工业效率

公共系统问题第1部分 - 无油空气压缩机与无磁体干燥器配对

许多食物加工厂已经使用 - 或者正在低压露点在无油压缩空气中使用。这需要使用两级无油螺杆空气压缩机,离心式空气压缩机和其他技术,以及一种或另一种再生干燥器。

工业上最常见的无油空压机是两级“干螺杆”机,最常见的蓄热式干燥机类型是无热式。许多食品加工、制药和高科技工厂都结合了这些技术。但它们实际上并不是设计成“一对”的,而且存在一种“致命的吸引力”,将它们以一种可能破坏可靠性和效率的方式结合在一起,除非系统问题得到解决。

本文讨论了提高可靠性和降低成本的“系统问题”。我将系统问题定义为如何控制各个部分并将其组合在一起,而不是将其基本设计作为组件。还提供了优化您的系统与管道和/或控制修改的指针,而不是新的空气压缩机和干燥器。

目标:降低能源和维护成本

通过减少运行的空气压缩机的数量,植物可以提高可靠性 - 创造待机。在某些情况下,系统优化可以创造干燥冗余。它们还可以通过降低能量消耗和维护成本来实现成本节约,主要是空气压缩机。

当然,油自由螺杆/无磁性干燥机组合可能被批评在某些植物中的矫枉过正,因为您通常可以将润滑螺杆空气压缩机过滤到大多数食品加工过程所需的水平。另外,对于许多过程,A40的压力露点可能低于所需的。肯定是由OEM设计的无油空气压缩机/干燥机组合,以非常无缝地工作。但是,本文不会进入与竞争技术相关的争议,这些技术可以提供食物处理。使用不同类型的空气压缩机和烘干机基于植物的具体情况,有有效的参数。但无油螺杆空气压缩机和无磁性干燥器足够普遍,并且组件容易理解,即良好的讨论系统问题。

无油螺杆空压机基础知识

无油螺杆空气压缩机是正排量,2级空气压缩机。正排量空气压缩机每循环压缩固定量的空气。它像一组螺旋活塞一样操作,在雌性转子叶之间每个空间。“圆筒”是阴转子和壳体之间的空间。当转子旋转时,“活塞”是凸起的凸轮转子,随着转子旋转,通过从排出端返回入口来降低该体积。

在空气压缩机级的入口处,该气缸对进气孔开放,并且其体积填充。在“截止”时,母转子远离中心的旋转移动气缸,使其不再向进气孔通孔,隔离空气量。从该点开始,转子旋转导致雄性叶片压缩该气缸,直到它对放电增压室开放。汽缸的长度现在约为1/3,压力约为3 x入口。见图1和2。

旋转螺丝操作原理

图1:典型的螺杆压缩。

压缩机剖面

图2:典型的无油旋转螺杆空压机的剖面。

在无油空气压缩机中的压缩过程中,温度显着上升,因此压缩比率限制。在3:1的压缩比中,这是典型的,温度可以高达300。此外,3:1压缩仅提供约30 psig,因此需要第二阶段才能达到+/- 100 psig的典型植物压力。因此,加入中加脱机以在重新压缩之前使空气温度降低,并且在递送到干燥器之前需要冷却后。

转子不触及无油螺丝空气压缩机。它们通过定时齿轮保持非常近距离,并涂有工厂设计的温度并耐磨耐磨涂层,以尽可能地密封转子间隙。转子之间的一些泄漏发生在转子之间,降低容量和随着它的磨损而增加的温度,但这是另一个技术主题。

容量控制通常通过负载卸载完成。变速变得越来越越来越多,但大多数安装的空气压缩机都是负载卸载,因此我们将假设该讨论的模式。无油螺杆空气压缩机不能是“入口调制”,因为第一阶段温度会太高。为了卸载,容量控制阀(CCV)完全关闭,排出排气。要加载,发生反转。无油空气压缩机能够比润滑型单位更快地装载和卸载,因为没有油油槽将吹出。但是,存在与骑自行车相关的维护问题。如果空气压缩机更频繁地循环,则需要更频繁地重建CCV。

自动冷凝器排水管位于中间冷却器和冷却器后出口,并且每当空气压缩机运行时通常间歇地出血。不能允许水进入第二阶段,或者空气压缩机将被摧毁。当后冷却器出口排出流出时,它带有空气。介绍以外讨论无油空气压缩机和无磁性干燥器的“致命互动”讨论。

多种无油螺杆空气压缩机与PLC不难控制。最简单的方法是“级联控制”。典型设置如图3所示。

图3.

图3。所示是典型的串级压力设置的一个例子。

智能序列仪可以使用各种其他算法,但级联是最常见的,最容易理解。请记住,所有空气压缩机本地控制器从其自身的排出压力传感器操作,因此该点的任何压力变化都被解释为对空气的需求。

无用的再生烘干机基础知识

再生干燥器是完全不同的制冷干燥器。冷冻式干燥机通过尽可能多地冷却空气,并凝结水蒸汽来降低水分。从压缩空气中“抽出”热量需要少量的能量,大约是压缩空气所需能量的5%。蒸汽压缩制冷循环从空气中吸收热量。

再生干燥器不使用像冷藏干燥器一样的热力学循环。他们使用一种叫做“吸附”的过程,这是一种气体粘附到固体上的分子过程。从粗略的意义上说,它就像一个磁性过程。在正常温度和压力下,水蒸气分子会被吸附在干燥剂的小珠子表面,就像铁粒子被磁铁吸引一样。在较低的压力(或较高的温度)下,它像反极性磁铁一样被拒绝。

因此,干燥剂干燥器有两个压力容器,充满干燥剂(图4)。在一个中,水蒸气粘附在干燥剂上,干燥入射空气。另一方面,水蒸气被驱除从干燥剂“再生”干燥剂。两艘船只或“塔”来回转换,交易角色一遍又一遍。注意图4中的止回阀。净化通常从止回阀之前从止回阀中汲取。

图4.

图4。典型的无热干燥机。

为了再生离线塔,必须掉落压力,并加入动力流体以携带湿空气,并用它在最后一个循环中加载的所有水分。在无宽无磁体压缩空气干燥器中,流体是干燥空气的一部分。需要约15%的干燥空气来再生-40次干燥器,以及约25%的干燥器。这被称为“清除”。吹扫空气必须压缩,昂贵。不仅仅是在能量方面,而且储备空气压缩机容量可从工厂中抢夺。

控制器包括用于来回切换的定时器和阀门,并控制取注加压,再加压和其他必要功能。典型的无磁体干燥器每塔有5分钟的循环时间。

额外的控制被称为“露点需求”(或类似物)在干燥器之后使用露点发射器来确定干燥器是否可以在塔上延伸干燥,而不是开始再生。然而,它不是可变的吹扫流,但它是吹扫的可变时间。它肯定会在轻质装载的干燥器上节省大量的能量。但是,请记住,峰吹动仍然是相同的。这也在“致命的吸引力”讨论中发挥作用。

无油螺杆压缩机和无热干燥机的“致命吸引力”

现在为有趣的部分,事情并不好,整洁!喜欢在典型的植物中,如你自己的植物。让我们谈谈空气压缩机控制,当你的系统是一套单独的空气压缩机时,每间都有自己的烘干机。您可能已经拥有最初建造的植物和一个备份。该植物已经成长,您拥有另一个空气压缩机,具有一个或多个,所有空气压缩机都均隔离为自己的烘干机。我意识到这不是一个理想的安排,但它使下一节更易于解释。

图5.

图5.简化的无油压缩机/无磁性干燥系统。

请记住,空压机传感位置(P1)上的任何压力下降都将被空压机解释为对空气的需求。另外,要知道空压机会启动和负载。而压力的任何上升都将被解释为需求的减少,空压机将卸载并在空闲计时器后停止,纯粹基于压力。空压机排气时的压力受很多东西的影响,包括实际需求后的烘干机、烘干机吹扫和自动排水管。

后两者通过止回阀与系统隔离,并将导致压力下降远快于系统下降(如果空压机卸载或关闭)。净化和自动排水管来自一个更小的“迷你系统”存储空间,比缓冲工厂需求的存储空间要小。净化和排水是“突然的”或“二元的”需求,先开后关。烘干机的吹扫可以是一个大的,即使减少频率由露点需求控制,有时多达1/3的空压机尺寸如果烘干机过大。

造成问题较差的是过滤器和干燥器中的压力下降,在空气压缩机负载的那一刻,在空气压缩机上撞击压力,有效地抢劫操作压差。

那么,需要更快地“谈论”到空气压缩机的需求,从而创建压力信号以开始/负载,干燥机,自动排放或系统?事实证明,大部分时间都在该订单中,干燥器吹扫,然后排出,然后系统。

最终的结果是,图5中的空压机将循环以满足错误的需求。如果工厂有两个像这样的空压室,其中一个处于“滞后”状态,它的启动/停止、装卸可能纯粹是基于一个错误的需求。在未来的一篇文章中,我将描述一个真实系统的案例研究,该系统仅仅由于干燥器净化而运行和循环了300 HP空气压缩机。

结论

无磁性干燥器和无油螺杆空气压缩机,但它们在许多情况下可靠并提供出色的性能,如果一个空气压缩机被隔离到一个无磁性干燥器,则可以具有致命的吸引力。当干燥器大于空气压缩机时,该问题复杂。干燥机将成为空气压缩机的假需求,使其能够迅速加载和加载,只是为了满足清除。我的下一篇文章将讨论一些可以减少这种效果的系统变化,并且可以帮助他们更好。

欲了解更多信息,请联系Tim Dugan,电话:(503)520-0700,电子邮件:Tim.Dugan@comp-eng.com,或者访问www.armpression-engineering.com.

阅读更多空压机技术文章,请访问www.aperbestpractics.com/technology/air-crespressors.