет снятие слоёв асфальта, а инструменты, питаемые компрессорами, используются при укладке цемента. Для строительства эстакад и мостов вдали от источников электричества, используются мобильные компрессоры, работающие на дизтопливе.

В медицине и фармацевтике — использование компрессоров необходимо в стоматологии и многих других разделах отрасли, например – в работе дыхательных аппаратов. Они же применяются для изготовления и упаковки лекарственных средств.

Вышеперечисленное — лишь малая часть всех сегментов трудовой хозяйственной деятельности человека, нуждающихся в эксплуатации компрессоров. По существу, компрессорное оборудование постоянно требуется в местах, где для производственных процессов нужно применение значительных усилий и стабильная надёжная деятельность.

Компрессоры подают воздух в пневматические системы подъёмников и других механизмов, массу инструментов и бытовых приборов, осуществляют циркуляцию воздуха в помещениях, вентилируя, охлаждая или согревая его. Они регулярно облегчают выполнение множества дел.

Использование компрессоров в быту

Благодаря своей эффективности, высокому КПД, экономичности и безопасности, портативные компрессоры успешно применяются в быту. Они очень удобны в качестве насосов: для автомобилиста, велосипедиста, путешественника и отдыхающего. Посредством компрессора удобно вычистить карбюратор, промыть труднодоступные места в автомобиле и его сам, надуть резиновый бассейн или матрац, наполнить баллон для дайвинга, окрасить любую поверхность.

В ремонте квартиры или дачи компрессор незаменимая вещь не только в побелочно-красочных работах, но и для использования пневматических инструментов: молотка, дрели, отвёртки, гвоздезабивного пистолета, отрезной машинки и проч.

Бытовая и любительская область применения компрессоров широка и неплохо снабжается необходимыми инструментами. Они гораздо дешевле и надёжней электрических. В последние годы на любительский и полупрофессиональный рынок поступили компрессоры с инструментами-насадками для ремонтных работ. Они производительны, оперативны и вполне безопасны при применении в деревянных, сырых и расположенных рядом с газовыми приборами помещениях.

Существенных ограничений по использованию компрессоров нет. Они достаточно просты и легки в применении, и относятся к наиболее распространённому виду рабочих установок во многих сферах человеческой деятельности — чаще всего в строительной и ремонтной практике.

Виды и типы компрессоров

Классификация компрессоров по видам и типам влияет на выбор их целевого использования в промышленной и бытовой практике.Компрессоры различаются по следующим признакам:

Среда сжатия: воздушные, газовые, а также циркуляционные. Наша компания занимается поставками именно воздушных компрессоров.

Принцип действия: поршневые, винтовые, спиральные и мембранные. В то время как поршневые компрессоры используют как в быту, так и для промышленного применения, три оставшиеся категории в основном — профессиональные и промышленные.

Технические характеристики: производительность, мощность, сила давления, устойчивость к среде и т.д. Необходимые параметры компрессора можно рассчитать исходя из применения — по общему объему используемого воздуха рассчитывают нужную производительность компрессора. Исходя из характеристик пневмоинструментов и станков — выбирают нужное давление.

Габариты: компрессорные станции; либо крупные, средние, небольшие компрессоры, в т.ч. портативные. Также есть различия по объему ресивера — без ресивера, с ресивером на 25-50-100-270-500-900литров.

По источнику энергии: электрические и с двигателем внутреннего сгорания — дизельные и, реже, бензиновые.

По способу перемещения: стационарные и передвижные. Стационарные устанавливают в нужное место в пневмосести на предприятии. Передвижные бывают двух классов: чаще передвижными компрессорами называют мощные дизельные, бензиновые либо электрические компрессорные станции на шасси или раме, однако иногда к передвижным компрессорам также причисляют и небольшие поршневые модели на колесах.

Передвижные дизельные компрессоры зачастую используют там где нет доступа к сети электроснабжения — при разработке карьеров, на стройплощадках, при ремонте дорог, при пескоструйной обработке мостов и сооружений.

Кроме этих основных критериев различия есть немало других: детали и параметры конструкции, использование смазочного масла (масляные и безмасляные), наличие встроенного осушителя для очистки воздуха от водных включений и также есть узко специализированные компрессоры.

Для подбора нужной вам модели компрессора рекомендуем обратиться к нашим специалистам. Мы много лет поставляем компрессорную технику и можем быстро определить параметры подбора для каждой отрасли, причем предложим вам наиболее экономичные в использовании варианты.

Применение винтовых и поршневых компрессоров

Пневматическое оборудование сегодня является одним из важнейших инструментов, применяемых во многих видах промышленности. Для его полноценной работы необходимы воздушные компрессоры. Эти агрегаты используются в:

пищевой промышленности;
машиностроении;
металлургии;
медицине;
нефтепереработке;

строительстве и ремонте и других сферах.

Отличия компрессоров

Многообразие типов этого оборудования позволяет выбрать наиболее оптимальный вариант агрегата для проведения специализированных работ, например компрессор для мойки или покрасочный компрессор. Сегодня наиболее популярными видами этих устройств являются традиционные воздушные поршневые, а также более современные винтовые и спиральные компрессоры. Все эти агрегаты выпускаются в различном исполнении и могут отличаться:

размерами;
мощностью;
возможностью передвижения;
производительностью;
типом питания и другими характеристиками.

Нередко у неопытного покупателя возникают трудности при выборе компрессора из-за их широкого разнообразия. Рассмотрим некоторые области применения компрессоров.

Автосервисы и мойки

Для мастерских по ремонту автомобилей компрессор является чуть ли не самым важным оборудованием. Функции агрегата широко применяются в:

абразивной и воздушной чистке;
покраске машины;
накачке автомобильных шин;
подъёме тяжёлых грузов и т. д.

Стоит отметить, что даже в рамках одного автосервиса часто используются несколько типов агрегатов. Например для шиномонтажа, когда требуется лишь кратковременная подача сжатого воздуха, наилучшим образом подойдёт поршневой компрессор. В то же время, крупные автомастерские, занимающиеся покраской авто, приобретают винтовые компрессоры, обеспечивающие непрерывную подачу воздуха, которая необходима для длительной работы.

Ещё одним предприятием которое использует компрессор в своей основной работе является автомойка. Пневматическое оборудование для распыления воды и моющего раствора, которое используется при мойке машин, не может обойтись без подачи сжатого воздуха. Порой автомойщику приходится избавляться от значительного слоя грязи на кузове и дне автомобилей, а это значит, что необходимо сильное воздействие напора воды, которое способен обеспечить мощный и производительный компрессор.

Строительные и ремонтные организации

Воздушные поршневые компрессоры широко применяются при ремонте дорог. Примером использования может послужить пневматический отбойный молоток, который необходим для раскалывания и разрыхления асфальта. Кроме этого, компрессор также используется ремонтниками для выдувания пыли и камней с подготовленной поверхности перед укладкой дорожного покрытия.

Сферу строительства также не обошло стороной широкое применение поршневых и винтовых компрессоров. Сегодня трудно представить крупный строящийся объект, на котором не использовался бы пневматический инструмент. Кроме этого, при отделке фасадов и внутренних поверхностей уже построенных зданий компрессорное оборудование может применяться для покраски стен или потолка.

Медицина

Одним из ярких примеров использования компрессоров является медицина. Специализированное оборудование, используемое в больницах, частных кабинетах, оздоровительных комплексах, поликлиниках требует применения высококачественных компрессоров, обеспечивающих подачу чистого сжатого воздуха. К такому оборудованию можно отнести агрегаты, устанавливаемые в стоматологических кабинетах.

Где ещё используются компрессоры?

Компрессорное оборудование используется не только в сфере обслуживания. Применение компрессоров в промышленности обеспечивает:

проведение очистки пищевых продуктов;
переработку и очистку мяса, рыбы, птицы;
производство стеклянной и пластиковой тары, а также различных видов упаковок;
производство изделий из пластмасс;
производство кирпича, керамики, черепицы и других материалов.
производство и обработку текстильных изделий.

Как видите, воздушные компрессоры используются во многих видах промышленности, однако, это не ограничивает их применение в быту. Примером может послужить использование небольших агрегатов автолюбителями в своём гараже. Также сегодня широко распространены ручные пневматические инструменты для использования дома, которые не требуют высокопроизводительных и мощных компрессоров. Такие приспособления значительно упрощают и ускоряют работу в быту.

Что влияет на выбор компрессора?

Перед приобретением компрессорного оборудования важно знать, в каких целях оно будет использоваться. Стоит обратить внимание на возможность транспортировки агрегата, его производительность и мощность, источник питания, тип устройства, наличие дополнительных приборов. Если у вас остались вопросы или вы не можете самостоятельно определиться с выбором компрессора, то смело звоните в компанию «StarKraft» по телефону +7(495)544-51-39 или напишите письмо на адрес электронной почты [email protected].

Подготовлено: Андрей Ивановский

10 лучших применений воздушных компрессоров | iseekplant

Использование воздушных компрессоров и тарифы на аренду

Воздушные компрессоры преобразуют обычный воздух в более плотный и сжатый воздух для различных целей по трем категориям: потребительские, профессиональные и промышленные.

Строительство
Производство
Сельское хозяйство
Двигатели
Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха (HVAC)
Окраска распылением
Энергетический сектор
Мойка под давлением
Накачивание
Дайвинг

1. Воздушные компрессоры для строительства

На строительных площадках большие воздушные компрессоры используются для приведения в действие дрелей, молотков и катков. Питание от сжатого воздуха необходимо на удаленных объектах без надежного доступа к электричеству, бензину и дизельному топливу, поскольку сжатый воздух обеспечивает бесперебойное питание.

2. Воздушные компрессоры для производства

Вращающееся шнековое оборудование обеспечивает производство продуктов питания, напитков и фармацевтических препаратов чистыми, свободными от примесей и плотно закрытыми продуктами. Вращающееся винтовое оборудование может одновременно питать конвейерные ленты, распылители, прессы и упаковку.

3. Воздушные компрессоры для сельского хозяйства

Тракторы, опрыскиватели, насосы и конвейеры для сельскохозяйственных культур приводятся в действие воздушными компрессорами для выполнения сельскохозяйственных операций. Вентиляционное оборудование для молочных ферм и теплиц также требует сжатого воздуха, который равномерно распределяет чистый воздух.

4. Воздушные компрессоры для двигателей

Двигатели транспортных средств содержат воздушные компрессоры для обогрева и охлаждения, а также воздушные тормоза для больших грузовиков и поездов. Сжатый воздух также используется во многих аттракционах в тематических парках.

5. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха (HVAC)

Воздушные и тепловые насосы установок HVAC обычно имеют встроенные винтовые модели. повышение температуры и регулирование важнейших циклов хладагента.

6. Воздушные компрессоры для окраски распылением

Небольшие воздушные компрессоры используются при окраске распылением, приводя в действие аэрографы для личного и коммерческого использования. Аэрографы варьируются от тонких настольных кистей для художников до больших кистей для перекраски автомобилей.

7. Энергетический сектор

Бурение нефтяных скважин зависит от функциональности воздушных компрессоров в энергетическом секторе. Безопасное и надежное буровое оборудование, работающее на сжатом воздухе, при эксплуатации нефтяных вышек является обязательным условием безопасности экипажа. Оборудование для бурения нефтяных скважин на сжатом воздухе уникально благодаря безыскровой доставке и стабильной производительности.

8. Воздушные компрессоры для мойки под давлением

Сжатый воздух используется для прокачки воды под высоким давлением через очистители высокого давления и водоструйные аппараты для более эффективной очистки бетонных полов и кирпичной кладки, удаления пятен и обезжиривания моторного отсека для очистка под давлением.

9. Накачивание

Насосы для воздушных компрессоров можно использовать для накачивания автомобильных и велосипедных шин, воздушных шаров, надувных кроватей и других надувных объектов сжатым воздухом.

10. Подводное плавание с аквалангом

Подводное плавание зависит от сжатого воздуха с использованием баллонов, которые хранят сжатый воздух, что позволяет дайверам оставаться под водой дольше.

Хотите арендовать воздушный компрессор?

iseekplant — это крупнейшая онлайн-площадка по строительной аренде в Австралии. Чтобы арендовать воздушный компрессор по всей Австралии, просмотрите информацию о наших поставщиках воздушных компрессоров в Брисбене, Сиднее и Мельбурне, а также в Канберре, Аделаиде, Дарвине и Перте. Или позвоните нам по телефону 1300 691 912 или напишите нам по электронной почте [email protected].

Чтобы быть в курсе всех последних новостей отрасли и проектов, подпишитесь на блог iseekplant’s Flapping Mouth ниже!

Применение компрессоров с регулируемой скоростью в различных приложениях — истории успеха и истории усовершенствования

Abstract

Регулирование скорости для всех типов промышленного оборудования теперь доступно на рынке по конкурентоспособным ценам по сравнению с альтернативами без регулирования скорости, в том числе в индустрии воздушных компрессоров. С появлением предписывающих программ скидок для компрессоров с регулируемой скоростью и другого оборудования спрос на эти типы управления увеличился. Здравый смысл рекомендует компрессор с переменной скоростью для всех применений или несколько компрессоров с переменной скоростью в каждой системе. Компрессоры с регулируемой частотой вращения имеют значительные преимущества для систем, в которых потребность быстро меняется; изменяя частоту подводимого к двигателю электричества, компрессор с регулируемой скоростью может ускоряться и замедляться, чтобы согласовать выходную мощность с потребностями клиента, сохраняя при этом стабильное рабочее давление в системе. Однако при выборе новых воздушных компрессоров следует учитывать множество факторов, особенно для систем с несколькими компрессорами. В этом документе представлены рекомендации по конструкции компрессоров с регулируемой скоростью, о том, как они могут работать наиболее эффективно с существующими компрессорами, объясняются инструменты, которые необходимо учитывать при применении компрессоров с регулируемой скоростью на нескольких компрессорных станциях (или любых компрессорах в системе), и приводятся примеры. систем, которые требовали улучшения, а также систем, которые были хорошо оптимизированы.

Как компрессоры с регулируемой скоростью встраиваются в систему в целом

Компрессоры с регулируемой скоростью

Регулирование скорости для воздушных компрессоров не является панацеей для повышения эффективности системы сжатого воздуха. Он может быть важным компонентом оптимизированной системы при условии, что он правильно применяется. Перед добавлением в систему даже компрессора с регулируемой скоростью нужного размера необходимо учитывать множество факторов. Чтобы понять роль компрессора с регулируемой скоростью в создании эффективной системы, важно принять во внимание все системные факторы.

Что касается самого компрессора с регулируемой скоростью, необходимо учитывать такие факторы, как потери, связанные с приводом, повышенные потери в двигателе, вызванные гармониками в электросети, и эффективный рабочий диапазон скоростей компрессора. Потери привода могут снизить эффективность на 3-5% по сравнению с компрессором с фиксированной скоростью. Привод с регулируемой скоростью повышает общую энергоэффективность только в том случае, если такие дополнительные потери перевешиваются преимуществами, возникающими в результате возможности регулировать скорость в условиях неполной нагрузки. Применение, в котором компрессор работает с любой постоянной скоростью в течение длительных периодов времени, можно повысить эффективность за счет использования правильно подобранного и контролируемого компрессора (или компрессоров) с фиксированной скоростью, который не имеет упомянутых выше потерь.

Компрессоры с фиксированной скоростью

Компрессоры с фиксированной скоростью обычно переключаются между нагрузкой (компрессор работает и производит полный поток), холостым ходом (компрессор работает, но не производит воздух) и режимом ожидания (компрессор работает). выключен, но готов к перезагрузке). Холостой ход необходим, когда требуемая частота переключения между полным и нулевым расходом превышает максимально допустимую пусковую частоту двигателя.

Энергопотребление в режиме простоя обычно составляет 15–35 % от энергопотребления при полной нагрузке. Однако для винтовых компрессоров со смазкой этот низкий уровень мощности достигается только после сброса давления в сепараторе. Это может занять 30-60 секунд. В плохо спроектированных системах компрессоры нередко переключаются с нагрузки на холостой ход каждые 20 секунд. Это может привести к средней потребляемой мощности 90%+ для удовлетворения спроса ~50%.

Общий дизайн системы

Проектирование правильной и эффективной системы сжатого воздуха требует знания сильных и слабых сторон каждого типа компрессора и того, как их следует применять. Поскольку сжатый воздух является важной частью производственного процесса

и, следовательно, неотъемлемой частью инфраструктуры, такой как электричество, прекращение подачи сжатого воздуха может привести к остановке производства, а также к возможному косвенному ущербу. Надежность и доступность подачи сжатого воздуха должны обеспечиваться определенным резервом для компенсации планового ремонта или поломки. Как правило, это означает, что количество компрессоров, размеры отдельных компрессоров и общий комбинированный поток всех компрессоров должны быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить бесперебойную подачу сжатого воздуха, даже если самый большой компрессор остановлен на техническое обслуживание или если это терпит неудачу. Эта философия может быть распространена на осушители и фильтры для обеспечения полного резервирования системы.

Например, на станции сжатого воздуха только с двумя компрессорами меньший из них должен быть такого размера, чтобы обеспечить достаточный расход для удовлетворения пикового спроса, или что на станции сжатого воздуха с тремя компрессорами два самых маленьких должны быть размер, чтобы обеспечить достаточный поток для пикового спроса. Этот пример показывает, что реализация резервирования на станциях сжатого воздуха только с двумя или тремя компрессорами связана с большими дополнительными инвестициями, поскольку это обычно увеличивает общую мощность станции. Эти обстоятельства в дополнение к возможному улучшению управляемости обычно приводят к установке нескольких компрессоров на промышленных станциях сжатого воздуха.

В дополнение к рассмотрению нескольких компрессоров необходимо проанализировать затраты и выгоды от включения одного или нескольких компрессоров с частотно-регулируемым приводом. Затраты будут включать в себя капитальные затраты, а также потенциальное увеличение затрат на техническое обслуживание в течение срока службы оборудования, а также повышенная сложность компрессора требует повышения квалификации по техническому обслуживанию и эксплуатации.

Хорошо известно, что в многокомпрессорных установках энергоэффективность значительно повышается за счет использования главного управления, которое координирует работу отдельных компрессоров. Наиболее важным аспектом «координации» в этом контексте является надлежащее управление режимами работы и переходом между этими режимами (например, нагрузка, холостой ход, режим ожидания для компрессоров с фиксированной скоростью, рабочая скорость для компрессоров с регулируемой скоростью, останов или пуск). для всех типов компрессоров).

Главное управление отделяет отдельные компрессоры от модели системного энергопотребления путем «преобразования» фактических значений и тренда общего энергопотребления вместе с давлением в резервуаре, фактическими и предыдущими рабочими условиями и доступностью компрессоров в эффективная схема управления всеми компрессорами, сводящая к минимуму общее потребление энергии.

В частности, применяемая схема управления должна использовать индивидуальные преимущества и избегать индивидуальных недостатков компрессоров в системе. К ним относятся:

Обеспечьте краткосрочные колебания спроса, используя возможности управления компрессорами с регулируемой скоростью, но избегайте длительной работы в менее эффективных рабочих точках и частых остановов или пусков
Используйте высокую эффективность компрессоров с фиксированной скоростью при полной нагрузке, но избегайте длительного простоя и частых переключений между рабочими режимами

Установки с несколькими компрессорами с фиксированной скоростью в сочетании с одним или двумя компрессорами с переменной скоростью очень энергоэффективны в широком диапазоне расходов, если применяется главное управление. Главный контроллер позволит компрессору (компрессорам) с регулируемой скоростью компенсировать краткосрочные и среднесрочные колебания общей потребности, чтобы устранить необходимость в частом переключении компрессоров с фиксированной скоростью. Главный контроллер также будет управлять компрессорами с фиксированной скоростью таким образом, чтобы фактическая потребность в базовой нагрузке обеспечивалась соответствующей и эффективной комбинацией компрессоров под нагрузкой и в режиме ожидания. В таких установках с двумя компрессорами с регулируемой скоростью и одним или несколькими компрессорами с фиксированной скоростью дополнительные потери компрессоров с регулируемой скоростью должны превышать прирост эффективности всей системы, поскольку в системе редко происходят частые переключения и/или холостой ход компрессоров с фиксированной скоростью. . Можно выполнить общий анализ затрат, чтобы определить окупаемость инвестиций, добавив в систему компрессор(ы) с регулируемой скоростью, в отличие от других альтернативных решений.

Определение размера системы и выбор компрессора

Измерение потребности системы

Учитывая допущение, что компрессор с переменной скоростью будет одним из нескольких компрессоров, необходимых для удовлетворения общей потребности, первое, что требуется для правильного применения переменной скорости компрессор или любой компрессор с фиксированной скоростью, если на то пошло, является профилем потребности. Профиль спроса лучше всего измеряется с помощью расходомера, установленного после оборудования для обработки воздуха и после сухого хранилища. Таким образом, профиль отражает фактическую потребность системы, а не профиль предложения. Измерение отклика компрессора на запрос системы, профиль подачи, даст приблизительное представление о потребности, но в этом случае хранение становится потребностью и должно учитываться. Без профиля очень сложно правильно подобрать размер компрессора с регулируемой скоростью, который может эффективно покрывать изменения спроса. Этот профиль потребления должен сопровождать рабочие сигналы отдельных компрессоров, а также потребляемую мощность и давление в нескольких системах. Вместе эти сигналы обеспечат общую основу того, способно ли предложение удовлетворить спрос.

Понимание работы системы

Пример возможного упрощенного профиля потока показан на рис. 1 ниже. Общий процент расхода отображается в зависимости от времени в секундах.

Рисунок 1: Образец профиля потока спроса.

На рис. 2 ниже показано, как главный контроллер должен управлять отдельными компрессорами (в этом примере два компрессора с фиксированной скоростью и один компрессор с регулируемой скоростью), чтобы соответствовать требованиям системы, показанным на рис. 1, с минимальными колебаниями давления.

Рис. 2: Система с несколькими компрессорами, управляемая главным контроллером.

Размеры компрессоров подобраны таким образом, чтобы производительность компрессоров с фиксированной скоростью с базовой нагрузкой соответствовала диапазону регулирования компрессора с переменной скоростью. Это позволяет запускать и останавливать компрессоры с фиксированной скоростью, когда происходят значительные изменения в потреблении, в то время как компрессор с переменной скоростью регулирует изменения в потреблении, которые находятся в пределах его диапазона управления. Устранено частое переключение между нагрузкой и холостым ходом на компрессорах с фиксированной скоростью. Машины с фиксированной скоростью находятся либо при полной нагрузке, либо в режиме ожидания (полностью отключены).

Выбор компрессора

В приведенном выше примере размер компрессора включает два меньших компрессора с фиксированной скоростью и один более крупный компрессор с регулируемой скоростью. Когда размеры компрессоров базовой нагрузки находятся в пределах диапазона регулирования компрессора с регулируемой скоростью, это обеспечивает способность станции поддерживать стабильное давление на установке и поддерживать максимально возможную эффективность при преобладающем профиле потребления.

Диапазон регулирования компрессора с регулируемой скоростью определяется как разница между максимальным выходным потоком компрессора при номинальном давлении и минимальным расходом компрессора при номинальном давлении. Когда размеры компрессоров базовой нагрузки находятся в пределах этого диапазона, а станция сжатого воздуха включает в себя главный контроллер, станция сжатого воздуха может поддерживать стабильное рабочее давление при различных уровнях расхода. В примере есть два компрессора с базовой нагрузкой различной мощности. Это может позволить компрессору с частотно-регулируемым приводом работать в диапазоне максимальной эффективности при различных уровнях расхода. На Рисунке 3 показан общий КПД компрессора с регулируемой скоростью мощностью 350 л.с., представленный в виде графика процентного отношения расхода при полной нагрузке к удельной мощности компрессора (кВт / 100 кубических футов в минуту). Обратите внимание, что наиболее эффективные точки обычно находятся в диапазоне от 40% до 85% от полной нагрузки, что подтверждается данными на рис. 3. Этот прирост эффективности с использованием одного компрессора с регулируемой скоростью может быть расширен до нескольких компрессорных станций в целом с помощью усовершенствованных регуляторы компрессора.

Рис. 3: Пример эффективности компрессора с регулируемой скоростью.

Расширенные средства управления компрессором: главный контроллер

Ключом к эффективному устранению изменений потребности в системе с несколькими компрессорами является правильный тип главного контроллера. Главный контроллер не должен просто генерировать несколько диапазонов давления и управлять каждым компрессором в пределах назначенного ему диапазона. Контроллер должен поддерживать наиболее эффективный диапазон давления и управлять всеми компрессорами в этом диапазоне. Он должен отслеживать скорость изменения давления, чтобы определить изменение потребности в расходе и рассчитать соответствующую и наиболее эффективную реакцию на это изменение. Он должен иметь возможность контролировать частоту запуска всех компрессоров в системе, чтобы их можно было быстро или немедленно переключить в резервный режим и избежать работы в режиме холостого хода. Однако даже при наличии сложного главного контроллера, если выбор компрессора не сделан надлежащим образом с самого начала, потенциал эффективности системы может пострадать.

На рис. 4 показано, как главный контроллер преобразует изменения давления в системе в подходящую схему управления компрессорами, используя тот же пример, что и на рис. 1 и 2. Обратите внимание, что ни один из компрессоров не подчиняется требованиям системы. Контроллер отделяет свои средства управления от потребности и определяет, как они должны работать, чтобы поддерживать стабильное давление выше минимально необходимого давления.

Рисунок 4: Характеристики главного контроллера системы сжатого воздуха.

Благодаря правильному сочетанию основного управления и компрессоров надлежащего размера проблемы с эффективностью частичной нагрузки компрессоров с фиксированной скоростью устраняются. Они не будут работать какое-то значительное время в режиме ожидания, вместо этого они будут работать с полной нагрузкой или в режиме ожидания. Следует также отметить, что резервный компрессор в примере системы должен иметь скорость потока, равную или большую, чем самая большая машина в системе. В реальном приложении этот профиль потока, вероятно, привел бы к тому, что было бы указано более трех компрессоров. Разбивка спроса на более мелкие блоки может уменьшить размер отдельных компрессоров и обеспечить меньшую резервную копию или резервную копию, охватываемую несколькими машинами.

Пересмотр выбора на основе анализа

Очень важно пересмотреть выбор компрессора. При проектировании станции сжатого воздуха на основе измеренных данных система находится в лучшем положении для оптимизации в соответствии с требованиями производства, чем без измеренных данных. Во многих случаях компрессоры добавляются по мере добавления производственного оборудования. В этих случаях здравый смысл подсказывает, что простое добавление компрессора с переменной скоростью поверх существующих компрессоров с фиксированной скоростью может обеспечить значительную экономию энергии. Однако это обычно не касается ключевых областей работы, поскольку не включает полного понимания общей динамики системы. В этих случаях всегда рекомендуется выполнить всесторонний анализ потребности в воздухе или оценку воздуха, чтобы понять динамику сжатого воздуха.

Что такое контрольный пробел?

Объяснение пробелов в управлении

Часто выбираемый компрессор с регулируемой скоростью имеет такой же размер, как и компрессор базовой нагрузки, или меньше. Если при проектировании системы сжатого воздуха не учитывать диапазон регулирования компрессора с регулируемой скоростью, это может привести к тому, что один или несколько компрессоров будут работать неэффективно, например, циклически переключаться между нагрузкой и холостым ходом компрессора с фиксированной скоростью или значительно ускоряться. и вниз преобразователя частоты – или оба одновременно. Когда происходят события такого типа, завод часто называет систему сжатого воздуха «вышедшей из-под контроля», и на объекте сохраняются необычные колебания давления, которые могут повлиять на производительность. Это обычно называют «разрывом в контроле».

Диапазон регулирования компрессора с регулируемой скоростью имеет решающее значение для предотвращения разрыва регулирования. Когда размер одного или нескольких компрессоров с фиксированной скоростью находится в пределах диапазона регулирования компрессора с регулируемой скоростью, можно избежать зазора в регулировании. На рис. 5 показан пример системы с компрессором с регулируемой скоростью мощностью 150 л.с. и несколькими компрессорами с фиксированной скоростью мощностью 100 л.с. Максимальный расход компрессора с регулируемой скоростью мощностью 150 л.с. составляет 735 куб. Оба компрессора с фиксированной скоростью рассчитаны на 497 куб. футов в минуту при 110 фунт/кв. Как видно на рис. 5, система может обеспечивать постоянное рабочее давление во всем диапазоне расхода системы, если система правильно управляется с помощью главного контроллера.

Рис. 5: Выбор системы для предотвращения пробелов в управлении.

Контрольный зазор Пример 1: ЧРП одинакового размера и компрессоры с фиксированной скоростью

На рис. 6 показана система, в которой имеется контрольный разрыв между компрессором с регулируемой скоростью и одним компрессором с базовой нагрузкой. В этой системе был один компрессор с фиксированной скоростью на 350 л.с., один компрессор с переменной скоростью на 350 л.с. и один компрессор с фиксированной скоростью на 200 л.с. В этой системе не было главного контроллера для всех компрессоров. На рис. 6 показан период, когда агрегат средней нагрузки (компрессор с фиксированной скоростью 200 л.с.) работал с полной нагрузкой. Следовательно, это привело к нескольким периодам, когда компрессор с регулируемой скоростью и базовый компрессор того же размера циклически переключались между нагрузкой и разгрузкой вместе, создавая колеблющееся давление 8 фунтов на квадратный дюйм и нехарактерно высокую удельную мощность (кВт / 100 кубических футов в минуту) для предприятия.

Рис. 6. Выделение контрольного пробела, пример 1.

Преимущества главного контроллера

При правильно подобранном главном контроллере для всех доступных компрессоров компрессор с фиксированной скоростью на 200 л.с. будет загружаться только в периоды низкой производительности, а компрессор с регулируемой скоростью на 350 л.с. Главный контроллер отключал компрессор с фиксированной скоростью на 200 л.с., когда наступали периоды высокой производительности, позволяя компрессору с фиксированной скоростью на 350 л.с. работать с полной нагрузкой, а компрессору с регулируемой скоростью на 350 л.с. Это позволило бы эксплуатировать станцию более эффективно на каждом возможном уровне производства.

Контрольный зазор Пример 2: ЧРП того же размера и компрессор с фиксированной скоростью

Как правило, с компрессором с переменной скоростью и базовой нагрузкой одного размера компрессор с переменной скоростью работает как первый включенный компрессор. Обычно это гарантирует, что объект будет иметь наилучшую потенциальную энергоэффективность в периоды простоя. Однако во время пиковой производительности без главного контроллера и компрессоров, работающих в каскадном управлении, компрессор с регулируемой скоростью может работать с полной нагрузкой с подстройкой компрессора базовой нагрузки, что приводит к более высокой, чем обычно, удельной мощности. Это может фактически увеличить эксплуатационные расходы и привести к колебаниям давления на установке. На рис. 7 показан компрессор с фиксированной скоростью мощностью 150 л.с., работающий в качестве подстроечного компрессора, и компрессор с регулируемой скоростью мощностью 150 л.с., работающий на 100 % полной нагрузки.

Поскольку диапазон регулирования компрессора с регулируемой скоростью меньше, чем у компрессора с фиксированной скоростью, внутри станции существует неотъемлемая часть управления. Компрессор с регулируемой скоростью может работать в качестве устройства подстройки нагрузки во время пиковых нагрузок при установке главного контроллера; однако преимущества переменной скорости при более низких требованиях могут быть не реализованы. С компрессором с регулируемой скоростью в качестве базовой нагрузки и компрессором с фиксированной скоростью в качестве компрессора с регулируемой нагрузкой предприятие расходует на 20 % больше энергии, чем система с одним компрессором с регулируемой скоростью на 150 л.с., одним компрессором с фиксированной скоростью на 75 л.с. Компрессор с фиксированной скоростью мощностью 150 л.с. и главный контроллер. Главный контроллер должен правильно выбрать все существующие агрегаты для согласования поставки с потребностью, поддерживая при этом стабильное рабочее давление, а не колебания давления в системе, а компрессор с фиксированной скоростью на 75 л.с. будет соответствовать диапазону регулирования компрессора с регулируемой скоростью на 150 л.с. контрольный пробел.

Рис. 7. Пример 2 контрольной щели.

Контрольный зазор Пример 3: Компрессор с фиксированной частотой вращения большего размера и компрессор с частотно-регулируемым приводом меньшего размера

При использовании компрессора с регулируемой скоростью меньшего размера и более крупного компрессора с базовой нагрузкой обычно компрессор с регулируемой скоростью снова работает в качестве первого включенного компрессора . Эта операция гарантирует, что объект будет иметь наилучшую потенциальную энергоэффективность в периоды простоя, если компрессор с регулируемой скоростью достаточно большой, чтобы удовлетворить потребность в одиночку. Однако во время пиковой производительности, когда потребность выше, чем предложение компрессора с регулируемой скоростью, потребуется компрессор базовой нагрузки. Это часто приводит к тому, что более одного компрессора загружаются и разгружаются почти одновременно, и компрессоры борются друг с другом за контроль над станцией; вновь увеличивая удельную мощность и увеличивая общую стоимость эксплуатации установки.

На рис. 8 показана система с двумя компрессорами с фиксированной скоростью мощностью 125 л.с. и одним компрессором с приводом с регулируемой скоростью мощностью 100 л.с. и отмечен период, когда очевиден разрыв в управлении между компрессорами с регулируемой скоростью и компрессорами с фиксированной скоростью. В этом случае один компрессор с фиксированной скоростью мощностью 125 л. с. полностью загружен, что является хорошей практикой. Потребность немного увеличивается, поэтому 100-сильный частотно-регулируемый компрессор загружается для балансировки. Однако, поскольку компрессор с регулируемой скоростью был недостаточно большим, чтобы справиться со всем увеличением спроса, впоследствии был загружен второй компрессор с фиксированной скоростью мощностью 125 л.с. Дополнительный поток подачи от компрессоров мощностью 100 л.с. и 125 л.с. был слишком большим для потребности, и впоследствии оба компрессора разгрузились. Процесс продолжался и удельная мощность станции становилась менее эффективной, а также увеличивался износ агрегатов от постоянной цикличности.

Рис. 8. Выделение контрольного пробела, пример 3.

В этом конкретном сценарии добавление компрессора с фиксированной скоростью мощностью 75 л.с. вместе с главным контроллером к существующим компрессорам с фиксированной скоростью и компрессору с регулируемой скоростью позволит избежать разрыва в управлении и сбалансировать систему за счет максимального повышения энергоэффективности станции при частичной нагрузке. .

Предотвращение пробелов в контроле

Оборудование надлежащего размера

На рис. 9 показана система, размер которой основан на профиле спроса, чтобы избежать каких-либо пробелов в управлении спросом. Система включала компрессор с частотно-регулируемым приводом мощностью 75 л.с., компрессор с фиксированной скоростью 40 л.с. (агрегат средней нагрузки) и компрессор с фиксированной скоростью 75 л.с. (агрегат базовой нагрузки) с главным контроллером. Главный контроллер правильно выбран между двумя компрессорами с фиксированной скоростью разного размера для работы с полной нагрузкой, в то время как компрессор с частотно-регулируемым приводом подстраивается.

Добавление агрегата средней нагрузки позволило избежать разрыва в управлении между двумя компрессорами мощностью 75 л.с. Наряду с главным контроллером станция обеспечивала относительно стабильное рабочее давление при различных уровнях потребления, сохраняя при этом эффективную удельную мощность в течение всего дня работы. На рис. 10 показана постоянная удельная мощность в течение всего дня выборки независимо от профиля спроса. Единственное умеренное увеличение удельной мощности произошло при переходе к более низкому диапазону питания, что составляет относительно небольшой процент работы.

Рис. 9. Правильно спроектированная система с главным контроллером.

Рис. 10. Расход и эффективность правильно спроектированной системы.

Этот тип работы обеспечивает низкую удельную мощность, низкие общие затраты на электроэнергию из-за того, что компрессоры тратят мало времени на циклы между нагрузкой и разгрузкой, а также мало времени работают на холостом ходу. В таблице 1 показана месячная выборка для обсуждаемой системы. Все три агрегата имеют рабочий цикл, близкий к 100 %, а это означает, что затраты на простои составляют менее 1 % от общего энергопотребления. Дополнительным преимуществом будет снижение затрат на техническое обслуживание циклических компонентов отдельных компрессоров, а также стабильное давление на установке. Добавление третьего компрессора с фиксированной или регулируемой скоростью мощностью 75 л.с. обеспечит полное резервирование этой станции и настоятельно рекомендуется.

Таблица 1. Пример месячного потребления энергии и рабочих циклов для правильно спроектированной системы.

Резюме и выводы

Во всех показанных примерах системы, размеры которых были правильно подобраны на основе профиля потребности и которые работали на главном контроллере, обеспечивали самое низкое энергопотребление и наиболее эффективную работу станции независимо от потребности. Системы, которые либо не были рассчитаны на основе профиля спроса, либо не включали главный контроллер, либо не были рассчитаны надлежащим образом, приводили к более высокому, чем ожидалось, потреблению энергии, более высоким общим затратам на техническое обслуживание и появлению менее стабильных условий эксплуатации персоналом станции. .

Ключевые точки:

В типичном промышленном применении несколько компрессоров обеспечивают общий расход.
Системы с несколькими компрессорами должны управляться главным контроллером для работы в различных комбинациях и рабочих точках или режимах работы.
В таких установках отдельный компрессор следует схеме управления главного контроллера и не реагирует независимо или отражает изменения в потребностях системы.
Комбинированная работа компрессоров с фиксированной и переменной скоростью позволяет контроллеру в полной мере использовать индивидуальные преимущества каждого типа компрессора и избегать недостатков для достижения высокой эффективности системы за счет отделения компрессоров от фактического потребления.
Надлежащая конструкция системы сжатого воздуха и выбор компрессоров не могут быть выполнены без предварительного определения профиля спроса.
Конструкция может включать несколько компрессоров с регулируемой скоростью, один компрессор с регулируемой скоростью или вообще не включать их в зависимости от преобладающего профиля спроса и других смягчающих факторов, таких как капитальные затраты, окупаемость инвестиций и область применения.