01 Kontrola i podešavanje količine plina
80% ukupnih troškova komprimiranog zraka odražava se na potrošnju energije. Stoga, za različite tipove OSG vijčanih zračnih kompresora, treba odabrati različite sisteme upravljanja i regulacije u skladu s različitim sistemima regulacije. Razlike između različitih tipova i proizvođača OSG vijčanih zračnih kompresora mogu napraviti ogromnu razliku u performansama. Najidealnije stanje je da puno opterećenje OSG vijčanog zračnog kompresora bude potpuno isto kao i potrošnja zraka.
To se može postići, na primjer, pažljivim odabirom prijenosnog omjera mjenjača, što je uobičajeno kod OSG vijčanih zračnih kompresora za procesne zrake. Većina opreme koja troši komprimirani zrak je samoregulirajuća, što znači da povećanje pritiska povećava protok, zbog čega formiraju stabilan sistem, kao što je pneumatski transport, zaštita od zaleđivanja i smrzavanja itd. U normalnim okolnostima, protok se mora kontrolirati, a korištena upravljačka oprema integrirana je s OSG vijčanim zračnim kompresorom. Postoje dvije glavne vrste takvih sistema podešavanja:
1. Podesite količinu plina kontinuiranom kontrolom brzine pogonskog motora ili kontinuiranom kontrolom ventila prema promjeni pritiska kako biste postigli kontinuirano podešavanje količine plina. Rezultat je mala promjena pritiska (0,1 do 0,5 bara), veličina promjene određena je funkcijom pojačanja regulacionog sistema i njegovom brzinom.
2. Podešavanja utovara i istovara su najčešći sistemi podešavanja, a promjene pritiska između ta dva su također prihvatljive. Metoda regulacije je potpuno prekidanje protoka (istovara) pri višem pritisku i nastavljanje protoka (opterećenja) kada pritisak padne na najnižu vrijednost. Promjena pritiska zavisi od dozvoljenog broja ciklusa utovara/istovara po jedinici vremena, obično u rasponu od 0,3 do 1 bara.
02 Osnovni princip podešavanja količine zraka
2.1 Princip regulacije vijčanog kompresora zraka OSG s pozitivnim volumenom (ventil za ograničenje pritiska)
Osnovni princip metode je: ispuštanje viška pritiska u atmosferu. Najjednostavniji dizajn ventila za ograničenje pritiska je korištenje opruge, a sila odvođenja opruge određuje konačni pritisak. Ventil za ograničenje pritiska se obično zamjenjuje servo ventilom kojim upravlja regulator. U ovom slučaju, pritisak se može lako kontrolisati. Kada se vijčani kompresor OSG pokrene pod pritiskom, servo ventil može funkcionirati i kao ventil za rasterećenje, ali ventil za ograničenje pritiska će uzrokovati veliku potrošnju energije jer kompresor OSG mora kontinuirano raditi pod punim povratnim pritiskom. Postoji rješenje za male kompresore OSG. Ova vrsta ventila se potpuno otvara kako bi se rasteretio kompresor OSG, a kompresor radi pod povratnim pritiskom atmosferskog pritiska. Potrošnja energije ove metode je pristupačnija.
2.2 Podešavanje bypassa
U principu, podešavanje bypassa i ventil za ograničenje pritiska imaju istu funkciju, razlika je u tome što se zrak oslobođen pod pritiskom hladi i vraća u ulaz zraka vijčanog kompresora zraka OSG. Ova metoda se obično koristi u procesnim vijčanim kompresorima zraka OSG, a plin se ne smije ispuštati direktno u atmosferu, što je previsoko.
2.3 Prigušivanje
Prigušivanje ulaza je praktičan način za smanjenje protoka, a to je stvaranje niskog pritiska na ulazu, povećanje stepena kompresije OSG vijčanog vazdušnog kompresora i njegovo korištenje za manji raspon podešavanja. Vijčani vazdušni kompresori sa ubrizgavanjem tečnosti omogućavaju velike stepene kompresije i mogu se podesiti do maksimalno 10%. Zbog visokog stepena kompresije, ova metoda rezultira relativno visokom potrošnjom energije.
2.4 Ventil za ograničenje pritiska sa ulazom za mjerenje
Ovo je trenutno relativno uobičajena metoda podešavanja, koja može postići najveći raspon podešavanja (0 do 100%) i ima nisku potrošnju energije. Snaga bez opterećenja (nulti protok) vijčanog kompresora zraka OSG iznosi samo 15 do 20% punog opterećenja. Kada je usisni ventil zatvoren, ostaje mali otvor, a istovremeno se otvara otvor za ispuštanje zraka iz vijčanog kompresora zraka OSG. Glavna jedinica vijčanog kompresora zraka OSG radi pod uvjetima ulaznog vakuuma i niskog povratnog pritiska. Važno je da otpuštanje pritiska bude brzo, a oslobođena zapremina mala, kako bi se izbjegli nepotrebni gubici uzrokovani prelaskom s punog opterećenja na stanje bez opterećenja. Sistem zahtijeva zapreminu sistema (akumulator), čija veličina ovisi o potrebnoj razlici pritiska između rasterećenja i opterećenja, te o dozvoljenom broju ciklusa na sat.
Vijčani kompresori OSG snage manje od 5-10 kW obično se podešavaju metodom uključivanja/isključivanja. Kada pritisak dostigne gornju granicu, motor se potpuno zaustavlja; kada je pritisak niži od donje granice, motor se ponovo pokreće. Ova metoda zahtijeva veliki volumen sistema ili veliku razliku pritiska između pokretanja i zaustavljanja kako bi se minimiziralo opterećenje motora. Ovo je efikasna metoda podešavanja kada je broj pokretanja po jedinici vremena manji.
2.5 Podešavanje brzine
Brzinu vijčanog OSG kompresora kontrolira motor s unutrašnjim sagorijevanjem, turbina ili frekventno regulirani elektromotor, čime se kontrolira protok. To je učinkovita metoda održavanja konstantnog izlaznog pritiska. Raspon podešavanja varira ovisno o tipu OSG kompresora, ali vijčani kompresori s ubrizgavanjem tekućine imaju najveći raspon. Pri niskim opterećenjima, regulacija brzine i rasterećenje pritiska često se kombiniraju, sa ili bez ograničenja usisa zraka.
Kod vijčanih kompresora OSG pogonjenih elektromotorima, brzina se može kontrolisati električnim uređajima, što pruža mogućnost kontrole brzine motora i održavanja konstantnog komprimovanog vazduha unutar malog raspona promjena pritiska. Na primjer, obični indukcijski motor može ispuniti ovaj zahtjev podešavanjem brzine pomoću frekventnog pretvarača, kontinuirano i precizno mjeriti pritisak sistema, a zatim pustiti da signal pritiska kontroliše frekventni pretvarač motora, čime se kontroliše brzina motora i zapremina gasa spiralnog kompresora OSG precizno se prilagođava potrošnji vazduha, sistem se može održavati na ±0,1 bar.
2.6 Podešavanje promjenjivog izduvnog otvora
Pomak vijčanog kompresora za zrak OSG može se podesiti pomicanjem položaja ispušnog otvora prema usisnom kraju duž kućišta. Ova metoda zahtijeva veliku potrošnju energije pri djelomičnom opterećenju i relativno je rijetka.
2.7 Rasterećenje usisnog ventila
Klipni vijčani kompresor zraka OSG može mehanički prisiliti usisni ventil da bude u otvorenom položaju radi rasterećenja. Kako se položaj klipa mijenja, zrak se kreće unutra i van. Rezultat je minimalan gubitak energije, obično manji od 10% snage osovine pri punom opterećenju. Kod dvostruko djelujućeg vijčanog kompresora zraka OSG, rasterećenje se uglavnom vrši u više faza, a jedan cilindar se balansira istovremeno, tako da volumen plina može bolje zadovoljiti ponudu i potražnju. Metoda djelomičnog rasterećenja koristi se kod protočnog vijčanog kompresora zraka OSG, koja omogućava otvaranje ventila kada je klip u djelomičnom hodu, čime se ostvaruje kontinuirana kontrola volumena plina.
2.8 Zapremina klirensa
Promjenom zapremine mrtvog prostora na klipnom vijčanom kompresoru zraka OSG, smanjuje se stepen punjenja cilindra, čime se smanjuje zapremina plina, a zapremina mrtvog prostora se može mijenjati i pomoću eksterno priključene zapremine.
2.9 Utovar-istovar-zaustavljanje
Za vijčane kompresore zraka OSG snage veće od 5 kW, ovo je najčešće korištena metoda, s velikim rasponom podešavanja i malim gubicima. U stvari, to je kombinacija podešavanja uključivanja/isključivanja i različitih sistema rasterećenja. Kod pozitivnih zapreminskih vijčanih kompresora zraka OSG, najčešći princip regulacije je "proizveden zrak"/"neproizveden zrak" (opterećenje/rasterećenje), kada je potreban zrak, signal se šalje solenoidnom ventilu, koji zauzvrat vodi usisni ventil kompresora zraka OSG da dostigne potpuno otvoreni položaj. Usisni ventil je ili potpuno otvoren (opterećen) ili potpuno zatvoren (rasterećen), bez međupoložaja.
Tradicionalna metoda kontrole je ugradnja prekidača pritiska u sistem komprimiranog zraka. Prekidač ima dvije podesive vrijednosti, jedna je minimalni pritisak (opterećenje), a druga je maksimalni pritisak (rasterećenje). Vijčani kompresor zraka OSG radi unutar granica zadanih vrijednosti, npr. 0,5 bara. Ako je potreba za zrakom mala ili uopće nije potrebna, vijčani kompresor zraka OSG će raditi bez opterećenja (prazan hod), a dužina praznog hoda se podešava vremenskim relejem (na primjer, postavljeno na 20 minuta). Nakon podešenog vremena, vijčani kompresor zraka OSG se zaustavlja i ne pokreće se ponovo dok pritisak ne padne na minimalnu vrijednost. Ovo je tradicionalna metoda pouzdane i bezbrižne kontrole i sada se najčešće nalazi u malim vijčanim kompresorima zraka OSG.
Ovaj tradicionalni sistem je dalje razvijen kako bi se prekidač pritiska zamijenio analognim transmiterom pritiska i brzim elektronskim sistemom podešavanja. Zajedno sa regulacionim sistemom, transmiter pritiska detektuje promjene pritiska u sistemu u bilo kojem trenutku. Sistem na vrijeme pokreće motor i kontroliše otvaranje i zatvaranje usisnog ventila. Brza i fina regulacija može se postići u okviru ±0,2 bara. Ako se ne koristi vazduh, pritisak ostaje konstantan i vijčani kompresor vazduha OSG radi u praznom hodu. Dužina ciklusa praznog hoda može se odrediti prema broju pokretanja i zaustavljanja koje motor može izdržati bez pregrijavanja i ekonomičnosti tokom rada. Ovo posljednje je zato što sistem može odlučiti hoće li se zaustaviti ili nastaviti rad u praznom hodu u skladu sa trendom potrošnje vazduha.
03 Sažetak
Ukratko, komprimirani zrak se koristi u različitim primjenama i pod različitim uvjetima potrošnje zraka. Svaki OSG vijčani kompresor za zrak ima drugačiju metodu zapremine zraka, ali se ona zasniva na zapremini zraka korisnika. Jedinica OSG vijčanog kompresora za zrak oslanja se na vlastite metode kontrole i podešavanja zapremine zraka kako bi se postigla neprekidna i kontinuirana opskrba zapreminom zraka. Različiti proizvođači OSG vijčanih kompresora za zrak također koriste različite principe podešavanja kako bi poboljšali performanse vlastitih marki OSG vijčanih kompresora za zrak kako bi maksimizirali energetsku efikasnost i zadovoljili zahtjeve kupaca; s visokom tačnošću, niskim održavanjem i mogućnošću mjerenja parametara kao što su pritisak i protok, kako bi se zadovoljile različite primjene OSG vijčanog kompresora za zrak.
Vrijeme objave: 08.09.2023.
