Centrbēdzes gaisa kompresora pamati, II daļa - Izpratnes pamatlīknes izpratne

Autors Hanks van Ormers, līdzautors

I daļā tika izskaidrota nepieciešamā terminoloģija, lai saprastu centrbēdzes darbības. II daļā ir apskatītas tipiskās darbības veiktspējas līknes un to interpretācija.

Centrbēdzes gaisa kompresors darbojas vairākās plūsmās un izplūdes spiedienos. Darbības raksturlīkni veido izvēlēti atsevišķi iekšējie komponenti, un to ietekmē tādi darba apstākļi kā ieplūdes spiediens, ieplūdes temperatūra un dzesēšanas ūdens temperatūra.

Dinamiskās saspiešanas process , ko piemēro centrbēdzes kompresora darbības posmā, ir ātrums un kinētiskā enerģija, kas tiek pārveidota spiedienā un temperatūrā, ja plūsma ir ierobežota. Vēl viens šī procesa termins ir masas plūsma - jaudas nepieciešamību nodrošināt plūsmas nominālo cfm pie nominālā spiediena (psig) nosaka pēc gaisa svara (daži ražotāji arī lieto terminu “blīvums”).

Jauda šāda veida saspiešanas procesā, ja netiek ņemtas vērā iekšējās konstrukcijas daļas, galvenokārt ir atkarīga no gaisa masas, kas iet caur mašīnu. Ignorējot daļējas kravas, tiek kontrolēts jebkas, kas palielina vai samazina gaisa svaru, kas iet caur posmiem līdz galīgajai plūsmai, un spiediens tieši ietekmē ieejas jaudu.

1.a attēls Ieplūdes gaisa temperatūras ietekme uz izplūdes spiedienu

1.b attēls. Ieplūstošā gaisa temperatūras ietekme uz jaudu

Palielinot ieplūdes temperatūru, tiks atvieglota kopējā fiksētā gaisa plūsma un lietotājam tiek piegādāts mazāk izmantojams gaiss (scfm) un samazinās ieejas jaudas nepieciešamība. Aukstāka temperatūra radīs pretēju efektu.

Samazinot ieplūdes spiedienu (augstums, negatīvs spiediens kompresorā telpā, netīrs / slikta izmēra ieplūdes filtrs), tiks atvieglota saspiestā gaisa plūsma (cfm), kas pārvietojas pa posmiem, kā rezultātā arī mazāk izmantojams gaiss (scfm) pie samazinātas ieejas jaudas. Augstākam ieplūdes spiedienam būs pretējs efekts.

Dzesēšanas ūdens temperatūras paaugstināšanai atkal būs tāda pati “apgaismojuma” ietekme uz saspiestu gaisu pa posmiem un jaudas prasībām kā iepriekšējiem nosacījumiem.

Jebkura no šiem apstākļiem faktiskā neto ietekme ir atkarīga no faktiskās veiktspējas līknes un konstrukcijas aerodinamiskajiem parametriem. Tas attiecas arī uz izplūdes spiedienu ar fiksētu riteni vai lāpstiņriteni / difuzoru / ātrumu, kompresora pakāpi.

Izplūdes spiediena palielināšana parasti rada saspiestā gaisa plūsmas svara palielināšanos pa posmiem, kā rezultātā samazinās izmantojamā gaisa plūsma (scfm), bieži pie tās pašas ieejas jaudas vai tās tuvumā. Spiediena pazemināšana bieži ļaus vairāk plūsmas ar tādu pašu vai līdzīgu enerģijas pievadi. Faktiskais mašīnas specifiskais sniegums ir apskatīts vēlāk šajā dokumentā.

Izpratne par centrbēdzes ražotāja darbības līknēm

Dati ir jāizlīdzina ar:

• SCFM vai Nm ³ / h pie pilnas un daļējas kravas

• Ieejas jauda kW

• Spiediens psig vai joslā (tikai izmantojot psia, lai pārveidotu no icfm / acfm uz scfm)

2. attēls. Tipiskas centrbēdzes veiktspējas līknes

Kas ir Turndown, Stonewall un Rise to Surge?

Kad lāpstiņritenis ir projektēts un iestatīts ātrums, tiek noteikta enerģija, ko absorbēs gaisa mārciņa, dodoties cauri lāpstiņritenim.

Centrbēdzes kompresors piegādās mārciņu gaisa ar pastāvīgu enerģijas patēriņu - ziemā vai vasarā. Faktiskais saspiestā ieplūdes gaisa tilpums kādu laiku mainīsies atkarībā no spiediena un temperatūras ieplūdes stāvoklī.

Pieaugums līdz pārspriegumam : Tā kā tiek saražots vairāk saspiestā gaisa, nekā nepieciešams, centrbēdzes kompresoram ir jāizkrauj vai jāpiegādā mazāk gaisa, lai izvairītos no pārspiediena. Katram centrbēdzes kompresoram ir maksimālais spiediens, ko tas var sasniegt īpašiem ieplūdes apstākļiem, kuru dēļ gaisa plūsma mainās un palielinās , izslēdzot kompresoru, lai izvairītos no vibrāciju bojājumiem.

Tas ir pārspīlējuma darbības vienkāršojums, tomēr katrai ierīcei ir paaugstināta pārsprieguma robeža vai maksimālais spiediens. Samazināšanās ir procentuālā daļa, kas zemāka par pilnas slodzes plūsmu, kuru kompresors var darbināt, neizjūtot pārspriegumu. Piemēram, 15% pagriešanās nozīmē, ka iekārta var darboties ar 85% vai lielāku plūsmu, ja tā ir aprīkota bez trieciena. Lielākā pagriezienā tas būs tuvu vai ar strauju straumi.

Akmens siena : Kādā brīdī, kad izlāde nokrīt un gaisa plūsma caur pieaug ar pilnu slodzi, fiziskie ierobežojumi nepieļaus vairāk gaisa caur posmiem - šo punktu sauc par akmens sienu . Turpinot darbību šajā punktā vai ārpus tā, var rasties tik lieli plūsmas ātrumi ar lielāku spiediena starpību, ka lāpstiņriteņi pilnībā neaizpildīs lāpstiņas laukumus un notiks kavitācijai līdzīga darbība, radot cita veida pārspriegumu ar potenciāli kaitīgām vibrācijām.

3. attēls ir paraugs, kurā attēlota vispārējā ražotāja veiktspējas līkne, un datus var attīstīt līdz paredzamai un iespējamai faktiskajai paredzētajai darbības efektivitātei.

3. attēls. Pilnas slodzes kompresora veiktspējas līknes ar 125 psig

• 2 250 cfm pie 125 psig pie 430 ZS (x .7457 = 321 kW)

• 1535 cfm lejupslīde pie 125 psig pie 345 ZS (x .7457 = 257 kW)

Centrbēdzes darbības veiktspējas līkņu izmantošana sistēmas optimizācijā

Efektīva sadarbība ar oriģinālo iekārtu ražotāju un viņu darbības rādītājiem palīdzēs sasniegt veiksmīgu piemērošanu. Lai lietotājs varētu sniegt OEM piegādātājam atbilstošus datus, lietotājam būtu jāpārzina iesniegtā informācija, lai pilnībā izprastu un pieprasītu nozīmīgus papildu datus, piemēram:

• Kādas ir lāpstiņriteņa / difuzora darbības īpašības attiecībā uz pārsprieguma punktu, pagriezienu, īpatnējo pilno slodzi utt.

• Kāds ir standarta lāpstiņriteņa / difuzora komplekts, lai palielinātu apgāšanās spēju?

Tilpuma kontrole un ieplūdes vadīklas

Darbības raksturlīknes 4. attēlā parāda, ka ieplūdes tauriņvārstam (IBV) un ieplūdes virzošajai lāpstiņai (IGV) ir divas dažādas daļējās slodzes ieejas kW vērtības. Tāpat kā visas lietas centrbēdzes, faktiskie dati ir specifiski mašīnai.

Kāpēc tas viss ir jēgpilni?

Kad projektētajam un pielietotajam centrbēdzes kompresoram vairs nav pagrieziena, tas nevar turpināt ražot saspiestu gaisu, jo sistēma to nevar uzņemt, tāpēc notiek viena no divām lietām:

• Jaudas kontrole, kas pieejama gandrīz visiem ražotājiem, izkrauj kompresoru, aizverot ieplūdes vārstu un atverot izplūdes vārstu, ļaujot ierīcei darboties tukšgaitā ar samazinātu ieejas jaudu bez gaisa plūsmas.

Turpmāka uzlabošana ļauj motoram izslēgties; jo lielāks ir indukcijas motors, jo mazāk palaišanas stundā vai dienā. Šāda veida kontrole var būt ļoti efektīva, un tā ir atkarīga arī no krātuves, jo 100 psig klases vienības atkārtota ielāde un / vai restartēšana var ilgt vismaz 1 minūti vai vairāk. Augsta spiediena (500 līdz 550 psig) vienības var aizņemt vēl 3 minūtes, lai sasniegtu pilnu slodzi.

• Visbiežāk izmantotā jaudas kontrole ir izpūtējs. Kad iekārta ir sasniegusi pilnu nolaišanos (pēc noregulējuma), atveres vārsts atveras un no atmosfēras izvada lieko jaudu. Ievades kW vairs nemazināsies, neatkarīgi no tā, kāds gaisa samazinājums notiek.

4. attēls. Centrbēdzes kompresora vadības salīdzinājums

Tipiskas ieplūdes vadotnes

4. attēlā parādīta DOE (Enerģētikas departamenta) ģenerētā veiktspējas līkne standarta IBV (ieplūdes vārsta vārsts) vai IGV (ieplūdes vadības lāpstiņa) ieplūdes vadības ierīcēm ar nominālo 30% pagriezienu.

IGV nepieļauj lielāku pagriešanos, bet tie ļauj labāk samazināt efektivitāti, samazinot lāpstiņriteņos ienākošā gaisa turbulences zudumus.

Trešā līkne, kas parādīta 4. attēlā, attēlo jaunu centrbēdzes piedziņas tehnoloģiju ar magnētisko gultņu motoriem. Šī vadība ir ļoti efektīva VSD (mainīga ātruma piedziņa) no 100% līdz 75% ar ieejas jaudu tieši proporcionālu. Pēc pilnīgas pagrieziena iekārta pilnībā izkrauj 7 līdz 12 sekundēs, un to var iekraut 12 līdz 15 sekundēs. Efektīvai darbībai nepieciešama atbilstoša glabāšana.

Kā ir ar dzesēšanas ūdens izplūdes spiedienu?

1. tabulā parādītas vienas vienības prognozētās darbības pie 85 ° F dzesēšanas ūdens un 60 ° F dzesēšanas ūdens pie dažādiem izplūdes spiedieniem.

1. tabula. Vienība ar 135 psig dabiskā pārsprieguma punktu pie 85 ° F dzesēšanas šķidruma un 60 ° F dzesēšanas šķidruma

ME = nominālais .95

1. tabulas piezīmes: No 125 psig izlādes spiediena (dzesēšanas ūdens 85 ° F) līdz 100 psig izplūdes spiediena (60 ° F dzesēšanas ūdens), plūsma no 1572 acfm līdz 1 707 acfm; vārpstas jauda iet no 334 ZS līdz 335 ZS (par 175 Zsfm vairāk par 1 Zs); un samazinājums ir no 35,8% līdz 51,2%.

Gūtās mācības

Šis dokuments tika izveidots, lai identificētu un izskaidrotu centrbēdzes veiktspējas datu definīcijas un to nozīmi. Izmantojot šo informāciju, lietotājs var sadarboties ar vietējo OEM piegādātāju un / vai tehniskās inženierijas grupām, lai optimāli izvēlētos un pareizi piemērotu agregātu konkrētajiem vietnes apstākļiem.

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