Как условията на входа влияят на работата на центробежния въздушен компресор

От Рик Стасишан, технически консултант на CAGI, и Нийл Брейдлов, Atlas Copco

Списанието за най-добри практики за сгъстен въздух ^® (CABP) наскоро разговаря с Рик Стасишан , технически консултант на Института за сгъстен въздух и газ (CAGI) и г-н Нийл Брейдлъв от Центъра за центробежни компресори на CAGI и компанията-член, Atlas Copco Compressors, относно центробежните въздушни компресори. По-конкретно, дискусията очертава как различните условия на входа могат да повлияят на работата на центробежните въздушни компресори.

Параметрите на околната среда Влияние Центробежно действие

CABP: Господа, нашите читатели винаги се стремят да научат повече за това как техните компресорни системи се влияят от условията на околната среда. Можете ли да хвърлите малко светлина върху това как условията на входа могат да повлияят на работата на центробежната компресорна система?

CAGI: Центробежната технология се основава на динамично компресиране. При динамичните компресори въздухът се вкарва между лопатките на бързо въртящо се работно колело и се ускорява до висока скорост. След това въздухът се изхвърля през дифузьор, където кинетичната енергия се трансформира в статично налягане. Повечето динамични компресори са турбо компресори с модел на аксиален или радиален дебит и са проектирани за по-голям обемен дебит.

Производителността на динамичен компресор зависи много от условията на околната среда. По-долу ще обясним въздействието на различните параметри на околната среда и тяхното влияние върху ефективността. Когато разглеждате инвестиция в центробежен тип компресор, е изключително важно да се вземат предвид годишните крайности, както и средните условия при оразмеряване на оборудването за приложението, за да се постигне максимална производителност.

Параметрите на околната среда, които влияят на работата, са:

Входна температура
Входно налягане
Относителна влажност (RH)
Температура на охлаждащата вода

CABP: Можете ли да предоставите на нашите читатели разбиране за това как всеки от тези параметри може да повлияе на производителността?

CAGI: За да разберем въздействието на тези параметри, първо трябва да разгледаме кривите на производителност на динамичен компресор и да видим как се влияе на производителността при промяна на параметрите на околната среда.

Входна температура

Температурата на входа на въздуха оказва влияние върху плътността на въздуха при постъпването на компресора и ще повлияе на кинетичната енергия, прехвърлена от лопатките във въздуха. Повишената плътност при по-ниски температури на всмукване ще доведе до по- голямо свободно подаване на въздух (acfm) и също така до по-висока консумация на енергия на компресора .

Друг ефект от промяната на плътността на въздуха или газа е наличната обръщане на компресора. Това е диапазонът на потока, при който е възможно ефективно регулиране чрез използване на дроселен клапан или входни направляващи лопатки. От илюстрациите по-долу става ясно, че при по-ниски температури се предлага по- голям диапазон на обръщане .

Фигури 1 и 2 показват влиянието на входящата температура върху работата на турбо компресора.

Промените в температурата на входа водят до големи промени в работата. В студено време центробежният може да достави много по-голям теглото на въздуха, отколкото в топлото време - ако задвижването е оразмерено, за да осигури необходимата допълнителна мощност.

По-ниска температура на входа:

Увеличава налягането на пренапрежение.
Увеличава максималния капацитет (тегло на потока) при дадено налягане на изпускане.
Увеличава консумацията на енергия (конски сили).

Фигура 1: Плътността на въздуха се увеличава с намаляване на температурата на въздуха.

По-висока температура на входа:

Намалява налягането от пренапрежение.
Намалява максималния капацитет (дебит на теглото) при дадено налягане на изпускане.
Намалява консумацията на енергия (конски сили).

Фигура 2: Как температурата на входа влияе на мощността

Споменатите параметри имат сходно влияние върху работата на компресора. Въздействието на тези параметри може да се разбере и от използваните по-горе графики.

Входно налягане

Намаляването на входящото налягане ще намали плътността на въздуха на входа на компресора. Както при по-високите температури, това ще доведе до по-ниска безплатна доставка на въздух и мощност. Промените в налягането на входа могат да бъдат причинени от провалени входни филтри или промяна на бараметрично налягане. Същото важи и за наличния обем на засмукване - по-ниското налягане на всмукване ще доведе до по-малък наличен обем (виж фигура 3).

По-ниско налягане на входа:

Намалява налягането на изпускане по цялата крива.
Намалява максималния капацитет (дебит на теглото).
Намалява консумацията на енергия или конските сили (поради намаления дебит на теглото).

Фигура 3: Как входното налягане влияе върху работата на центробежния компресор

Относителна влажност (RH)

Увеличаването на относителната влажност (RH) намалява потока и мощността, а намаляването на относителната влажност ще увеличи потока и мощността. Добавянето на водна пара към въздуха прави въздуха влажен и намалява плътността на въздуха. Това се дължи на това, че моларната маса на водата е по-малка от тази на въздуха (виж фигура 4).

По-висока относителна влажност:

Намалява налягането на изпускане при пренапрежение.
Намалява максималния капацитет на потока (поток на теглото).
Намалява потока, при който се появява пренапрежение.
Намалява консумацията на енергия (конски сили).

По-високите загуби на конденза в дните с висока влажност водят до намален дебит, подаван към въздушната система на централата.

Фигура 4: Как относителната влажност влияе върху работата на центробежния компресор

Температура на охлаждащата вода

Температурите на охлаждащата вода ще повлияят на входящите температури до втория етап и на всички други етапи - ако има такива. По-студената вода увеличава потока и мощността, а по-топлата вода намалява потока и мощността.

CABP : И как предлагате нашите читатели да вземат това предвид при оразмеряването на техния центробежен компресор?

CAGI: За да оразмерите центробежен компресор, трябва да вземете предвид схемата на потока на търсенето на работната площадка на потребителя и да вземете предвид условията за вход на площадката (минимални / средни / високи) за оптимална работа.

Друг важен момент е съобразяването с двигателя. Ако двигателят / драйверът е избран въз основа на работата при по-ниски температури на входа, това ще гарантира, че дори и при ниски температури на входа моторът разполага с достатъчно мощност, за да се грижи за увеличаването на потока. Клиентът може да се възползва от увеличения дебит на своя компресор (виж фигура 5).

Температурата на охлаждащата вода ще повлияе на работата на етапа на компресора след първия етап. Влиянието в работата е подобно на това на температурата на входящия въздух. Това, разбира се, е вярно, тъй като колебанията на температурата на охлаждащата вода директно ще повлияят на температурата на въздуха, влизащ във втория, третия и следващите етапи, където има интеркулери, разположени между етапите.

По-ниска температура на охлаждане:

Увеличава налягането на изпускане.
Увеличава максималния капацитет (поток на теглото).
Увеличава консумацията на енергия (конски сили).

Фигура 5: Ефектът на температурата на охлаждащата вода върху центробежните характеристики

По-висока температура на охлаждащата вода:

Намалява налягането на изпускането.
Намалява максималния капацитет (дебит на теглото).
Намалява консумацията на енергия (конски сили).

Научете повече за центробежните компресори

CABP : От това кратко обяснение наши читатели вероятно ще искат да разберат по-добре тези елементи и как те конкретно влияят на техните операции. Как нашите читатели могат да получат повече информация и помощ от CAGI и членовете на неговия Центробежен компресор?

CAGI : CAGI и членовете на неговия Центробежен компресор, които включват Atlas Copco, Cameron, FS Elliott и Ingersoll Rand, са обучили инженери, които да подпомагат и ръководят потребителите чрез избиране на правилно оразмерен компресор за тяхната работа. Препоръчва се оценка на системата за компресор при надграждане и / или замяна на съществуващи системи, за да се гарантира, че производителността на системата е максимална.

За по-подробна информация относно CAGI, неговите членове, приложения за сгъстен въздух или отговори на някой от вашите въпроси за сгъстен въздух, моля, свържете се с Института за сгъстен въздух и газ. Образователните ресурси на CAGI включват курсове за електронно обучение на SmartSite, ръководства за подбор, видеоклипове и наръчник за сгъстен въздух и газ.

---- HTTP: //www.hqcompressor.com