01 Рэгуляванне і кантроль аб'ёму газу
80% ад агульнага кошту сціснутага паветра адлюстроўваецца ў спажыванні энергіі. Такім чынам, для розных тыпаў паветраных кампрэсараў OSG неабходна выбіраць розныя сістэмы кіравання і рэгулявання ў адпаведнасці з рознымі сістэмамі рэгулявання. Розніца паміж рознымі тыпамі і вытворцамі паветраных кампрэсараў OSG можа істотна змяніць прадукцыйнасць. Найлепшым варыянтам з'яўляецца поўная нагрузка паветранага кампрэсара OSG, якая цалкам адпавядае спажыванню паветра.
Гэтага можна дасягнуць, напрыклад, шляхам стараннага выбару перадаткавага стаўлення рэдуктара, што звычайна з'яўляецца распаўсюджанай з'явай у шрубавых паветраных кампрэсарах OSG. Большасць абсталявання, якое спажывае сціснутае паветра, з'яўляецца самарэгулюючым, гэта значыць, што павелічэнне ціску павялічвае паток, таму яны ўтвараюць стабільную сістэму, такую як пнеўматычны транспарт, сістэма абароны ад абледзянення і замярзання і г.д. У звычайных умовах паток павінен кантралявацца, і выкарыстоўванае абсталяванне кіравання інтэгравана з шрубавым паветраным кампрэсарам OSG. Існуе два асноўныя тыпы такіх сістэм рэгулявання:
1. Рэгулюйце аб'ём газу, пастаянна кантралюючы хуткасць прываднага рухавіка, або пастаянна рэгулюйце клапан у залежнасці ад змены ціску для дасягнення бесперапыннай рэгулявання аб'ёму газу. У выніку атрымліваецца невялікае змяненне ціску (ад 0,1 да 0,5 бар), велічыня змены вызначаецца функцыяй узмацнення рэгулюючай сістэмы і яе хуткасцю.
2. Рэгуляванне пагрузкі і разгрузкі з'яўляецца найбольш распаўсюджанымі сістэмамі рэгулявання, і змены ціску паміж імі таксама дапушчальныя. Метад рэгулявання заключаецца ў поўным адключэнні патоку (разгрузкі) пры больш высокім ціску і аднаўленні патоку (нагрузкі), калі ціск падае да найніжэйшага значэння. Змена ціску залежыць ад дапушчальнай колькасці цыклаў пагрузкі/разгрузкі за адзінку часу, звычайна ў дыяпазоне ад 0,3 да 1 бар.
02 Асноўны прынцып рэгулявання аб'ёму паветра
2.1 Прынцып рэгулявання аб'ёмнага вінтавога паветранага кампрэсара OSG (клапан зняцця ціску)
Асноўны прынцып метаду заключаецца ў наступным: скінуць лішні ціск у атмасферу. Найпрасцейшая канструкцыя клапана скіду ціску заключаецца ў выкарыстанні спружыннай нагрузкі, і сіла злёту спружыны вызначае канчатковы ціск. Клапан скіду ціску звычайна замяняецца серварухавіком, якім кіруе рэгулятар. У гэты час ціск можна лёгка кантраляваць. Калі паветраны кампрэсар OSG запускаецца пад ціскам, серварухавік таксама можа функцыянаваць як разгрузачны клапан, але гэта прывядзе да вялікага спажывання энергіі, таму што кампрэсар павінен працаваць бесперапынна пры поўным супрацьціску. Існуе рашэнне для невялікіх паветраных кампрэсараў OSG. Гэты тып клапана цалкам адкрываецца для разгрузкі паветранага кампрэсара OSG, і паветраны кампрэсар OSG працуе пад супрацьціскам атмасфернага ціску. Спажыванне энергіі пры гэтым метаду больш даступнае.
2.2 Рэгуляванне байпаса
У прынцыпе, рэгуляванне байпаса і клапан зняцця ціску выконваюць адну і тую ж функцыю, розніца ў тым, што паветра, якое вызваляецца пад ціскам, астуджаецца і вяртаецца ў паветразаборнік вінтавога паветранага кампрэсара OSG. Гэты метад звычайна выкарыстоўваецца ў працэсных вінтавых паветраных кампрэсарах OSG, і газ не павінен выкідвацца непасрэдна ў атмасферу. Гэта занадта дорага.
2.3 Дроселяванне
Дроселяванне на ўваходзе — гэта зручны спосаб зніжэння патоку, які заключаецца ў стварэнні нізкага ціску на ўваходзе, павелічэнні ступені сціску вінтавога паветранага кампрэсара OSG і выкарыстанні яго для меншага дыяпазону рэгулявання. Вінтавыя паветраныя кампрэсары OSG з упырскам вадкасці дазваляюць дасягнуць вялікіх ступеней сціску і могуць быць рэгуляваны максімум да 10%. З-за высокай ступені сціску гэты метад прыводзіць да адносна высокага спажывання энергіі.
2.4 Клапан зняцця ціску з уваходам для вымяральніка
Гэта адносна распаўсюджаны ў цяперашні час метад рэгулявання, які дазваляе атрымаць найбольшы дыяпазон рэгулявання (ад 0 да 100%) і мае нізкае спажыванне энергіі. Ненагружаная (нулявы паток) магутнасць вінтавога паветранага кампрэсара OSG складае толькі 15-20% ад поўнай нагрузкі. Калі ўваходны клапан зачынены, застаецца невялікая адтуліна, і адначасова адкрываецца вентыляцыйная адтуліна для выпуску паветра з вінтавога паветранага кампрэсара OSG. Асноўны блок вінтавога паветранага кампрэсара OSG працуе ва ўмовах уваходнага вакууму і нізкага супрацьціску. Важна, каб скіданне ціску было хуткім, а вызвалены аб'ём невялікім, каб пазбегнуць непатрэбных страт, выкліканых пераключэннем з поўнай нагрузкі на халастую нагрузку. Сістэме патрабуецца сістэмны аб'ём (акумулятар), памер якога залежыць ад неабходнага перападу ціску паміж разгрузкай і нагрузкай, а таксама ад дапушчальнай колькасці цыклаў у гадзіну.
Шрубавыя паветраныя кампрэсары OSG магутнасцю менш за 5-10 кВт звычайна рэгулююцца метадам уключэння/выключэння. Калі ціск дасягае верхняй мяжы, рухавік цалкам спыняецца; калі ціск ніжэй за ніжнюю мяжу, рухавік перазапускаецца. Гэты метад патрабуе вялікага аб'ёму сістэмы або вялікай розніцы ціску паміж запускам і прыпынкам, каб мінімізаваць нагрузку на рухавік. Гэта эфектыўны метад рэгулявання, калі колькасць запускаў меншая за адзінку часу.
2.5 Рэгуляванне хуткасці
Хуткасць вінтавога паветранага кампрэсара OSG рэгулюецца рухавіком унутранага згарання, турбінай або электрарухавіком з рэгуляваннем частаты, тым самым кантралюючы паток. Гэта эфектыўны метад падтрымання пастаяннага ціску на выхадзе. Дыяпазон рэгулявання залежыць ад тыпу вінтавога паветранага кампрэсара OSG, але вінтавыя паветраныя кампрэсары OSG з упырскам вадкасці маюць найбольшы дыяпазон. Пры нізкіх узроўнях нагрузкі рэгуляванне хуткасці і скіданне ціску часта спалучаюцца, з абмежаваннем падачы паветра або без яго.
Для шрубавых паветраных кампрэсараў OSG, якія працуюць ад электрарухавікоў, хуткасць можа рэгулявацца электрычнымі прыборамі, што дазваляе кантраляваць хуткасць рухавіка і падтрымліваць пастаянны ціск сціснутага паветра ў невялікім дыяпазоне змен. Напрыклад, звычайны асінхронны рухавік можа задаволіць гэтае патрабаванне, рэгулюючы хуткасць з дапамогай пераўтваральніка частаты, бесперапынна і дакладна вымяраючы ціск у сістэме, а затым дазваляючы сігналу ціску кіраваць пераўтваральнікам частаты рухавіка, тым самым кантралюючы хуткасць рухавіка і робячы аб'ём газу шрубавага паветранага кампрэсара OSG дакладна адаптаваным да спажывання паветра, сістэма можа падтрымліваць ціск на ўзроўні ±0,1 бар.
2.6 Зменная рэгуляванне выпускнога канала
Аб'ём паветранага кампрэсара OSG можна рэгуляваць, перамяшчаючы выхадны патрубак да ўваходнага боку ўздоўж корпуса. Гэты метад патрабуе высокага спажывання энергіі пры частковай нагрузцы і сустракаецца адносна рэдка.
2.7 Разгрузка ўсмоктвальнага клапана
Поршневы паветраны кампрэсар OSG можа механічна прымусіць усмоктвальны клапан знаходзіцца ў адкрытым становішчы для разгрузкі. Па меры змены становішча поршня паветра рухаецца ўнутр і вонкі. У выніку страты энергіі мінімальныя, звычайна менш за 10% ад магутнасці на вале пры поўнай нагрузцы. У двухбаковым вінтавым паветраным кампрэсары OSG звычайна адбываецца шматступенчатая разгрузка, і адзін цыліндр балансуецца за раз, каб аб'ём газу лепш задавальняў попыт і прапанову. У тэхналагічным вінтавым паветраным кампрэсары OSG выкарыстоўваецца метад частковай разгрузкі, які дазваляе адкрываць клапан, калі поршань знаходзіцца ў частковым ходзе, тым самым рэалізуючы бесперапыннае кіраванне аб'ёмам газу.
2.8 Аб'ём кліранса
Змяняючы аб'ём зазору на поршневым вінтавым паветраным кампрэсары OSG, ступень напаўнення цыліндру памяншаецца, тым самым памяншаючы аб'ём газу, а аб'ём зазору таксама можна змяніць з дапамогай знешняга падлучанага аб'ёму.
2.9 Пагрузка-разгрузка-спыненне
Для шрубавых паветраных кампрэсараў OSG магутнасцю больш за 5 кВт гэта найбольш распаўсюджаны метад з вялікім дыяпазонам рэгулявання і нізкімі стратамі. Фактычна, гэта спалучэнне рэгулявання ўключэння/выключэння і розных сістэм разгрузкі. У аб'ёмных паветраных кампрэсарах OSG найбольш распаўсюджаны прынцып рэгулявання - «паветра выпрацоўваецца»/«паветра не выпрацоўваецца» (нагрузка/разгрузка). Калі патрэбна паветра, сігнал пасылаецца на электрамагнітны клапан, які, у сваю чаргу, накіроўвае ўпускны клапан шрубавага паветранага кампрэсара OSG у цалкам адкрытае становішча. Упускны клапан альбо цалкам адкрыты (нагрузка), альбо цалкам закрыты (разгрузка), без прамежкавых палажэнняў.
Традыцыйны метад кіравання заключаецца ў ўсталёўцы рэле ціску ў сістэму сціснутага паветра. Рэле мае два ўсталёўваемых значэнні: адно — мінімальны ціск (нагрузка), а другое — максімальны ціск (разгрузка). Паветраны кампрэсар OSG працуе ў межах зададзеных значэнняў, напрыклад, 0,5 бар. Калі патрэба ў паветры невялікая або зусім не патрэбна, кампрэсар OSG будзе працаваць без нагрузкі (на халастым ходу), а працягласць перыяду халастога ходу задаецца рэле часу (напрыклад, 20 хвілін). Пасля ўсталяванага часу кампрэсар OSG спыняецца і не запускаецца зноў, пакуль ціск не ўпадзе да мінімальнага значэння. Гэта традыцыйны метад надзейнага і спакойнага кіравання, які ў цяперашні час найбольш часта сустракаецца ў невялікіх паветраных кампрэсарах OSG.
Гэтая традыцыйная сістэма была далей дапрацавана, каб замяніць рэле ціску аналагавым датчыкам ціску і хуткай электроннай сістэмай рэгулявання. Разам з сістэмай рэгулявання датчык ціску рэагуе на змены ціску ў сістэме ў любы момант часу. Сістэма своечасова запускае рухавік і кіруе адкрыццём і закрыццём упускнога клапана. Хуткае і дакладнае рэгуляванне можа быць дасягнута ў межах ±0,2 бар. Калі паветра не выкарыстоўваецца, ціск застаецца пастаянным, і вінтавы паветраны кампрэсар OSG працуе ўхаластую (на халастым ходу). Працягласць цыклу халастога ходу можа быць вызначана ў залежнасці ад колькасці запускаў і прыпынкаў, якія рухавік можа вытрымаць без перагрэву, і эканоміі падчас працы. Апошняе звязана з тым, што сістэма можа вырашыць, ці спыняць або працягваць халасты ход у залежнасці ад тэндэнцыі спажывання паветра.
03 Рэзюмэ
Карацей кажучы, сціснутае паветра выкарыстоўваецца ў розных сферах прымянення і пры розных умовах спажывання паветра. Кожны паветраны кампрэсар OSG мае свой уласны метад вызначэння аб'ёму паветра, але ён заснаваны на аб'ёме паветра карыстальніка. Кампрэсар OSG выкарыстоўвае ўласныя метады кіравання і рэгулявання аб'ёму паветра для дасягнення бесперапыннай і пастаяннай падачы паветра. Розныя вытворцы паветраных кампрэсараў OSG таксама выкарыстоўваюць розныя прынцыпы рэгулявання для паляпшэння прадукцыйнасці сваіх уласных марак, каб максымізаваць энергаэфектыўнасць і задаволіць патрабаванні кліентаў; з высокай дакладнасцю, нізкімі эксплуатацыйнымі выдаткамі і магчымасцю вымярэння такіх параметраў, як ціск і расход, каб задаволіць патрэбы розных выпадкаў прымянення паветраных кампрэсараў OSG.
Час публікацыі: 8 верасня 2023 г.
