01 Контрол и регулиране на обема на газа
80% от общите разходи за сгъстен въздух се отразяват в консумацията на енергия. Следователно, за различните видове винтови компресори OSG трябва да се избират различни системи за управление и регулиране в зависимост от различните системи за регулиране. Разликите между различните типове и производители на винтови компресори OSG могат да доведат до огромна разлика в производителността. Най-идеалното състояние е пълното натоварване на компресора OSG да е точно същото като консумацията на въздух.
Това може да се постигне например чрез внимателен избор на предавателното число на скоростната кутия, което е често срещано при винтовите въздушни компресори OSG. Повечето оборудване, което консумира сгъстен въздух, е саморегулиращо се, което означава, че увеличаването на налягането увеличава потока, поради което те образуват стабилна система, като например пневматичен транспорт, система против замръзване и др. При нормални обстоятелства потокът трябва да се контролира, а използваното управляващо оборудване е интегрирано с винтовия въздушен компресор OSG. Има два основни типа такива системи за регулиране:
1. Регулирайте обема на газа чрез непрекъснато управление на скоростта на задвижващия двигател или непрекъснато управлявайте клапана според промяната на налягането, за да постигнете непрекъснато регулиране на обема на газа. Резултатът е малка промяна в налягането (0,1 до 0,5 бара), като размерът на промяната се определя от усилващата функция на регулиращата система и нейната скорост.
2. Регулирането на товаренето и разтоварването е най-често срещаната система за регулиране, като промените в налягането между двете също са приемливи. Методът на регулиране е пълно спиране на потока (разтоварване) при по-високо налягане и възобновяване на потока (натоварване), когато налягането падне до най-ниската стойност. Промяната в налягането зависи от допустимия брой цикли на товарене/разтоварване за единица време, обикновено в диапазона от 0,3 до 1 бар.
02 Основен принцип на регулиране на обема на въздуха
2.1 Принцип на регулиране на обемен винтов въздушен компресор OSG (предпазен вентил)
Основният принцип на метода е: освобождаване на излишното налягане в атмосферата. Най-простата конструкция на предпазния клапан е да използва пружинно натоварване, а силата на излитане на пружината определя крайното налягане. Предпазният клапан обикновено се заменя със серво клапан, управляван от регулатор. В този случай налягането може лесно да се контролира. Когато винтовият компресор OSG се стартира под налягане, серво клапанът може да функционира и като разтоварващ клапан, но той ще доведе до голяма консумация на енергия, тъй като компресорът трябва да работи непрекъснато при пълно обратно налягане. Има решение за малки винтови компресори OSG. Този вид клапан се отваря напълно, за да разтовари компресора, а той работи под атмосферно обратно налягане. Консумацията на енергия при този метод е по-достъпна.
2.2 Регулиране на байпаса
По принцип, регулирането на байпаса и предпазният клапан имат една и съща функция, като разликата е, че освободеният от налягането въздух се охлажда и се връща към входа за въздух на винтовия въздушен компресор OSG. Този метод се използва често в технологичните винтови въздушни компресори OSG и газът не трябва да се изпуска директно в атмосферата. Това е твърде скъпо.
2.3 Дроселиране
Дроселирането на входа е удобен начин за намаляване на потока, който се състои в генериране на ниско налягане на входа, увеличаване на степента на сгъстяване на винтовия въздушен компресор OSG и използването му за по-малък диапазон на регулиране. Винтовите въздушни компресори OSG с впръскване на течност позволяват големи степени на сгъстяване и могат да се регулират до максимум 10%. Поради високата степен на сгъстяване, този метод води до относително висока консумация на енергия.
2.4 Предпазен вентил с вход за измерване
Това е сравнително разпространен метод за регулиране в момента, който може да постигне най-голям диапазон на регулиране (от 0 до 100%) и има ниска консумация на енергия. Мощността без товар (нулев поток) на винтовия въздушен компресор OSG е само 15 до 20% от пълното натоварване. Когато всмукателният клапан е затворен, остава малък отвор и едновременно с това се отваря вентилационният отвор, за да се изпусне въздухът от винтовия въздушен компресор OSG. Основният блок на винтовия въздушен компресор OSG работи при условия на входящ вакуум и ниско обратно налягане. Важно е освобождаването на налягането да е бързо, а освободеният обем да е малък, за да се избегнат ненужни загуби, причинени от превключване от пълно натоварване към празен ход. Системата изисква системен обем (акумулатор), чийто размер зависи от необходимата разлика в налягането между разтоварване и натоварване и допустимия брой цикли на час.
Винтовите въздушни компресори OSG с мощност под 5-10 kW обикновено се регулират чрез метода на включване/изключване. Когато налягането достигне горната граница, двигателят спира напълно; когато налягането е по-ниско от долната граница, двигателят се рестартира. Този метод изисква голям обем на системата или голяма разлика в налягането между стартиране и спиране, за да се сведе до минимум натоварването на двигателя. Това е ефективен метод за регулиране, когато има по-малко стартирания за единица време.
2.5 Регулиране на скоростта
Скоростта на винтовия въздушен компресор OSG се контролира от двигател с вътрешно горене, турбина или честотно регулиран електродвигател, като по този начин се контролира потокът. Това е ефективен метод за поддържане на постоянно изходно налягане. Диапазонът на регулиране варира в зависимост от типа на винтовия въздушен компресор OSG, но винтовите въздушни компресори OSG с впръскване на течност имат най-голям диапазон. При ниски нива на натоварване, регулирането на скоростта и облекчаването на налягането често се комбинират, със или без ограничение на входящия въздух.
При винтовите въздушни компресори OSG, задвижвани от електрически двигатели, скоростта може да се контролира от електрически уреди, което осигурява възможност за контрол на скоростта на двигателя и поддържане на постоянно количество сгъстен въздух в малък диапазон от промени в налягането. Например, обикновен асинхронен двигател може да отговори на това изискване, като регулира скоростта с честотен преобразувател, непрекъснато и точно измерва налягането в системата и след това позволява на сигнала за налягане да управлява честотния преобразувател на двигателя, като по този начин контролира скоростта на двигателя и прави обема на газа на винтовия въздушен компресор OSG прецизно адаптиран към консумацията на въздух, системата може да се поддържа на ±0,1 бара.
2.6 Променливо регулиране на изпускателния отвор
Работното движение на винтовия въздушен компресор OSG може да се регулира чрез преместване на позицията на изпускателния отвор към всмукателния край по дължината на корпуса. Този метод изисква висока консумация на енергия при частично натоварване и е сравнително рядък.
2.7 Разтоварване на смукателния клапан
Буталният винтов въздушен компресор OSG може механично да принуди смукателния клапан да бъде в отворено положение за разтоварване. С промяната на положението на буталото, въздухът се движи навътре и навън. Резултатът е минимална загуба на енергия, обикновено по-малко от 10% от мощността на вала при пълно натоварване. При двойнодействащия винтов въздушен компресор OSG разтоварването обикновено е многостепенно и един цилиндър се балансира едновременно, така че обемът на газа да може по-добре да отговори на търсенето и предлагането. При винтовия въздушен компресор OSG с технологичен поток се използва метод на частично разтоварване, който позволява клапанът да се отваря, когато буталото е в частичен ход, като по този начин се осъществява непрекъснат контрол на обема на газа.
2.8 Обем на клирънса
Чрез промяна на хлабинния обем на винтовия въздушен компресор OSG с бутало, степента на пълнене на цилиндъра се намалява, като по този начин се намалява обемът на газа, а хлабинният обем може да се променя и чрез външно свързан обем.
2.9 Товарене-разтоварване-спиране
За винтови въздушни компресори OSG с мощност над 5kW това е най-често използваният метод, с голям диапазон на регулиране и ниски загуби. Всъщност това е комбинация от регулиране включване/изключване и различни системи за разтоварване. При обемните винтови въздушни компресори OSG най-често срещаният принцип на регулиране е „произвеждан въздух“/„няма производство на въздух“ (зареждане/разтоварване). Когато е необходим въздух, се изпраща сигнал към електромагнитен клапан, който от своя страна насочва всмукателния клапан на винтовия въздушен компресор OSG до напълно отворено положение. Всмукателният клапан е или напълно отворен (зареден), или напълно затворен (незареден), без междинни положения.
Традиционният метод за управление е инсталирането на пресостат за налягане в системата за сгъстен въздух. Превключвателят има две настройваеми стойности, едната е минималното налягане (натоварване), а другата е максималното налягане (разтоварване). Винтовият въздушен компресор OSG работи в рамките на зададените стойности, например 0,5 бара. Ако потреблението на въздух е малко или изобщо не е необходимо, винтовият въздушен компресор OSG ще работи без натоварване (на празен ход), а продължителността на периода на празен ход се задава от реле за време (например, настроено на 20 минути). След зададеното време винтовият въздушен компресор OSG спира и не се стартира отново, докато налягането не падне до минимална стойност. Това е традиционният метод за надежден и спокоен контрол и сега се среща най-често при малки винтови въздушни компресори OSG.
Тази традиционна система е допълнително разработена, за да замени превключвателя за налягане с аналогов предавател за налягане и бърза електронна система за регулиране. Заедно с регулиращата система, предавателят за налягане отчита промените в налягането в системата по всяко време. Системата стартира двигателя навреме и контролира отварянето и затварянето на всмукателния клапан. Бързо и фино регулиране може да се постигне в рамките на ±0,2 бара. Ако не се използва въздух, налягането остава постоянно и винтовият въздушен компресор OSG работи на празен ход (на празен ход). Продължителността на цикъла на празен ход може да се определи според броя на стартиранията и спиранията, които двигателят може да издържи без прегряване, и икономичността по време на работа. Последното е така, защото системата може да реши дали да спре или да продължи да работи на празен ход според тенденцията на потреблението на въздух.
03 Резюме
Накратко, сгъстеният въздух се използва в различни приложения и при различни условия на потребление на въздух. Всеки винтов компресор OSG има различен метод за определяне на обема на въздуха, но той се основава на обема на въздуха на потребителя. Компресорът OSG разчита на собствени методи за контрол и регулиране на обема на въздуха, за да постигне непрекъснато и непрекъснато подаване на въздух. Различните производители на винтови компресори OSG също използват различни принципи на регулиране, за да подобрят производителността на своите собствени марки винтови компресори OSG. Така се постига максимална енергийна ефективност и се отговаря на изискванията на клиентите; с висока точност, ниска поддръжка и възможност за измерване на параметри като налягане и дебит, те отговарят на различните приложения на винтовия компресор OSG.
Време на публикуване: 08 септември 2023 г.
