Способы регулирования производительности поршневых компрессоровРасход воздуха из трубопроводной системы по условиям потребления может изменяться, поэтому компрессорная станция должна изменять производительность так, чтобы она соответствовала расходу воздуха из системы. При этом в сети должно поддерживаться давление, требуемое потребителями. В зависимости от конкретной задачи, которая ставится перед системой регулирования, состав элементов системы может быть различный. Функциональная схема регулирования компрессорной установки изображена на рис 1.5.
Рис. 2.5. Функциональная схема регулирования компрессора: ОР – объект регулирования; ЧЭ – чувствительный элемент; ЗУ – задающее устройство; СЭ – сравнивающий элемент; ПЭ – промежуточный элемент; ИЭ – исполнительный элемент; РО – регулирующий орган; у – регулируемый параметр; g – задающее воздействие; х – ошибка; µ - регулирующее воздействие
Рассмотрим способы регулирования производительности компрессоров: 1. П е р и о д и ч е с к и й п е р е в о д к о м п р е с с о р а н а х о л о- с т о й х о д путём перепуска воздуха из нагнетательной линии во всасывающую или соединением нагнетательной линии с атмосферой. Такой способ применяется довольно широко вследствие своей простоты, но является весьма невыгодным, так как часть затраченной работы на сжатие теряется. 2. О с т а н о в к а к о м п р е с с о р а в случае повышения давления выше допустимого применяется в тех случаях, когда продолжительность пониженного потребления сжатого воздуха превышает 20... 30 мин. Способ вполне экономичен и широко применяется для мощных компрессоров. 3. И з м е н е н и е о б ъ е м а м е р т в о г о п р о с т р а н с т в а широко используется в компрессорах средней и большей производительности вследствие своей экономичности. Способ реализуется путём присоединения полостей дополнительного мертвого пространства постоянного объема к первой и последней ступеням многоступенчатых компрессоров. Такой способ регулирования применяется, например, в двухступенчатых компрессорах ВП5-30/9 и ВП2-10/9. Подключения дополнительного объёма мёртвого пространства к ступени I позволяет снизить производительность до 60% от номинального значения. 4. Д р о с с е л и р о в а н и е п р и в с а с ы в а н и и. Если во всасывающий тракт компрессора вводить дополнительное сопротивление (дросселирующая заслонка), то компрессор уменьшает подачу. Этот способ регулирования широко применяется в компрессорах малой производительности при высоких степенях повышения давления благодаря своей простоте и удобству автоматизации, однако энергетическая эффективность его невысока. 5. О т ж и м а н и е п л а с т и н в с а с ы в а ю щ е г о к л а п а н а приводит к уменьшению производительности компрессора пропусками подачи. Это очень простой способ регулирования, он применяется в небольших компрессорах, но энергетическая эффективность его мала. Если индикаторная работа при переводе на холостой ход составляет примерно 15% от номинальной, а механический КПД в небольших компрессорах – около 80% (с учётом снижения КПД электродвигателя при малых нагрузках), то переведённый на холостой ход компрессор потребляет около 40% электроэнергии номинального режима работы. Другим недостатком способа является износ клапанов и более частые поломки их пластин. 6. И з м е н е н и е ч а с т о т ы в р а щ е н и я в а л а позволяет плавно или ступенчато изменять производительность компрессора. Этот способ экономичен в эксплуатации, но требует приводного двигателя с переменной частотой вращения. Плавное изменение частоты вращения допускают паровые машины и двигатели внутреннего сгорания, устойчивая работа которых сохраняется при снижении частоты вращения до 55% от номинальной. При электрическом приводе такое регулирование широкого применения не получило, так как асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, которые наиболее часто применяются для привода компрессоров из-за своей дешевизны, имеют жесткую характеристику. Часто для изменения производительности компрессоров используют несколько способов регулирования. Так, например, для привода компрессора 2ВМ2.5 – 12/9 используется асинхронный двухскоростной электродвигатель мощностью 75 кВт с частотой вращения 16,33 1/с или 8,16 1/с при напряжении 380 В. Снижение производительности от 100 до 50% осуществляется изменением частоты вращения двигателя. Для снижения производительности от 50% до нуля предусмотрено байпасирование после второй ступени.
Вопросы для самопроверки 1. Приведите классификацию воздушных поршневых компрессоров общего назначения по принципу действия и по конструктивным особенностям. 2. Назовите области применения поршневых, осевых и центробежных компрессоров. 3. Назовите типы поршневых стационарных компрессоров и охарактеризуйте их. 4. Перечислите способы регулирования производительности поршневых компрессоров. 5. Объясните способ регулирования компрессоров изменением объема мертвого пространства. 6. Охарактеризуйте способ регулирования производительности изменением частоты вращения вала компрессора.
|