Основи відцентрового повітряного компресора Частина II - Розуміння основної кривої продуктивності

Ганк ван Ормер, редактор

Частина I пояснила необхідну термінологію для розуміння відцентрових операцій. Частина II розглядає типові криві експлуатаційних характеристик та способи їх інтерпретації.

Відцентровий повітряний компресор працює в діапазоні потоків і тиску нагнітання. Крива працездатності формується вибраними окремими внутрішніми компонентами і на них впливають умови експлуатації, такі як тиск на вході, температура на вході та температура води для охолодження.

Процес динамічного стиснення, застосований на робочому етапі відцентрового компресора , - це швидкість і кінетична енергія, перетворена на тиск і температуру, оскільки витрата обмежена. Іншим терміном цього процесу є масовий потік - потреба в потужності для подачі номінального кубічного метра потоку при номінальному тиску (фунт / дюйм) визначається вагою повітря (деякі виробники також використовують термін "щільність").

Потреба в потужності в цьому типі процесу стиснення, коли внутрішні конструктивні деталі не враховуються, в основному залежить від ваги повітря, що проходить через машину. Ігнорування часткових навантажень контролює все, що збільшуватиме або зменшує вагу повітря, що проходить через стадії до кінцевого потоку, і тиск матиме прямий вплив на вхідну потужність.

Малюнок 1а. Вплив температури вхідного повітря на тиск скидання

Малюнок 1б. Вплив температури вхідного повітря на потужність

Підвищення температури на вході полегшить загальний фіксований потік повітря та доставить менше корисного повітря для користувача (scfm) та зменшить потребу вхідної потужності. Пониження температури призведе до зворотного ефекту.

Зниження тиску на вході (висота, від'ємний тиск у компресорі, брудний / неякісний впускний фільтр) полегшить потік стисненого повітря (cfm), який проходить через ступінь, і призведе до меншої експлуатації повітря (scfm) при зменшенні потреби вхідної потужності. Вищий тиск на вході матиме протилежний ефект.

Підвищення температури охолоджувальної води знову матиме такий же «освітлюючий» ефект на стисненому повітрі через ступінь та вимоги до потужності, що і попередні умови.

Фактичний чистий ефект будь-якого з цих умов залежить від фактичної кривої продуктивності та аеродинамічних характеристик конструкції. Це також стосується тиску розряду з фіксованим колесом або робочим колесом / дифузором / швидкістю, ступенем компресора.

Підвищення тиску нагнітання зазвичай залишає ефект збільшення ваги потоку стисненого повітря через етапи, що призводить до зменшення потоку корисного повітря (scfm), часто при одній і тій же вхідній потужності. Зниження тиску часто дозволить отримати більший потік при одному і тому ж вході потужності. Фактична продуктивність роботи машини висвітлюється далі в цьому документі.

Розуміння відцентрових кривих експлуатації виробника

Дані слід прирівняти до:

• SCFM або Nm ³ / год при повному та частковому навантаженні

• Вхідна потужність у кВт

• Тиск або в psig або в барі (тільки з використанням psia для перетворення з icfm / acfm в scfm)

Малюнок 2. Типові відцентрові криві працездатності

Що таке Турндоун, Стоунвул та підйом?

Як тільки робоче колесо сконструйоване і встановлено швидкість, встановлюється енергія, яку поглинатиме фунт повітря при проходженні через робоче колесо.

Відцентровий компресор доставить фунт повітря з постійною витратою енергії - взимку чи влітку. Фактичний об'єм всмоктуваного повітря, що стискається, буде змінюватися протягом певного періоду часу залежно від тиску та температури на вході.

Підйом до перенапруги : Оскільки в атмосферу утворюється більше стисненого повітря, ніж від необхідного, відцентровий компресор повинен вивантажувати або подавати менше повітря, щоб уникнути надмірного тиску. Кожен відцентровий компресор має максимальний тиск, який він може досягти для конкретних вхідних умов, що призведе до зворотного потоку повітря і перенапруження , вимикаючи компресор, щоб уникнути пошкодження від вібрацій.

Це надмірне спрощення дії перенапруги, однак у кожної одиниці є підвищення межі перенапруги або максимального тиску. Обертання - це відсоток нижче повного потоку навантаження, який компресор може працювати, не відчуваючи перенапруги. Наприклад, 15% обертання означає, що агрегат може працювати при 85% потоку або вище, як це обладнано без удару. При більшій швидкості руху він буде близьким до чи сплеску.

Стоунвелл : У якийсь момент, коли випуск падає і потік повітря через збільшення при повному навантаженні, фізичні обмеження не дозволять отримувати більше повітря через стадії - ця точка називається кам'яною стіною . Продовження роботи в цій точці або поза нею може спричинити такі високі швидкості потоку з більшим перепадом тиску, що крильчатки не будуть повністю заповнювати ділянки лопатки, і буде виникати кавітаційна дія, створюючи інший тип сплеску з потенційно пошкоджуючими коливаннями.

Фіг.3 - вибіркове зображення загальної кривої продуктивності виробника, і дані можуть бути розроблені до передбачуваної та ймовірної реальної прогнозованої ефективності експлуатації.

Малюнок 3. Зразкові криві працездатності компресора повного навантаження при 125 фунт / кв

• 2050 куб. М при 125 фунтів на кв. Дюйм при 430 к.с. (х. 7457 = 321 кВт)

• Обертання 1535 куб. М при 125 фунт / кв. Дюйм при 345 к.с. (х. 7457 = 257 кВт)

Використання відцентрових кривих експлуатаційних характеристик для оптимізації системи

Ефективна робота з постачальником постачальників та їх криві експлуатаційних характеристик допоможуть привести до успішного застосування. Для того, щоб користувач міг надати постачальнику OEM відповідні дані, користувач повинен ознайомитись із представленою інформацією, щоб повністю зрозуміти та запитати значні додаткові дані, такі як:

• Які робочі характеристики крильчатки / дифузора щодо точки перенапруги, обертання, питомої потужності повного навантаження тощо.

• Який набір стандартних крильчаток / дифузора для більшої здатності до переходу?

Контроль ємності та направляючі лопатки на вході

Криві працездатності на рисунку 4 показують, що два вхідних значення навантаження на кВт для вхідного клапана метелика (IBV) та вхідного направляючого лопаті (IGV) були два різних. Як і всі речі у відцентрових центрах, фактичні дані є машинними.

Чому все це означає?

Коли відцентровий компресор, розроблений та застосований, закінчується, він не може продовжувати виробляти стиснене повітря, що система не може прийняти так, що відбувається одна з двох речей:

• Контроль потужності, доступний майже у всіх виробників, вивантажує компресор, закриваючи впускний клапан і відкриваючи клапан видуву, дозволяючи пристрою переходити в режим холостого ходу зі зниженою вхідною потужністю без потоку повітря.

Подальше вдосконалення дозволяє вимкнути двигун; чим більший індукційний двигун, тим менше запускається на годину чи на добу. Цей тип контролю може бути дуже ефективним, а також залежить від зберігання, оскільки перезавантаження та перезапуск блоку класом 100 фунтів на дюйм може зайняти до 1 хвилини або більше. Агрегати високого тиску (від 500 до 550 фунт / кв.дюйм) можуть зайняти до 3 хвилин більше, щоб отримати повне навантаження.

• Найчастіше застосовується контроль ємності. Коли агрегат досягне повного обертання (у відповідності з поправкою), клапан видування відкривається і виводить зайву ємність в атмосферу. Вхідний кВт більше не зменшуватиметься, незалежно від того, яке б зменшення попиту на повітря відбулося.

Малюнок 4. Порівняння відцентрового управління компресором

Типові вхідні направляючі лопатки

На малюнку 4 показано криву працездатності, що генерується DOE (Міністерство енергетики), для стандартного впускного управління IBV (впускний клапан-метелик) або IGV (вхідна направляюча лопатка) з номінальним переходом 30%.

IGV не дозволяють отримати більше пробігу, але вони дозволяють обертатися з кращою ефективністю, зменшуючи втрати турбулентності повітря, що надходить на робочі колеса.

Третя крива, показана на рисунку 4, являє собою нову технологію відцентрового приводу з двигунами з магнітним підшипником. Цей контроль є дуже ефективним VSD (привід зі змінною швидкістю) від 100% до 75%, при цьому вхідна потужність прямо пропорційна. При повному обертанні пристрій повністю вивантажується за 7-12 секунд і може завантажуватися через 12-15 секунд. Ефективна робота вимагає відповідного зберігання.

Що щодо тиску скидання води охолодження?

У таблиці 1 наведено прогнозовані показники роботи одного одиниці при охолодженні води 85 ° F та охолоджувальній воді при 60 ° F при різних тисках скидання.

Таблиця 1. Агрегат із природною точкою перенапруження 135 фунт / кв. М при теплоносій 85 ° F та теплоносієм 60 ° F

ME = номінал .95

Таблиця 1 Примітки: від тиску розряду від 125 фунт / кв. Дюйм (охолоджуюча вода 85 ° F) до тиску розряду 100 фунт / кв.дюйм (охолоджуюча вода 60 ° F) витрата йде від 1572 acfm до 1,707 acfm; потужність вала йде від 334 к.с. до 335 к.с. (на 175 акц. м. більше на 1 к.с.); а термін проживання - від 35,8% до 51,2%.

Вивчені уроки

Цей документ був створений для визначення та пояснення визначень, що стоять за даними про відцентрові характеристики, та їх важливості. За допомогою цієї інформації користувач може співпрацювати зі своїм місцевим постачальником OEM та технічними інженерними групами, щоб вибрати та належним чином застосувати пристрій, щоб оптимально відповідати конкретним умовам сайту.

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