Page 44 - Inżynieria & Utrzyamnie Ruchu I kw. 2023

Raport
SPRĘŻARKI PRZEMYSŁOWE
Źródło: Pneuma
▶ TŁOKOWE – pozwalają się regulować przy pomocy przetwornic częstotliwości dostarczanych wraz z całym „dri- ve – trainem” z odpowiednim silnikiem elektrycznym. Ale ze względu na ich specy kę – a pracują zwykle przy niskich obrotach – „nie ma czym” regulować. Ta metoda pasuje do sprężarek o wyższych obrotach roboczych (powyżej 600 obr/ min). Natomiast od lat znana jest metoda podwieszania zawo- rów, która w sprężarkach tłokowych typu „double acting” – ze sprężaniem po obu stronach tłoka przy obu jego ruchach – wy- starczy zamknąć zawory z jednej strony cylindra i sprężamy tylko 50% zasysanego powietrza, pobierając zwykle niewiele ponad 50% mocy pobieranej przy pełnym tłoczeniu. Takie sprężarki mogą przechodzić na bieg jałowy ze stopnia regulacji 100% i 50%, zależnie od pro lu obciążenia śledzonego przez sterownik sprężarki. Warto dodać, że dzięki małym oporom i kołu zamachowemu w „tłokówce” obciążenie na biegu jało- wym zwykle nie przekracza 16%. Mamy tu więc do czynienia z regulacją stopniową:
• Pełna wydajność, pełne obciążenie: V=100% - P= 100% • Połowa wydajności, ok. połowy obciążenia V=50% - P=
51-60%
• BiegjałowyV=0%-P=~16%
• Postój
Taką sprężarkę można zamówić sobie także z układem
so -startu.
▶ ŚRUBOWE – pozwalają regulować się podobnie jak
tłokowe: klasycznie load/o oad/stop albo dwustopniowo, albo poprzez płynną zmianę obrotów (quasiliniowo od 20% do 100%). Klasyczna regulacja sprężarek stałoobrotowych, to praca przy pełnym otwarciu przepustnicy (100% wydaj- ności), bieg jałowy przy 20-30% nominalnej mocy pobiera- nej i postój. Regulacja 2-stopniowa wiąże się ze stosowaniem silników 2-biegowych z przełączanymi biegunami, gdzie wy- sokość niższej prędkości obrotowej de niowana jest przez producenta silników. Zwykle jest to regulacja: 100%, 50-75%
(zależnie od typu silnika), bieg jałowy 20-30% i postój. Ma- szyny zmiennoobrotowe regulują się prawie według charak- terystyki liniowej, z małymi odchyłkami, w zakresie regulacji od 100% do nawet poniżej 20%. UWAGA – sprawność ich nie jest najwyższa przy minimum obrotów, a w niektórych przypadkach także blisko maksimum obrotów. Zależnie od zastosowanego przez producenta modułu śrubowego spraw- ność będzie optymalna w środku lub przy końcu zakresu re- gulacyjnego. Sprawność bowiem także zmienia się liniowo wraz z prędkością obwodową (a więc i obrotową) do pewne- go punktu, a następnie w porządku bliższym paraboli spada. Ważny jest wybór optymalnego modułu śrubowego do takiej sprężarki. Kolejna metoda regulacji sprężarek śrubowych stosowana od wielu lat w układach chłodniczych, to zmia- na objętości komory sprężania poprzez otwieranie zaworów bajpasowych na ssanie (variable displacement drive) określa- jących wielkość obszaru sprężania (długość aktywną śrub). Zawory mogą być typu tłoczkowego, suwakowego lub otwie- rane i zamykane mechanizmem śrubowym. Charakterystyka nie jest publikowana przez żadnego z producentów. Analizy pokazują kształt bliski zestawieniu 2 różnych krzywych raczej 2-go stopnia, z zakresem minimalnej wydajności sięgającym 40-60%, w zależności od wielkości i typu modułu śrubowego. System regulacji tego typu jest atrakcyjny w zakresie 80-100% wydajności.
▶ ŁOPATKOWE – regulują się podobnie do śrubowych, z tym tylko, że zmiennoobrotowe mogą minimalnie osiągać 50% wydajności i obrotów.
W przypadku sprężarek wyporowych nie można zapo- mnieć o ich nadrzędnych układach sterowania. Mają one na celu utrzymywanie sprężarek stałoobrotowych w punkcie pra- cy tzn. przy nieomalże 100% obciążenia, z biegiem jałowym, który nie powinien kosztować więcej niż 2%. System nadrzęd- nego sterowania ma także za zadanie utrzymywanie sprężarek zmiennoobrotowych w optymalnym zakresie ich regulacji oraz minimalizacji ilości startów silników oraz cykli dociążeń, a tak- że wyrównywanie ilości startów i dociążeń.
▶ PREZPŁYWOWE – ODŚRODKOWE („turbo”)– to sprężarki, które mają systemy regulacji oparte o zamykanie zaworu ssawnego – przepustnicy (IGV – inlet guided va- nes valve – zawór z łopatkami kierowniczymi) oraz układ wydmuchowy BOV (blow-o valve). Przepustnica IGV za- projektowana jest precyzyjnie aerodynamicznie, a wygląda troszkę jak migawka w klasycznym aparacie fotogra cznym. Przymykając się jest w stanie zmniejszać strumień powietrza do minimum 65-70%, powodując zmniejszanie się poboru mocy według krzywej bliskiej paraboli. Punkt minimalne- go strumienia osiągalnego dla tego typu sprężarek wiąże się z możliwością wpadnięcia maszyny w pompaż, przed czym maszyna zabezpieczona jest odpowiednim opomiarowaniem pobieranego prądu i drgań, aby do tego nie doprowadzić – po zamknięciu zaworu ssawnego IGV do bezpiecznego mi- nimum – stopniowo otwiera się zawór wydmuchowy BOV, który usuwa wcześniej sprężone powietrze przez odpowiedni tłumik do atmosfery, aby odciążyć sprężarkę. Sprężone po- wietrze jest drogie, dlatego idealnie jest dobrać tę sprężarkę tak, aby pracowała w punkcie pracy – zawsze przy maksimum
42 I kwartał 2023
INŻYNIERIA & UTRZYMANIE RUCHU – www.utrzymanieruchu.pl