工业实用效率

已安装空气压缩机性能测量

测量空气压缩机的自由空气释放量(FAD)是一项具有挑战性的工作。有了合适的流量计和一些数学计算,这项任务是可以完成的。本文阐述了如何选择流量计,并总结了在FAD测量任务中应考虑的参数。

空气压缩机的最终工作是通过吸入周围空气,加压或压缩,然后排放到压缩空气网络中来产生压缩空气。空压机功率是由其功率额定值和制造商规定的FAD规格定义的。然而,随着时间的推移,现场测量是非常有用的。有几个简单的问题,最终解释了空压机的性能:

  • 我的空压机耗电量是多少?
  • 我的空压机输出的压缩空气量是多少?
  • 压强分布是多少?

为了回答这些问题,你可能想要自己测量你的空气压缩机。性能度量通常分为两种类型:

  • 临时性能测量,作为系统评估的一部分,或在投资一个新的空压机之前。18luck首页
  • 永久性的性能度量,执行该度量是为了在任何时候都监视性能,以便及时触发服务或检修。

FAD是如何定义的?

流量是以每单位时间的体积来衡量的。但是空气很容易被压缩,而且它的体积随温度而变化。同时,空气压缩机吸入的空气中含有湿度(水蒸气),空气密度(每立方米空气)随着海拔、温度和天气模式的变化而变化。为了确保每个人都在谈论同样的事情,行业和国际标准已经编写好。例如,ISO 1217涉及置换式空压机的性能测试。该标准还包括包装旋转螺杆空气压缩机。

ISO1217第3.4.1条规定:

压缩机的实际容积流量是指在标准排放点被压缩和输送的气体的实际体积,涉及到标准进口点的总温度、总压力和成分条件。

这是在压缩机进口自由空气的条件下,由空压机输送的实际空气量。所以FAD是吸入压缩机的自由空气的量,实际上是由空压机在其压缩空气出口输送的。

FAD采用容积流量单位,如m3/min和l/s等。ISO 1217允许的流量计类型首先计算空气的质量流量,然后根据空气压缩机进气口空气的密度值将其转换为进气体积流量。理想情况下,这些是实际条件,但为了方便起见,ISO 1217建议以下条件,前提是实际条件在允许的公差内:

  • 绝对压力= 1bar
  • 温度= 20°C
  • 相对湿度= 0%

因为空气压缩机制造商可能会在不同的进口条件下声明他们的FADs,建议查看空气压缩机数据表,而不是只取铭牌号码!

然后对进气湿度和流量计上游的凝结水量以及与额定转速相比的电机转速进行修正。

因为空气压缩机制造商可能会在不同的进口条件下声明他们的FADs,建议查看空气压缩机数据表,而不是只取铭牌号码!

表1典型的空压机铭牌。

把空气压缩到更高的压力需要更多的能量。此外,空气损失和控制空气使用增加的压力,在一个空气压缩机内,压缩机电机不会超载在更高的压力。例如,8杆旋转螺杆压缩机的压缩模块与10杆压缩机的速度不同。

图2

这是从一个空气压缩机数据表中提取的,显示了FAD对压力的依赖性。注意,不同压力下的功率消耗是相同的。

什么会影响空压机的效率?

有几个参数会影响空压机的效率。下表列出了这些参数及其对两种常见的空压机类型-旋螺杆和离心式的影响。进气温度对旋转螺杆和离心式空压机的影响是不同的,但本文不涉及这些细节。

表3

空气压缩机制造商根据国际标准(即离心式空气压缩机ISO 5389)测量空气压缩机的性能,并在其数据表中描述其结果。然而,这些测量是在工厂条件下进行的,而不是真实的现场条件。

此外,空压机的性能可能会在其寿命期间下降,可能需要大修。为了判断空压机的性能,建议进行现场测量。此外,空压机的实时监测等主动测量对于空压机性能的实时估计非常重要。

空气压缩机技术月刊电子通讯

专注于供应方面的优化介绍了空压机技术及空压机控制系统。系统评估文章详细说明了什么压缩机控制允许千瓦时消耗匹配系统需求。

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流量测量方法

空压机的排出流中含有空气、水、油和颗粒。一些测量方法失败了,因为它们不能处理流动中的水和油。另一些则不合适,因为它们会造成压力下降,进而导致能源和金钱的浪费。压缩机排气处使用的流量计的要求包括:

  • 对粒子。
  • 耐水和油滴。
  • 能够处理高速和温度高达70°C。
  • 最小压降,最好没有压降。
  • 适用于临时测量的插入式流量计。

下表提供了最常见的流量计原理与上述要求的比较。

表4

通过比较,皮托管流量传感器是测量压缩机流量的最佳选择。在工业应用中证明了该方法的鲁棒性。它也是飞机工业中测量空气速度的标准方法。

苏乔流量计用于出口测量的现代皮托管流量计。

测量进气侧的流量

最近一些厂家,特别是中国的厂家,引进了热质量流量计安装在空气压缩机的进气侧,以确定压缩机的性能。在许多方面,这些流量计美化/夸大了性能,因为他们没有考虑:

  • 空压机内部的损耗,无法测量。
  • 用于“泵出”(加压)空气压缩机内部容积的空气被测量为输送的空气,但它只存储在空气压缩机内。当空压机卸载时,它被排气(在排气时)到大气中。
  • 对于空压机的运行负载/卸载,这种吹出的空气可以很快成为一个大错误,特别是在低平均负载。
  • 安装时有时需要拆卸进气口过滤器,因此显示出流速过高。通过空气过滤器的压降可以使进气压力降低1%到3%。
  • 空压机性能测试标准要求在出口进行流量测量,而不是在进口。
  • 安装复杂,设备庞大。
  • 适用于短期测试,无需永久安装。

空压机用户应坚持在出口进行测量,以确定性能。重要的是输出什么而不是输入什么!

苏乔连接袖子

带连接套管的典型进气流量计。

如何从排放流量中计算FAD

用皮托管流量传感器测量的流量必须计算到FAD中,并附加测量工作温度和工作压力。

重要的是要了解空压机排气处的运行流量是由两部分组成的:

  • 气流,这是你想要测量的。
  • 水流,稍后在空气处理段中被除去。

为了准确测量水分含量,需要测量管道内的湿度。这不是一个简单的任务,你必须考虑到几乎饱和的湿度条件下的高温。许多湿度传感器不能在这种条件下工作。有趣的是,当湿度设置为80 ~ 99%时,测量误差不大于±0.3%。

根据这一发现,可以使用一个恒定的相对湿度设置。因此,您可以从流量中扣除水分,并在标准条件下计算“干空气流量”(即,20°C, 1000 hPA)。

进气湿度影响输送干风量,但误差小于其他因素。例如,在32℃、75% RH的热带热天,干风量比进风量少3.5%。

随着天气的变化,气压的变化可能是这个量的两倍。一个肮脏的空气过滤器也可以改变进气口气流2%到3%。

通过使用气体定律和遵循进气条件指定的空气压缩机制造商,你最终得到的FAD计算。

所谓的FAD是空压机“真正”提供的。如果要与空压机数据表进行比较,一定要使用相同的进气条件。

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如何测量功率

通常情况下,安培本身被认为是千瓦(kW)的精确测量值,然后用来计算满载比功率(m3/min/kW)或估算空气压缩机的流量(m3/min)。这是不正确的!

如果你只测量安培,你不能知道功率因数和三相之间的不平衡。这将导致10%到30%的误差。

也很难准确地使用这个估计的kW来计算在容量控制周期中满负荷的百分比。这些复杂的计算只能用短期数据来完成,因为空压机的状态和控制随时间变化。

正确的功率测量需要用功率表测量空压机的所有三相的安培和电压,功率表可以计算功率因数。幂方程如下:

kW = (A x V x 1.732 x PF) / 1000

关键:

  • kW =输入千瓦
  • A =电机电流(安培)V =线路电压
  • 功率因数

结论

空压机的性能测量是很重要的。通过对压缩空气系统的永久监控,您将实现更多的好处。

关键是执行预测性维护,以便在组件出现故障之前得到服务。同时,跟踪能源消耗,确保投资在很短的时间内得到回报。结合定期泄漏检查,这些因素将使您享受一个健康和高效的压缩空气系统。

所有照片由SUTO iTEC提供。欲了解更多信息,请访问www.suto-itec.com

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