01 Gassvolumkontroll og -justering
80 % av den totale kostnaden for trykkluft gjenspeiles i energiforbruket. Derfor bør man velge forskjellige kontroll- og reguleringssystemer for ulike typer skrueluft-OSG-skrueluftkompressorer i henhold til de ulike reguleringssystemene. Forskjeller mellom ulike typer og produsenter av skrueluft-OSG-skrueluftkompressorer kan utgjøre en enorm forskjell i ytelse. Den mest ideelle tilstanden er å gjøre full belastning av skrueluft-OSG-skrueluftkompressoren nøyaktig den samme som luftforbruket.
Dette kan for eksempel oppnås ved nøye valg av girkassens utvekslingsforhold, noe som er vanlig i prosess-skrueluftkompressorer av typen OSG. Det meste av utstyr som forbruker trykkluft er selvregulerende, noe som betyr at økning av trykket øker strømningen, og det er derfor de danner et stabilt system, for eksempel pneumatisk transport, anti-ising og frostsikring, osv. Under normale omstendigheter må strømningen kontrolleres, og kontrollutstyret som brukes er integrert med OSG-skrueluftkompressoren. Det finnes to hovedtyper av slike justeringssystemer:
1. Juster gassvolumet ved å kontinuerlig kontrollere hastigheten på drivmotoren, eller kontroller ventilen kontinuerlig i henhold til trykkendringen for å oppnå kontinuerlig justering av gassvolumet. Resultatet er en liten trykkendring (0,1 til 0,5 bar), størrelsen på endringen bestemmes av forsterkningsfunksjonen til reguleringssystemet og dets hastighet.
2. Justering av lasting og lossing er de vanligste justeringssystemene, og trykkendringer mellom de to er også akseptable. Reguleringsmetoden er å fullstendig stenge av strømningen (lossing) ved høyere trykk, og gjenoppta strømningen (lasting) når trykket faller til den laveste verdien. Trykkendringen avhenger av det tillatte antallet laste-/lossesykluser per tidsenhet, vanligvis i området 0,3 til 1 bar.
02 Grunnprinsipp for justering av luftmengde
2.1 Reguleringsprinsipp for positiv fortrengningsskrueluft OSG-skrueluftkompressor (trykkavlastningsventil)
Den grunnleggende prinsippmetoden er: slipp ut overtrykket til atmosfæren. Den enkleste utformingen av trykkavlastningsventilen er å bruke fjærbelastning, og fjærens utgangskraft bestemmer det endelige trykket. Trykkavlastningsventilen erstattes vanligvis av en servoventil styrt av en regulator. På dette tidspunktet kan trykket enkelt kontrolleres. Når skrueluft-OSG-skrueluftkompressoren startes under trykk, kan servoventilen også fungere som en avlastningsventil, men trykkavlastningsventilen vil forårsake mye energiforbruk fordi skrueluft-OSG-skrueluftkompressoren må jobbe kontinuerlig med fullt mottrykk. Det finnes en løsning for små skrueluft-OSG-skrueluftkompressorer. Denne typen ventil åpnes helt for å avlaste skrueluft-OSG-skrueluftkompressoren, og skrueluft-OSG-skrueluftkompressoren fungerer under mottrykket til atmosfæretrykket. Strømforbruket til denne metoden er rimeligere.
2.2 Bypass-justering
I prinsippet har bypass-justeringen og trykkavlastningsventilen samme funksjon, forskjellen er at luften som frigjøres fra trykket avkjøles og returneres til luftinntaket til OSG-skrueluftkompressoren. Denne metoden brukes ofte i prosess-OSG-skrueluftkompressorer, og gassen bør ikke slippes ut direkte i atmosfæren, noe som er for dyrt.
2.3 Innregulering
Innløpsstruping er en praktisk måte å redusere strømningen på, som er å generere lavt trykk ved innløpet, øke kompresjonsforholdet til OSG-skrueluftkompressoren og bruke den til et mindre justeringsområde. Væskeinnsprøytede OSG-skrueluftkompressorer tillater store kompresjonsforhold og kan justeres ned til maksimalt 10 %. På grunn av det høye kompresjonsforholdet resulterer denne metoden i relativt høyt energiforbruk.
2.4 Trykkavlastningsventil med målerinnløp
Dette er en relativt vanlig justeringsmetode for tiden, som kan oppnå det største justeringsområdet (0 til 100 %), og har lavt energiforbruk. Den ubelastede effekten (null strømning) til skrueluft-OSG-skrueluftkompressoren er bare 15 til 20 % av full belastning. Når inntaksventilen er lukket, etterlates et lite hull, og samtidig åpnes ventilen for å slippe ut luften fra skrueluft-OSG-skrueluftkompressoren. Hovedenheten til skrueluft-OSG-skrueluftkompressoren fungerer under forhold med innløpsvakuum og lavt mottrykk. Det er viktig at trykkutløsningen er rask og at det frigjorte volumet er lite, for å unngå unødvendige tap forårsaket av bytte fra full belastning til ingen belastning. Systemet krever et systemvolum (akkumulator), hvis størrelse avhenger av den nødvendige trykkforskjellen mellom lossing og lasting, og det tillatte antallet sykluser per time.
Skrueluftkompressorer av typen OSG på mindre enn 5–10 kW justeres vanligvis med av/på-metoden. Når trykket når den øvre grensen, stopper motoren helt; når trykket er lavere enn den nedre grensen, starter motoren på nytt. Denne metoden krever et stort systemvolum eller en stor trykkforskjell mellom oppstart og stopp for å minimere belastningen på motoren. Dette er en effektiv justeringsmetode når det er færre starter per tidsenhet.
2.5 Hastighetsjustering
Hastigheten til skrueluftkompressoren i OSG-serien styres av forbrenningsmotoren, turbinen eller den frekvensregulerte elektriske motoren, og dermed kontrolleres strømningen. Det er en effektiv metode for å opprettholde et konstant utløpstrykk. Justeringsområdet varierer avhengig av typen skrueluftkompressor i OSG-serien, men væskeinnsprøytede skrueluftkompressorer i OSG-serien har det største området. Ved lave belastningsnivåer kombineres ofte hastighetsregulering og trykkavlastning, med eller uten luftinntaksbegrensning.
For skrueluftkompressorer av typen OSG drevet av elektriske motorer, kan hastigheten styres av elektriske apparater, noe som gir en mulighet til å kontrollere motorhastigheten og holde trykkluften konstant innenfor et lite område av trykkendringer. For eksempel kan en vanlig induksjonsmotor oppfylle dette kravet ved å justere hastigheten med en frekvensomformer, kontinuerlig og nøyaktig måle systemets trykk, og deretter la trykksignalet styre motorens frekvensomformer, og dermed kontrollere motorhastigheten og gjøre gassvolumet til skrueluftkompressoren av typen OSG nøyaktig tilpasset luftforbruket, og systemet kan holdes på ±0,1 bar.
2.6 Variabel justering av eksosport
Forskyvningen til OSG-skrueluftkompressoren kan justeres ved å flytte eksosportens posisjon mot inntaksenden langs husets lengde. Denne metoden krever høyt strømforbruk ved dellast og er relativt uvanlig.
2.7 Avlasting av sugeventil
Skrueluftkompressoren med stempel og OSG-skrue kan mekanisk tvinge sugeventilen til å være i åpen posisjon for avlastning. Når stempelets posisjon endres, beveger luft seg inn og ut. Resultatet er minimalt energitap, vanligvis mindre enn 10 % av full akseleffekt. På en dobbeltvirkende skrueluftkompressor med OSG-skrue er det vanligvis flertrinns avlastning, og én sylinder balanseres om gangen, slik at gassvolumet bedre kan møte tilbud og etterspørsel. En delvis avlastningsmetode brukes på prosessflyt-skrueluftkompressoren med OSG-skrue, som gjør at ventilen kan åpnes når stempelet er i et delvis slag, og dermed oppnås kontinuerlig gassvolumkontroll.
2.8 Klareringsvolum
Ved å endre klaringsvolumet på stempelskrueluftkompressoren OSG reduseres sylinderens fyllingsgrad, og dermed reduseres gassvolumet, og klaringsvolumet kan også endres ved hjelp av et eksternt tilkoblet volum.
2.9 Lasting-lossing-avstengning
For skrueluftkompressorer av typen OSG med en effekt større enn 5 kW er dette den mest brukte metoden, med et stort justeringsområde og lave tap. Faktisk er det en kombinasjon av av/på-justering og ulike avlastningssystemer. For positive fortrengningsskrueluftkompressorer av typen OSG er det vanligste reguleringsprinsippet «produsert luft»/«ingen luft produsert» (lasting/lossing). Når det er behov for luft, sendes et signal til en magnetventil, som igjen styrer inntaksventilen til skrueluftkompressoren av typen OSG til helt åpen posisjon. Inntaksventilen er enten helt åpen (lastet) eller helt lukket (uten last), uten mellomposisjoner.
Den tradisjonelle kontrollmetoden er å installere en trykkbryter i trykkluftsystemet. Bryteren har to innstillbare verdier, den ene er minimumstrykket (lasting) og den andre er maksimumstrykket (avlasting). Skrueluft OSG-skrueluftkompressoren arbeider innenfor settpunktgrensene, f.eks. 0,5 bar. Hvis luftbehovet er lite, eller ikke nødvendig i det hele tatt, vil skrueluft OSG-skrueluftkompressoren kjøre uten belastning (tomgang), og lengden på tomgangsperioden stilles inn av et tidsrelé (for eksempel satt til 20 minutter). Etter den innstilte tiden stopper skrueluft OSG-skrueluftkompressoren og starter ikke igjen før trykket synker til en minimumsverdi. Dette er den tradisjonelle metoden for pålitelig og trygg kontroll, og den finnes nå oftest i små skrueluft OSG-skrueluftkompressorer.
Dette tradisjonelle systemet ble videreutviklet for å erstatte trykkbryteren med en analog trykktransmitter og et raskt elektronisk justeringssystem. Sammen med reguleringssystemet registrerer trykktransmitteren trykkendringene i systemet når som helst. Systemet starter motoren i tide og styrer åpning og lukking av inntaksventilen. Rask og fin regulering kan oppnås innenfor ±0,2 bar. Hvis det ikke brukes luft, forblir trykket konstant, og skrueluftkompressoren OSG går tom (på tomgang). Lengden på tomgangssyklusen kan bestemmes i henhold til antall starter og stopp som motoren tåler uten overoppheting, og økonomien under drift. Sistnevnte er fordi systemet kan bestemme om det skal stoppe eller fortsette tomgangskjøringen i henhold til trenden i luftforbruket.
03 Sammendrag
Kort sagt, trykkluft brukes i forskjellige bruksområder og under forskjellige luftforbruksforhold. Hver OSG-skrueluftkompressor har en annen luftvolummetode, men den er basert på brukerens luftvolum. Skrueluftkompressorenheten til OSG er avhengig av sin egen luftvolumkontroll og justeringsmetoder for å oppnå uavbrutt og kontinuerlig luftvolumtilførsel. Ulike produsenter av OSG-skrueluftkompressorer bruker også forskjellige justeringsprinsipper for å forbedre ytelsen til sine egne merkevarer av OSG-skrueluftkompressorer for å maksimere energieffektiviteten og møte kundenes krav; med høy nøyaktighet, lite vedlikehold og evnen til å måle parametere som trykk og strømning, for å møte bruksområder for forskjellige anledninger av OSG-skrueluftkompressoren.
Publisert: 08.09.2023
