Vaš zračni kompresor je lahko pametnejši, kot si mislite

Avtor Ron Marshall za komprimiran zrak Challenge®

Nedolgo nazaj je bila večina zračnih kompresorjev krmiljena z mehanskimi tlačnimi stikali, releji in merilniki. Nastavitev teh enot, še posebej pri poskusu koordinacije več kompresorjev, bi lahko bila frustrirajoča in brezplodna izkušnja, saj pogosto mehanski gremlin pogosto, ne prej kot so bili pravilno nastavljeni, nekaj vrže iz nastavitve.

Moderni krmilniki so pogosto sestavljeni iz natančne elektronike, nadzorovane s prefinjenimi mikroprocesorji, ki so programirani s pametnimi algoritmi, da kompresorji delujejo bolj učinkovito in zanesljivo.

V algoritme krmiljenja se razvija in uvaja vse več funkcij. Uporabnika je v najboljšem interesu, da se naučite, kaj lahko ponuja vaše kompresorsko krmiljenje, in ugotovite, ali vam lahko koristijo nove novosti.

Eden takšnih zelo uporabnih algoritmov je samodejno štetje zagonov na uro za zmanjšanje neobremenjenega časa teka. Ta članek obravnava uporabo tega algoritma pri krmiljenju majhnih zračnih kompresorjev za pomembne odstotne prihranke in daje primer, ko smo s to funkcijo izkoristili 66-odstotni prihranek s preprostim dodajanjem sprejemnika za shranjevanje, znižanjem tlaka in prilagajanjem regulatorja kompresorja.

Funkcija samodejnega zagona

Pred nekaj leti so projektanti kompresorskih regulatorjev ugotovili, da je neučinkovito pustiti kompresor, da se nenehno deluje neobremenjen, če zanj ni treba proizvajati zraka. Zlasti mnogi vijačni kompresorji porabijo od 25 do 50% celotne obremenitve (ali v nekaterih primerih večjo moč) v neobremenjenem stanju, ki izgublja moč, če jo pustimo po nepotrebnem. Za omejitev zapravljene energije so bili regulatorji kompresorja opremljeni s časovnim vezjem (funkcija samodejnega zagona), ki je zaznal, če je kompresor dlje časa deloval neobremenjeno in če bi ga imel, bi izklopil motor kompresorja. Zaustavljeni kompresor bi ostal aktiven in pripravljen za zagon, če bi pritisk sistema padel na točko obremenitve. Težava tovrstnega vezja je, da če uporabnik prilagodi časovnik tako, da reče eno minuto, sistem pa ima omejeno zmogljivost shranjevanja, se lahko kompresor skuša ustaviti in zagnati prevečkrat na uro, ki presega največje število glavnega gonilnega motorja začne na uro. Dovoljeni zagon motorja na uro se lahko močno razlikuje glede na lastnosti motorja, velikost, način zagona in zagon obremenitve gredi ter druge vidike. Več informacij o zagonih motorjev najdete v standardu NEMA MG-1. Na splošno velja, da večji kot je motor in višja je napetost, manjkrat se lahko motor zažene.

To je vse zelo zapleteno, v starih časih, poenostavljeno, je bila nameščena standardna minimalna nastavitev časa, običajno približno 15 minut, da se noben motor kompresorja ne bi ustavil in zagon več kot 4-krat na uro. Nekaj časa je trajalo, vendar so nekateri proizvajalci kmalu spoznali omejitev te nastavitve, zlasti ko gre za manjše kompresorje, ki bi se lahko zanesljivo zagnali 10 do 15-krat na uro. Ta 15-minutna nastavitev je bila pogosto neučinkovita za zmanjšanje porabe neobremenjene električne energije kompresorjev, ki kolesarijo več kot 4-krat na uro, vendar manj kot največje število zagonov motorja.

Sčasoma so nekateri proizvajalci ugotovili, da je varno izvajati način delovanja, ki omogoča več zagonov na uro, vendar varno omeji število zagonov, če se zgodi nekaj, zaradi česar kompresor hitro kroži. V tem članku se ti različni načini upravljanja imenujejo "pametni upravljalniki". Ker je ta članek napisan kot nevtralnik prodajalca, določeni proizvajalci s to funkcijo ne bodo omenjeni, uporabnik bo od ponudnika storitev zahteval informacije o vašem določenem nadzoru. Nekateri razpoložljivi "pametni krmilniki" delujejo na te načine:

• En proizvajalec dovoljuje največ 4 zagone na uro, vendar se lahko zagoni kadar koli v roku ene ure. Če so zagoni daljši, potem kompresor enostavno deluje neobremenjeno,

• En proizvajalec ima poseben predprogramiran način, če bo izbran, bo občutil frekvenco cikla kompresorja in, če je sprejemljivo, kompresor izklopil takoj po kratkem času razkladanja, ta proizvajalec ima tudi način, ko temperaturo motorja zaznajo monitorji, in če bodo dovoljeni dovolj nizki dodatni postanki / zagoni,

• Drugi proizvajalec uporabniku omogoča programiranje želenih največjih zagonov na uro ali zagonov na dan. Vsaka velikost kompresorja ima največje dovoljeno število, ki ga bo krmilna nastavitev omejila. Kompresor se izklopi takoj po kratkem času razkladanja, če število zagonov ne bo preseglo tega največjega števila, saj algoritem štrli na podlagi trenutnih ciklov kompresorja. Če ni zadovoljen, bo kompresor ostal neobremenjen.

• Še en proizvajalec dovoljuje, da se števec zmanjša na manj kot dve minuti, motor pa se lahko izklopi, če kompresor deluje 10 minut (ni priporočljivo uporabljati za zaščito pred prekomernim zagonom).

Nekateri od teh načinov krmiljenja kompresorjev so inovativni, saj ščitijo motor kompresorja pred poškodbami, vendar ohranjajo dovolj prožnosti, da prihranijo neobremenjeni čas delovanja. Če je sprejemnik za shranjevanje kompresorja pravilno nameščen, se pri mnogih od teh krmilnikov znatno prihranijo pri urah neobremenjenega časa delovanja, zlasti pri rahlo obremenjenih kompresorjih z občasnimi visokimi vrhovi, kot so enote, ki se nahajajo v servisnih delavnicah.

Oblikovanje pametne shrambe

Regulator kompresorja ne more sam; Da bi bili cikli kompresorja učinkoviti, morajo biti znotraj dosega, s katerim lahko upravljate. Tabela 1 prikazuje učinek spreminjanja obsega in tlaka obremenitve / razkladanja na število ciklov na uro. Za majhne kompresorje je najbolje oblikovati dovolj prostora za približno 6 do 8 zagonov na uro pri največji frekvenci, kar se pojavi pri 50% obremenjeni točki (to omejitev preverite pri proizvajalcu). Izkušnje kažejo, da prostornina skladiščenja 10 litrov na cfm in tlačni pas 30 psi zagotavlja, da število zagonov na uro pri 50% obremenitvi vedno ostane pod 6. Na splošno pa je treba to strategijo uporabiti za sisteme s povprečno obremenitev precej pod 40%.

Slika 1: Vpliv pasov za shranjevanje in tlaka na frekvenco cikla

Stvari se lahko zgodijo v sistemu, ki bi lahko povečal frekvenco cikla, najverjetneje diferencial filtra. Ko se filtri nalagajo z odpadki skozi običajni življenjski cikel, če je filter nameščen med zaznavno točko krmiljenja kompresorja in sprejemnim sprejemnikom, se dejanska zmogljivost, ki jo kompresor »vidi«, zmanjša in cikli na uro se povečajo. Iz tega razloga je najbolje, da se zanesete na pametno krmiljenje, ne pa da zgolj odvrnete časovnik navzdol na nič, kar je v nekaterih primerih mogoče.

Učinek širšega tlačnega pasu

Višji povprečni tlak bo porabo energije motorja kompresorja v obremenjenem stanju povečal za približno en odstotek za vsaki dve psi (običajno manjši od tega nad 110 psi). Širitev tlačnega pasu z območja 10 psi na 30 psi poveča povprečni tlak kompresorja za 10 psi in povzroči približno 5% večjo porabo energije. Če pa kompresor deluje neobremenjeno več ur, lahko odpravljanje neobremenjenega časa delovanja več kot povrne to dodatno obremenjeno moč.

Višji tlak bo vplival tudi na neurejene porabnike stisnjenega zraka in povečal pretok, če bo dovoljen v obrat. Zaradi tega se priporoča naprava za uravnavanje tlaka / pretoka za vzdrževanje konstantnega nižjega tlaka v napravi, ki je nekoliko manjši od nastavitve obremenitve kompresorja.

Primer projekta

Osrednji obrat za oskrbo s hrano za območne bolnišnice v večjem kanadskem mestu uporablja stisnjen zrak za pnevmatske operacije. Na napravi je bila opravljena revizija, ki je pokazala, da je obstoječi 20-kratni HP-jev kompresor napolnil 2% časa, medtem ko je 26% časa izvajal neobremenjeno. Ker je obremenitev majhna, so aktivni notranji zagoni kompresorja na uro, ko kompresor izklopite med cikli med lahkim nalaganjem med premiki, ne pa med glavnimi premiki zaradi pomanjkanja skladišča. Kljub temu izračunana specifična moč kompresorja znaša 77 kW na 100 proizvedenih cfm, ker kompresor še vedno deluje neobremenjen večino svojega obratovalnega časa in še vedno porabi približno 35% svoje celotne moči obremenitve, vendar ne proizvaja zraka. Slika 2 prikazuje prvotni profil 24 ur delovanja sistema.

Da bi skrajšali čas delovanja kompresorja, smo v sistem dodali sprejemnik s 660 galoni z regulacijskim ventilom tlaka / pretoka na 90 psi. Posledično delovanje kompresorja s pametnim upravljalnikom je praktično odpravilo neobremenjeni čas delovanja in močno zmanjšalo število zagonov kompresorja. Specifična moč sistema je zdaj zmanjšana na približno 24 kW / 100 cfm, kar je 60%. Z zmanjšanjem pretoka zaradi nižjega tlaka v napravi in majhnim zmanjšanjem puščanja je dejansko zmanjšanje obratovalnih stroškov 66%.

Ta primer projekta je zelo majhen, vendar ponazarja prihranke, ki jih je mogoče doseči, če je "inteligenca" nadzora združena z dobrim dizajnom in znanjem. Izvedenih je bilo veliko podobnih projektov, od enega do 100 KM z zelo velikim pomnilnikom, ki so se izkazali za odlično alternativo VSD-jem na lokacijah s povprečnim nalaganjem in visokimi vrhovi, vendar v prašnih okoljih. Če želite narediti podobne projekte, se je treba posvetovati s proizvajalcem kompresorja, ki bo določil dovoljeno število zagonov na uro za vašo enoto in če je regulator kompresorja nastavljen za pravilno delovanje.

Slika 2: Tipični profil proizvodnega tedna, ki prikazuje pomemben čas neobremenjenega časa.

Graf 3: Po dodani shrambi se izloči neobremenjena moč kompresorja.

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