Частотное регулирование позволяет изменять производительность компрессора в диапазоне от 25 до 100% от номинальной. Подстройка производительности под потребление сжатого воздуха производится путем плавного регулирования скорости вращения ротора приводного электродвигателя, что, в свою очередь, означает и изменение скорости вращения роторов винтовой пары.
Частотный преобразователь обеспечивает плавный запуск и остановку двигателя. Даже при включении, стартовые токи не превышают номинальных, что может иметь особо важное значение в случае значительной мощности электродвигателя.
Если потребление падает ниже 25% от номинальной производительности компрессора, дальнейшее ее снижение экономически неэффективно. В этом случае, компрессор переходит в фазу холостого хода или выключается (в зависисмости от пользовательских настроек). Однако, благодаря изменяемой производительности, переключения на холостой ход и остановки компрессора, в большинстве случаев использования частотных преобразователей, или исключаются совсем, или сводятся до абсолютного минимума. Таким образом, с частотным преобразователем компрессор работает в непрерывном режиме, но наиболее экономичном и щадящем изо всех возможных.
Из-за потерь, имеющих место в электрочасти частотно-регулируемого компрессора, потребление им мощности при максимальной производительности примерно 3-5% выше, чем у обычного компрессора. Однако, в то же время, когда частотный компрессор плавно изменяет производительность, преобразователь частоты пропорционально меняет потребляемую мощность.
В предидущей главе мы упомянули некоторые различия, а скорее, недостатки, пропорциональных регуляторов. Однако, различия эти имеют несколько разное значение при разной загруженности компрессора.
При небольшой и средней степени загруженности компрессора, недостатки пропорциональных регуляторов проявляются в полной мере.
В то же время, когда потребление сжатого воздуха достигает 90-100% от номинальной производительности компрессора, пропорциональный регулятор справляется с изменением ее в несколько более экономичной манере, чем частотный преобразователь.
Таким образом, если предвидится, что флуктуации потребления не будут больше, чем примерно 10% от номинальной производительности, использование пропорционального регулирования более предпочтительно. В других случаях, более эффективным является использование частотного преобразователя.
Благодаря возможности плавного регулирования производительности в широком диапазоне, частотное регулирование является оптимальным способом реализации режима частичной нагрузки в случаях сильных флуктуаций потребления сжатого воздуха, как для одиночных компрессоров, так и для компрессоров пиковой нагрузки в составе мультикомпрессорных систем.
Потенциальная экономия, достигаемая с помощью частотного регулирования, чрезвычайно велика. Экономия может быть достигнута за счет, во-первых, соответствия потребляемой мощности фактическому расходу сжатого воздуха, во-вторых, исключения фаз холостого хода, в-третьих, исключения избыточного сжатия.
+ Широкий диапазон регулирования
+ Большая эффективность при сильных колебаниях потребления
+ Высокая скорость реакции
+ Плавный запуск
— Несколько меньшая, по сравнению с пропорциональными регуляторами, эффективность при небольших колебаниях производительности
Видео:Винтовой компрессор Almig Variable XP с частотным преобразователемСкачать
6.6. Регулирование винтовых компрессоров
Регулирование производительности винтовых компрессоров осуществляется пятью способами, и выбор способа зависит в первую очередь от вида привода компрессора.
Рис. 78. Зависимость адиабатического КПД от скорости вращения винтового компрессора производительностью по всасыванию 1600 куб.м/ч
Регулирование изменением скорости вращения применяется для компрессоров, имеющих привод от газовой или паровой турбин или от двигателя внутреннего сгорания, преимущественно от двигателя дизеля. Во всех этих случаях возможно плавное регулирование скорости вращения в достаточно широком диапазоне. В случае привода от трехфазного электродвигателя возможно ступенчатое регулирование, если применяется электродвигатель с меняющимся числом полюсов. Для регулирования винтовых компрессоров изменением скорости вращения характерно пологое изменение адиабатического КПД с изменением в широком диапазоне скорости вращения, поскольку относительный рост потерь от неплотности при падении скорости вращения в значительной степени компенсируется уменьшением гидродинамических потерь (рис. 78).
Читайте также: Как увеличить мощность аквариумного компрессора
Регулирование остановками и пусками применяется у малых компрессоров, имеющих привод от электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Компрессор нельзя пускать чаще чем 15 раз в час, и поэтому компрессорная станция должна иметь большой ресивер, объем которого подсчитывается по сравнению, приведенному на стр. 25.
Мотор компрессора останавливается и пускается автоматическим регулятором давления. Быстрые изменения температур отдельных частей компрессора, возникающие при частых пусках и остановках, требуют увеличенных зазоров, что нежелательно.
Регулирование закрытием всасывающего патрубка. Этот способ регулирования очень часто применяется для компрессоров средней производительности. При превышении в нагнетательном трубопроводе установленного давления (или при падении давления во всасывающем трубопроводе ниже границы, определяемой допустимой температурой кипения для холодильных компрессоров) открывается перепускной клапан, соединяющий нагнетательный патрубок со всасывающим (или с атмосферой – для воздушных компрессоров), и одновременно закрывается клапан на всасывающем трубопроводе. Поскольку в нагнетательном трубопроводе установлен обратный клапан, давление за компрессором упадет до давления всасывания (или соответственно до атмосферного давления), и компрессор начнет работать в режиме, для пластинчатых компрессоров.
Рис. 79. Схема двухступенчатого винтового компрессора с регулированием закрытием всасывания:
1 – ступень низкого давления винтового компрессора; 2 – промежуточный холодильник; 3 – ступень высокого давления; 4 – редуктор; 5 – электродвигатель; 6 – электромагнитный трехходовой клапан;
7 – поршенек привода вентили сброса газа; 8 – вентиль сброса газа; 9 – клапан, закрывающий всасывающий патрубок; 10 – обратный клапан: 11 – вспомогательный масляный насос; 12 и 13 – первое и второе реле контроля давления масла, 14 – главный масляный насос; 15 – реле контроля давления газа; 16 – предохранительный клапан на газовом тракте; 17 – реле контроля давления воды; 18 – вентиль на линии охлаждающей воды; 19 – масляный холодильник; 20 – масляный фильтр; 21 – предохранительный клапан на масляном трубопроводе; 22 – термореле
Компрессорная станция должна иметь при этом способе регулирования ресивер, объем которого значительно меньше объема, требуемого при регулировании остановками и пусками, поскольку количество включений регулирования может быть значительно большим. Схема двухступенчатого компрессора с регулированием закрытием всасывания дана на рис.79. В холодильных винтовых компрессорах для изменения производительности в небольших пределах применяется также регулирование дросселированием на всасывании, комбинированное с регулированием скорости вращения с помощью двухскоростного электродвигателя, что дает значительный экономический эффект.
Регулирование перепускным клапаном. На корпусе компрессора устанавливается перепускной клапан, соединенный со всасыванием; этот клапан дает возможность сбросить часть газа из компрессора еще до начала процесса сжатия. Этим способом можно снизить производительность компрессора до 40%.
Регулирование дросселированием газа с нагнетания на всасывание. Вследствие того, что этот способ регулирования экономически невыгоден, дросселирование газа с нагнетания на всасывание применяется только в случаях, когда система регулирования включается очень редко или когда другие способы регулирования неприемлемы; например, применение регулирования перекрытием всасывания, когда давление в машине падает ниже атмосферного, может привести к образованию взрывоопасной смеси сжимаемого газа и воздуха, проникающего в компрессор вследствие возможной негерметичности машины. При этом способе регулирования перепускаемый газ должен охлаждаться.
Существуют и другие способы регулирования винтовых компрессоров, как, например, смещением грани всасывающего окна против направления движения ротора, чем уменьшается всасываемое количество газа, но этот способ применяется редко.
Читайте также: Компрессор агрессор agr 50 ремонт
Видео:Винтовой компрессор с частотным преобразователем. Нужен он или нет?Скачать
Регулирование винтовых компрессоров
Расширение области применения винтовых компрессоров находится во взаимосвязи с решением вопроса экономичного регулирования. До последнего времени основными способами регулирования производительности были дросселирование на всасывании и байпасирование.
Байпасирование (перепуск сжатого газа через байпасный клапан на всасывание) — способ малоэкономичный по сравнению с другими применяемыми способами регулирования. Компрессор потребляет 100% мощности независимо от режима работы. Способ используется как наиболее простой в компрессорах сухого сжатия.
Дросселирование на всасывании широко применяется в маслозаполненных компрессорах. Этот способ основан на автоматическом перекрытии дроссельного клапана, расположенного на всасывании, при превышении давления нагнетания, При этом растет внутренняя степень сжатия компрессора, но из-за уменьшения массового расхода затрачиваемая мощность падает. Способ эффективен в диапазоне регулирования производительности 100—70%. При более глубоком регулировании потери мощности значительны (например, при нулевой производительности компрессор потребляет 65—70% от номинальной мощности).
Наиболее экономичен способ регулирования производительности изменением частоты вращения роторов.
Весьма просто регулировать производительность компрессора сухого сжатия изменением частоты вращения в случае турбопривода.
На рис. 6.6,а приведена зависимость производительности и потребляемой мощности компрессора в процентах от их номинальных величин при изменении частоты вращения, из которой видно, что в диапазоне изменения частоты вращения 60—100% производительность и потребляемая мощность изменяются пропорционально.
При создании холодильного винтового маслозаполненного компрессора разработан и внедрен высокоэкономичный золотниковый способ регулирования. Суть его состоит в отключении части объема полостей, участвующих в процессе сжатия, при помощи золотникового устройства (рис. 6.6,б).
Золотник 1 соединен штоком 2 с установленным в направляющем цилиндре 4 поршнем 3. К торцам поршня подведена сжимаемая среда соответственно из камер всасывания и нагнетания для создания усилия, действующего в направлении, обратном нагрузке на золотник.
Цилиндр подключен непосредственно к камере нагнетания, а поршень, шток и золотник имеют каналы для подвода среды из камеры всасывания в полость цилиндра, отделенную поршнем от камеры нагнетания.
Направляющий цилиндр 4 размещен в отдельном корпусе и выполнен съемным. Диаметр соединительного элемента штока меньше диаметра поршня, диаметр золотника может быть равен диаметру соединительного элемента, что позволяет демонтировать золотннк без разбора направляющего цилиндра.
Как правило, в маслозаполненных винтовых компрессорах для регулирования производительности и впрыска масла используется подвижный золотник. Недостаток состоит в том, что при движении золотника отверстия для впрыска перемещаются вдоль камер сжатия. При перемещении золотника в сторону нагнетания зона впрыска укорачивается, что увеличивает протечки газа и уменьшает эффективность сжатия. Уменьшается также количество впрыскиваемого масла, что, в свою очередь, ухудшает смазку винтов.
В тех случаях, когда не удается осуществить привод с переменной частотой вращения, производительность компрессоров сухого сжатия регулируется байпасированием или выпуском части газа в атмосферу (для воздушных компрессоров).
Установившийся режим работы системы «компрессор — сеть» возможен при равенстве давления нагнетания компрессора давлению со стороны сети.
Наиболее целесообразно использование винтового компрессора при работе в сети с постоянным расходом и давлением. При изменении расхода газа в сети поддержание постоянного давления нагнетания сводится к задаче согласования подачи компрессора с расходом сети.
В воздушных маслозаполненных (винтовых компрессорах) широкое распространение полнило регулирование производительности путем изменения эффективной рабочей длины роторов перемещением золотника (рис. 6.6,6). При этом обеспечивается почти пропорциональное изменение потребляемой мощности в процессе регулирования производительности (от 100 до 40%). При более глубоком регулировании производительности затрачиваемая мощность не снижается более чем на 45 % от номинальной, так как возвращаемая часть газа подогревается впрыскиваемым маслом и поверхностями роторов и корпуса и, в свою очередь, повышает начальную температуру газа на всасывании. Поэтому в тех случаях, когда компрессор в течение значительного времени должен работать при неполной нагрузке, применение такого способа регулирования производительности целесообразно, несмотря на некоторое усложнение конструкции компрессора.
Читайте также: Шкивы для электродвигателей компрессоров
В маслозаполненных компрессорах, где производительность регулируется перемещением вдоль винтов подвижного золотника, корпус компрессора изготовляется, как правило, из отливки. Выполнение большого количества каналов для впрыска масла или перемещения газа от золотника очень затруднительно в отливке — требуется особая герметизация корпуса, особенно для холодильных фреоновых компрессоров.
Повсеместный переход на выпуск маслозаполненных компрессоров с асимметричными профилями зубьев вызван не только экономичностью последних, но также необходимостью передачи крутящего момента из-за исключения шестерен связи.
Видео:Винтовой компрессор ДЭН-18Ш Оптим 18 кВт с частотникомСкачать
Винтовые компрессоры с частотным приводом: особенности и преимущества
Винтовые компрессоры с регулируемой скоростью вращения электродвигателя имеют ряд неоспоримых преимуществ перед аналогами с дискретной системой регулирования производительности (без частотного привода) при использовании на производствах, где нужна переменная производительность воздушного потока при стабильном давлении. С ним вы снизите затраты на электричество до 35%. Примеры подобных агрегатов Atlas Copco – это винтовые компрессоры GA 7-110VSD+ и GA110-315VSD.
Частотный привод (преобразователь) – это электронный блок, контролирующий частоту вращения электрического двигателя, что необходимо для регулирования объема потребляемой электроэнергии. Суть работы устройства – замедление скорости вращения вала компрессорного блока, когда установка работает не на полную мощность.
Видео:Частотный преобразователь в компрессорахСкачать
Энергоэффективность
ЭнергоэффективностьВинтовой компрессор с частотным приводом устанавливает линейную зависимость между потребляемой электроэнергией и объемами сжатого воздуха, снижает производительность, когда в максимальной нагрузке нет необходимости.
Электрооборудование с переменной скоростью вращения электродвигателя отслеживает давление, проводит анализ отклонений от заданных параметров, исходя из этих данных, увеличивает либо снижает скорость вращения двигателя. Мониторинг скорости оборотов дает:
- повышение КПД;
- уменьшение счетов на электроэнергию минимум на треть;
- снижение теплового выброса – экономия на кондиционировании;
- увеличение срока службы компрессорного оборудования.
Видео:Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать
Снижение нагрузок на электросети во время запуска
На старте компрессор без частотного привода затрачивает в 8 раз больше электроэнергии, чем во время работы в режиме максимальной производительности. Наличие преобразователя обеспечивает плавный старт, что позволяет избежать пиковых нагрузок на электросеть.
Видео:Винтовой компрессор Abac FormulaСкачать
Отсутствие перепадов давления
Рабочими показателями для компрессорного оборудования без частотного привода являются перепады давления от 0,5 до 2 бар. При его наличии этот показатель снижается до 0,1 бар.
Купить винтовой компрессор с частотным приводом
Всегда ли купить компрессор с VSD – лучшее решение? Когда можно обойтись без преобразователя? Специалисты нашей компании помогут вам определить целесообразность покупки компрессора c «частотником», проанализировав потребности и рабочие режимы вашего производства.
На сайте официального дистрибьютора Atlas Copco в ЦФО вы можете купить винтовой компрессор с частотным приводом с необходимой вам мощностью и производительностью. Мы доставим покупку, при необходимости проведем аудит пневмосетей, монтаж и пусконаладку. Получите профессиональную консультацию прямо сейчас по телефону +7(903)651-63-89.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
- Правообладателям
- Политика конфиденциальности
📸 Видео
Винтовой компрессор COMARO MD 55 08I с частотным преобразователемСкачать
Винтовой компрессор с давлением 15 бар: специальное решение для лазерной резки и выдува ПЭТ-тарыСкачать
Особенности винтовых компрессоров (Nordberg)Скачать
Винтовой компрессор APD-50V, -6,2 куб.м, 37кВт, (с частотным приводом+двиг.PM) AirPIKСкачать
Новые безмасляные компрессоры CompAir D165 до D315 обычные и частотного регулированияСкачать
Как выбрать частотный преобразователь. 1 ЧастьСкачать
Как сломать компрессор по глупости. Холодный пуск(cold start)Скачать
Как правильно подобрать винтовой компрессор.Скачать
Винтовой компрессор CrossAir 15 кВтСкачать
Обладнання гвинтового компресора 22 кВт частотним перетворювачемСкачать
Новая серия мощных винтовых компрессоров CompAir L160 - L290Скачать
Выбираем винтовой компрессор для предприятия. Ресивер и осушитель к компрессору.Скачать
Винтовой компрессор Berg ВК 37-8Скачать
Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать
