10 malo znanih nastavitev zračnega kompresorja VSD
Ron Marshall za komprimiran zrak Challenge®
Uvedba vrtljivih vijačnih zračnih kompresorjev, ki jih nadzirajo pogoni s spremenljivo hitrostjo (VSD), je ena najboljših inovacij v energetski učinkovitosti v zadnjih nekaj letih. Takšen način upravljanja kompresorjev lahko znatno zmanjša porabljeno energijo kompresorjev, ki delujejo v neobremenjenem stanju. Toda vrsta nadzora VSD, ki ga ponujajo različni proizvajalci, se lahko razlikujejo in nekatere od teh razlik lahko vplivajo na učinkovitost sistema. Ta članek obravnava nekaj malo znanih preobratov krmiljenja kompresorja VSD , vključno z nekaterimi, ki uporabljajo skrite funkcije, ki jih je včasih mogoče uporabiti za povečanje prihrankov, pridobljenih z namestitvijo te vrste kompresorja.
Upoštevajte, da so ti ukrepi primeri strategij, ki se izvajajo na avtorjevem območju Manitoba Hydro Service. Kadar so bile opravljene prilagoditve, so se posvetovali z dobavitelji opreme, da ne bi vplivali na življenjsko dobo ali pravilno delovanje opreme.
1. Koordinirajte ciljno in začetno stopnjo.
VSD krmilniki imajo običajno štiri glavne nastavitve tlaka. Tri od teh so za krmiljenje tlaka v zagonu / zaustavitvi ali obremenitev / razkladanje, ki se uporabljajo, ko kompresor deluje pod minimalno hitrostjo. Preostali del je nastavitev cilja VSD, kjer bo kompresor zadrževal svoj izpustni tlak in spreminjal svojo hitrost. Obstajajo različne privzete nastavitve, programirane v teh krmilnih napravah, ko prihajajo iz tovarne - nekatere povzročajo manjše od optimalnega delovanja kompresorja.
Nekateri proizvajalci zaklenejo VSD cilj na nastavitev "start", tako da so popolnoma enaki. Drugi omogočajo neodvisno prilagoditev cilja VSD kateri koli nastavitvi v določeni meji. Kjer je dovoljena neodvisna prilagoditev, obstajajo nekateri pogoji, ki lahko povzročijo težave. Če je ciljni tlak pomotoma nastavljen nad nastavitvijo zagona / zaustavitve ali obremenitve / raztovarjanja, bo kompresor vedno deloval polno obremenjen - neučinkovit pogoj kompresorja VSD - in se bo med dvema nastavljenima točkama zagon / zaustavitev ali nalaganje / razkladanje. Če je ciljna nastavljena vrednost nehote nastavljena nižje od tlačnega območja, bo VSD med najvišjo in nizko nastavljeno vrednostjo tekel z najmanjšo hitrostjo. Vendar ne bo delovala v svojem spremenljivem območju, razen če tlak pade precej pod tlačni pas, kar je še en nezaželen pogoj.
Če je ciljna nastavljena točka nekje med visokimi in nizkimi nastavljenimi točkami, je zelo pogosto videti to nastavitev točno na sredini, nato pa bo kompresor takoj dvignil na polno hitrost, kadar je kompresor pozvan, da se zažene. Najprej bo poskušal pritisk hitro potisniti do ciljnega tlaka, nato pa bo zmanjšal hitrost za uravnavanje tlaka. Ta pogoj poveča frekvenco zagona / zaustavitve kompresorja in povzroči hitro spreminjajoča se nihanja tlaka, včasih tudi nezaželeno stanje. Ta konfiguracija pogosto povzroči tudi višji ciljni tlak, kot je potreben, zato kompresor porabi več energije zaradi višjega povprečnega tlaka praznjenja. Na ozemlju Manitoba Hydro kupce spodbujamo, naj nastavijo ciljni tlak na začetku ali v bližini točke toka / obremenitve, kar ima za posledico počasnejše kolesarjenje kompresorja in stabilnejše nižje tlake.
2. Zmanjšajte frekvenco zagon / zaustavitev s širjenjem tlačnega pasu.
Stabilen in stalen tlak je končni cilj nadzora nad katerim koli sistemom stisnjenega zraka. Tisti, ki poznate nadzor nad nakladanjem / razkladanjem, bodo ugotovili, da se sistemski tlak nadzira med dvema nastavljenima točkama: obremenitvijo in točko razkladanja. Ta vrsta krmiljenja povzroči obliko valovnega tlačnega žaga, če ga gledamo na časovno utemeljenem tlačnem prikazu (Slika 1). Na drugi strani bodo VSD kompresorji vzdrževali tlak pri konstantnem ciljnem tlaku s pospeševanjem ali upočasnjevanjem motorja kompresorja.
Slika 1: Tipična oblika valovitega žaga povzroči višji od zahtevanega povprečnega tlaka, zaradi česar kompresor pri zagonu polni obremenitev, poveča frekvenco cikla. - Kliknite tukaj za povečavo
Toda kompresorji lahko le toliko upočasnijo, odmik pa je omejen z značilnostmi komponent kompresorja. Glavna stvar, ki povzroča to omejitev, je motor kompresorja, ki se pri pretirano nizkih hitrostih ne more ustrezno ohladiti. Druga omejitev je stiskalni element vijaka, ki mora vzdrževati določen minimalni vrt / min, sicer pa bodo notranje izgube (uhajanje skozi element) pretirane. Vsak kompresor VSD bo za reševanje te težave imel določeno najmanjšo hitrost, pri kateri nadzor nad spremenljivo hitrostjo prevzame kakšen drug način krmiljenja.
Pogost način krmiljenja kompresorjev VSD pri pretokih pod najmanjšo hitrostjo je zagon / zaustavitev ali nalaganje / razkladanje kompresorja. Ta način krmiljenja ustvarja tudi značilno valovno obliko valovne vrvice za način nalaganja / raztovarjanja. Ker proizvajalci kompresorjev priznavajo, da ta žabica valovni obliki povzroča neželena nihanja tlaka, nekateri proizvajalci ponavadi dobavljajo kompresorje z zelo ozkimi tlačnimi pasovi, včasih le s 3 do 4 psi. Na žalost bo zelo ozek tlačni pas, če je nameščen v sistemu z minimalno kapaciteto za shranjevanje, povzročil prekomerne zagone in zaustavitve kompresorja, včasih pa tudi prekomerno prenašanje maziv.
Ko so bili prvič predstavljeni kompresorji VSD, so nekateri dobavitelji spodbujali zmogljivosti "neomejenih zagonov in postankov". Vendar pa zdrava pamet narekuje, da lahko uvedba mehanske naprave, na primer 50.000 do 100.000 na leto, v prvih nekaj letih svoje življenjske dobe močno skrajša življenjsko dobo krmilnikov in komponent kompresorja.
Razširitev območja pritiska za zagon / zaustavitev in dodajanje pomembnega sistemskega shranjevanja bo zmanjšalo frekvenco cikla kompresorja, ko deluje pod minimalno hitrostjo, in omogočilo dovolj dolge čase delovanja, da kompresor segreje do delovne temperature. Običajno velikost največjih dimenzij, ki se uporablja okoli Manitoba Hydro območja, je 10 galonov shranjenega prostora, nameščenega za vsako cfm pri najmanjši hitrosti kompresorja. Uvedba širšega tlačnega območja 10 psi pomeni, da je največja frekvenca vklopa in zaustavitve približno enkrat na vsake 4 minute pri 50 odstotkih minimalne hitrosti.
Mimogrede, če vaš kompresor porabi preveč časa v območju najmanjše hitrosti, boste morda morali spremeniti velikost kompresorja ali pa lahko pride do težav. Pri minimalni hitrosti se proizvede premalo toplote. To je neposreden rezultat dobre učinkovitosti, ki lahko omogoči nabiranje odvečne vlage v kompresorju. V običajnem kompresorju toplota stiskanja običajno odvaja to vlago.
3. Odstranite čas neobremenjenega časa delovanja, tako da zmanjšate nastavitev časovnika za razkladanje.
Upravljanje kompresorjev VSD se pri proizvajalcih razlikuje. Nekateri kompresorji se takoj izklopijo, ko tlak doseže stopnjo "stop", medtem ko drugi še naprej delujejo v neobremenjenem stanju. Drugi imajo še vedno nastavitev izbire načina nekje na krmilu, ki omogoča izbiro, ali se kompresor takoj izklopi ali ne. Ena blagovna znamka šteje število zagonov na uro in omogoča izklop, ko pogoji dopuščajo, pri čemer prihrani energijo.
Ko so v neobremenjenem stanju, vijačni kompresorji - naj bodo z nastavljeno hitrostjo ali VSD - še naprej porabljajo energijo, vendar ne proizvajajo zraka, kar zmanjšuje splošno učinkovitost enote. Kadar se upoštevajo dobre prakse načrtovanja stisnjenega zraka, obstajajo pogoji, ko lahko merilnik časa delovanja močno zmanjšate ali celo nastavite na nič, da se izognete temu potratnemu stanju. To nastavitev mora odstraniti dobavitelj kompresorja, da se izognete garancijskim težavam. Če ima kompresor dovolj široko nastavitev tlaka in je dovolj veliko prostora za shranjevanje, da lahko deluje s številom zagonov in postankov, se lahko izognete težavam zaradi pretiranega kolesarjenja in še vedno omogočite učinkovitejše delovanje.
4. Namestite daljinsko zaznavanje tlaka.
Običajno je videti, da VSD kompresorji ob izpustu držijo zelo natančen tlak, medtem ko se rastlinski tlak zniža zaradi tlačnih razlik v cevovodih, filtrih in sušilcih zraka. Te razlike v tlakih so lahko majhne, če so pretoki majhni, vendar so med vrhovnimi potrebami rastlin velike. Ker je končni cilj stabilni tlak v napravi, je dobro, da se senzor kompresorja oddalji na tlak, kjer je to mogoče varno, ne da bi presegli tlačno zmogljivost kompresorja. Dodajanje daljinskega senzorja tlaka omogoča, da se VSD "vidi" mimo vseh padcev tlaka v prostoru kompresorja in natančno uravnava tlak v napravi.
Ta ukrep prihrani tudi energijo, saj se lahko ciljni tlak nastavi točno tam, kjer je to potrebno, in ne na umetno visoki ravni, da se nadomesti za najslabši diferenčni tlak. Kadar so pretoki nizki, obstaja minimalna tlačna razlika med komponentami za čiščenje: kompresor ohranja svoje praznjenje nizko. Med večjimi pretoki bo kompresor samodejno povečal svoj izpustni tlak, da nadomesti kompenzacijo tlaka, vendar le v teh pogojih.
5. Prilagodite nastavitve PID nadzora.
Včasih, ko se izvaja daljinsko zaznavanje ali kadar značilnosti potrebe po stisnjenem zraku vsebujejo zelo različne obremenitve, kompresor nenehno prekriva in podčrta ciljni tlak. Obstaja nekaj pogojev, zaradi katerih ima kompresor nestabilen nadzor, kar povzroči redno sinusoidni tlak, saj kompresor neuspešno skuša doseči ciljni tlak. Zaradi narave stisnjenega zraka deluje kot vzmet, ima zagon in se odbija v cevi. Posledično je včasih težko natančno nadzorovati pritisk. Zaradi tega so proizvajalci kompresorjev VSD v kompresorje vnesli algoritme nadzora PID, da bi pomagali odpraviti te težave in stabilizirati tlak. Toda proizvajalci privzete nastavitve preprosto prilagodijo povprečnim pogojem in vaš sistem ima lahko drugačne značilnosti (slika 2).
Slika 2: Ta kompresor (oranžna linija) ima nestabilnost in zahteva prilagoditev parametrov PID. - Kliknite tukaj za povečavo
Kadar VSD kompresor nenehno odpravlja in pretirava, mehanske in električne napetosti negativno vplivajo na kompresor. Če ugotovite, da se to dogaja v vašem sistemu, raje prosite svojega dobavitelja in natančno prilagodite. Redko je mogoče najti sistem, ki ga ni mogoče prilagoditi z nastavitvijo zanke PID in / ali dodajanjem zmogljivosti sprejemnika za shranjevanje.
6. Nastavite časovno raven tlaka.
Nekateri krmilniki kompresorjev VSD imajo notranje načrtovanje, kjer se lahko programirajo različni tlaki v različnih tednih ali dnevih. Poleg tega nekateri krmilniki omogočajo programiranje različnih stopenj tlaka, da se odzovejo na položaj zunanjega stikala. Na ta način je kompresor mogoče programirati tako, da deluje pri nizkem tlaku - recimo ponoči in konec tedna -, toda med glavnimi premiki poveča tlak. Zunanje stikalo lahko uporabite tudi za sprožitev višjih kratkoročnih tlakov med občasnimi dogodki, ki potrebujejo višji tlak, na primer polnjenje pnevmatik s 110 psi, vendar omogočajo, da se sistem v povprečnih pogojih vrne na normalno delovanje s 90 psi. To prihrani energijo z zmanjšanjem umetnega povpraševanja in povprečnega tlaka praznjenja kompresorja.
7. Odpravite modulacijo najmanjše hitrosti.
Nekateri kompresorji VSD imajo tudi krmiljenje vhodne modulacije, ki se uporablja za pridobivanje zelo nizkih zmogljivosti odklopa (v razponu od 12 odstotkov polne obremenitve) za boljši nadzor tlaka skozi celoten obseg delovanja kompresorja. Na žalost, tako kot kompresorji s fiksno hitrostjo, tudi uporaba modulacije na VSD kompresorjih povzroči manjše od optimalne stopnje učinkovitosti. V nekaterih primerih so bili ti modulacijski regulatorji nenamerno prilagojeni, da omejijo dovodni pretok v spremenljivem območju delovanja kompresorja.
Na območju Manitoba Hydro kupce spodbujamo, naj odstranijo modulacijo VSD kompresorjev s prilagajanjem nastavitve modulacije daleč stran od cilja in območja pritiska vklop / zaustavitev. To zahteva prilagoditev s strani dobavitelja kompresorja in včasih več sistemskega shranjevanja, da se zmanjša frekvenca zagon / zaustavitev, vendar pogosto poveča učinkovitost sistema.
8. Povečajte nastavitve minimalne hitrosti.
Če pregledate krivuljo CAGI nekaterih kompresorjev, boste videli, da izkoristek (kW / 100 cfm) večine kompresorjev VSD upade, saj kompresor doseže minimalno hitrost. Ta poslabšanje učinkovitosti se razlikuje glede na znamko in model kompresorja in zdi se, da je bolj izrazita pri manjših kompresorjih s 75 KM ali manj. Proizvajalci pogosto omejijo minimalno hitrost svoje blagovne znamke kompresorjev, da enote preprečijo neučinkovit obseg. Če se to ne stori, imajo lahko krmilniki kompresorja nastavljeno najmanjšo hitrost, skrito v regulacijskih parametrih, ki jih je mogoče prilagoditi, da se kompresor ohranja pri bolj učinkovitih in višjih minimalnih hitrostih. Ta prilagoditev je povezana s kompromisom in zmanjša spremenljiv pas.
Na ozemlju Manitoba Hydro prosimo naše kupce, da povišajo svoje nastavitve minimalne hitrosti, kjer je to primerno, in dodajo večje pomnilnike, da nadomestijo to spremembo, da bodo kompresorji učinkovitejši. Prilagoditev minimalne hitrosti opravi dobavitelj kompresorja.
9. Zmanjšajte nastavitve največje hitrosti.
Včasih podjetje prevelik kompresor kupi v pričakovanju višjih prihodnjih ravni proizvodnje. Če je v sistem z visokimi končnimi obremenitvami vgrajen velik kompresor, lahko kompresor prispeva k obračunu najvišjih potreb po objektu, kar stane dodatne električne stroške.
Nekateri VSD kompresorji imajo nastavitev največjega vrtljaja, pri čemer se lahko največji kW kompresorja začasno zmanjša. Če opravite skupaj z dodatno kapaciteto za shranjevanje, lahko ta prilagoditev zmanjša stroške električne energije.
10. VSD kompresor združite z manjšim kompresorjem.
Ko je VSD kompresor vgrajen, ki je prevelik za obremenitev, pogosto porabi večino svojega obratovalnega časa v načinu zagon / zaustavitev pod spremenljivim razponom. Večina proizvajalcev vam bo povedala, da dolgoročno delovanje v tem načinu ni zaželeno zaradi že omenjenih razlogov. To se pogosto dogaja v sistemih, ki napajajo avtomehanične delavnice ali podobno, kjer je povprečna obremenitev lahko zelo majhna (10 do 20 odstotkov), največji tokovi pa se bodo pojavili med delovanjem velikih pnevmatskih orodij. V teh primerih, kadar spreminjanje velikosti kompresorja ni praktično, je morda pametno namestiti veliko manjši kompresor, ki bi lahko bil tudi z VSD krmiljenjem za napajanje zelo majhnih obremenitev, vendar ima velik kompresor nastavljen, da deluje med velikimi obremenitvami. Na ta način bi vsak delujoči kompresor, velik ali majhen, ustrezal obratovalnemu stanju in se izvajal v optimalnem območju obremenitve, s čimer bi prihranili drage stroške popravila v prihodnosti.
--- http: //www.hqcompressor.com
