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壓縮空氣總成本的80%,體現(xiàn)在能耗上,因而不同型式的壓縮機(jī),應(yīng)當(dāng)按照不同的調(diào)節(jié)系統(tǒng)選擇不同的控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)。不同壓縮機(jī)型式和制造商之間的差別,會(huì)使性能上差異有天壤之別。的狀態(tài)是使壓縮機(jī)的滿負(fù)荷與耗氣量恰好相一致。
例如可以通過(guò)仔細(xì)地選擇齒輪箱的傳動(dòng)比,達(dá)到這個(gè)要求,這種做法常見(jiàn)于工藝流程壓縮機(jī)之中。大多數(shù)消耗壓縮空氣的設(shè)備是自身調(diào)節(jié)的,就是說(shuō)提高壓力會(huì)提高流量,這就是它們何以形成穩(wěn)定系統(tǒng)的原因,如氣力輸送、防冰和冷凍等。正常情況下,必須對(duì)流量進(jìn)行控制,所用的控制設(shè)備與壓縮機(jī)組成一體,這類調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要有兩大類:
1.利用不斷地控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)氣量,或者根據(jù)壓力的變化不斷地控制閥門(mén)實(shí)現(xiàn)氣量的連續(xù)調(diào)節(jié)。其結(jié)果是由較小的壓力變化(0.1至0.5bar ),變化大小由調(diào)節(jié)系統(tǒng)的放大功能及其速度而定。
2.加載、卸載調(diào)節(jié)是見(jiàn)的調(diào)節(jié)系統(tǒng),并且二者之間的壓力變化也是可以接受的。調(diào)節(jié)的方法是:在較高壓力時(shí)切斷氣流(卸載),而當(dāng)壓力降低到值,恢復(fù)流量(加載)。壓力的變化取決于單位時(shí)間內(nèi),加載/卸載循環(huán)的許可次數(shù),通常壓力在0.3至1bar 范圍內(nèi)變化。
2.1 容積式壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)原理(卸壓閥)
基本原理方法是:將超過(guò)的壓力釋放到大氣中去,卸壓閥的設(shè)計(jì)是用彈簧加載,彈簧的起跳力決定最終的壓力。卸壓閥通常被一種由調(diào)節(jié)器控制的伺服閥所取代,這時(shí)壓力可以方便地得到控制,在壓縮機(jī)帶壓起動(dòng)時(shí),伺服閥還可以起到卸荷閥作用,但是卸壓閥會(huì)造成大量的能耗,因?yàn)閴嚎s機(jī)必須連續(xù)在全背壓下工作。有一種用于小型壓縮機(jī)的方案,把這種閥打開(kāi),使壓縮機(jī)卸載,壓縮機(jī)在背壓為大氣壓下工作,采用這種方法功率的消耗較為實(shí)惠。
2.2 旁通調(diào)節(jié)
從原理上,旁通調(diào)節(jié)和卸壓閥有相同的功能,差別就是壓力釋放的空氣是經(jīng)過(guò)冷卻,并回到壓縮機(jī)的進(jìn)氣口,這個(gè)方法常用流程壓縮機(jī),氣體不宜直接排放到大氣中,成本上太昂貴了。
2.3 進(jìn)口節(jié)流
進(jìn)口節(jié)流是減少流量的一種簡(jiǎn)便方法,該方法是使進(jìn)口處產(chǎn)生低壓,提高壓縮機(jī)的壓縮比,至用于較小的調(diào)節(jié)范圍。噴液壓縮機(jī)容許有大的壓縮比,可以下調(diào)到的10%,由于高壓縮比,該方法造成相對(duì)高的能耗。
2.4 帶進(jìn)氣節(jié)流的卸壓閥
這是目前比較常見(jiàn)的調(diào)節(jié)方法,可以得到的調(diào)節(jié)范圍(0至99%),而且能耗低,壓縮機(jī)卸載(零流量)功率只有滿載的15至20%。進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí),留一個(gè)小孔,同時(shí)放空打開(kāi),供排放壓縮機(jī)出來(lái)的空氣。壓縮機(jī)主機(jī)工作在進(jìn)口真空和低背壓狀態(tài)下,重要的是,壓力釋放要快,而且被釋放的容積要小,以免滿載轉(zhuǎn)換到空載時(shí),引起不必要的損失。該系統(tǒng)要求有一個(gè)系統(tǒng)容積(儲(chǔ)氣罐),其大小取決于卸載與加載之間所要求的壓差,以及每小時(shí)容許的循環(huán)次數(shù)。
小于5-10kW的壓縮機(jī)常用開(kāi)/停方法進(jìn)行調(diào)節(jié),當(dāng)壓力達(dá)到上限值,電機(jī)停止;當(dāng)壓力低于下限值,電機(jī)重新啟動(dòng)。該方法需要大的系統(tǒng)容積或開(kāi)機(jī)壓力與停機(jī)之間有大的壓力差,以使電機(jī)的負(fù)載降低到最小。在單位時(shí)間內(nèi)有較少起動(dòng)次數(shù)的情況下,這是行之有效的調(diào)節(jié)方法。
2.5 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)
由內(nèi)燃機(jī)、渦輪機(jī)或調(diào)頻電機(jī)控制壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而控制流量。它是保持恒定出氣壓力的一種有效方法。調(diào)節(jié)范圍因壓縮機(jī)的型式而異,但噴液壓縮機(jī)的范圍。在載荷程度較低時(shí),通常將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和卸壓結(jié)合起來(lái),或帶或不帶進(jìn)氣節(jié)流。
用電源電機(jī)作為動(dòng)力的壓縮機(jī),轉(zhuǎn)速可以由電器控制電機(jī),因而提供一個(gè)機(jī)會(huì)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,保持壓縮空氣恒定在很小的壓力變化范圍內(nèi)。例如,普通的感應(yīng)電機(jī)用一個(gè)變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速就可以達(dá)到這個(gè)要求,連續(xù)不斷并精確地測(cè)量系統(tǒng)的壓力,然后讓壓力信號(hào)去控制電機(jī)的變頻器,從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,使壓縮機(jī)的氣量精確地適應(yīng)空氣的耗量,系統(tǒng)可以保持在±0.1bar 。
2.6 可變排氣口調(diào)節(jié)
螺桿壓縮機(jī)的排氣量可以在機(jī)殼內(nèi)沿著長(zhǎng)度方向,向著進(jìn)氣端移動(dòng)排氣口的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種方法在部分負(fù)荷時(shí)需要耗費(fèi)較高的功率,相對(duì)而言不常用。
2.7 吸氣閥卸荷
活塞式壓縮機(jī)可以用機(jī)械方法迫使吸氣閥處于開(kāi)啟位置,進(jìn)行卸荷。隨活塞位置的變化,空氣進(jìn)進(jìn)出出。結(jié)果有最小的能量損失,通常低于滿載軸功率的10%。在雙作用的壓縮機(jī)上,一般是多級(jí)卸荷,一個(gè)氣缸一次得到平衡,較好地使氣量達(dá)到供需相應(yīng)。工藝流程壓縮機(jī)上用一種部分卸荷方法,允許活塞在部分行程時(shí),氣閥被打開(kāi),因而實(shí)現(xiàn)連續(xù)的氣量控制。
2.8 余隙容積
靠改變活塞壓縮機(jī)上余隙容積,降低氣缸的充氣程度,從而降低氣量,也可借助一個(gè)外部相連的容積,使余隙容積得以變化。
2.9 加載—卸載—停機(jī)
對(duì)于功率大于5kW的壓縮機(jī),這是的方法,調(diào)節(jié)范圍大而且損失低,實(shí)際上這是一種開(kāi)/停調(diào)節(jié)與各種卸荷系統(tǒng)的組合。容積式壓縮機(jī),最普通的調(diào)節(jié)原理是“產(chǎn)生空氣”/“不產(chǎn)生空氣”(加載/卸載),當(dāng)需要空氣時(shí),一個(gè)信號(hào)被送到一個(gè)電磁閥上,依次引導(dǎo)壓縮機(jī)的進(jìn)氣閥達(dá)到的開(kāi)啟位置。進(jìn)氣閥要么全開(kāi)(加載),要么全閉(卸載),沒(méi)有中間位置。
傳統(tǒng)控制方法是在壓縮空氣系統(tǒng)中裝有一個(gè)壓力開(kāi)關(guān),開(kāi)關(guān)有兩個(gè)可設(shè)定值,一個(gè)為最小壓力(加載),一個(gè)為壓力(卸載)。壓縮機(jī)工作在設(shè)定值界限內(nèi),例如:0.5bar。如果空氣需要量小,或者一點(diǎn)不需要,則壓縮機(jī)空載運(yùn)行(空轉(zhuǎn)),空轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)短由一個(gè)時(shí)間繼電器設(shè)定(例如設(shè)為20分鐘)。過(guò)了設(shè)定時(shí)間,壓縮機(jī)停轉(zhuǎn),并且不再啟動(dòng),直到壓力跌到最小值。這是傳統(tǒng)可靠,放心的控制方法,現(xiàn)在見(jiàn)于小型壓縮機(jī)。
這個(gè)傳統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展,以一個(gè)模擬的壓力變送器與一個(gè)快速電子調(diào)節(jié)系統(tǒng),替代壓力開(kāi)關(guān)。壓力變送器與調(diào)節(jié)系統(tǒng)一起,隨時(shí)感受到系統(tǒng)中的壓力變化。系統(tǒng)及時(shí)啟動(dòng)電機(jī),并控制進(jìn)氣閥的開(kāi)啟與關(guān)閉。能在±0.2bar 內(nèi),實(shí)現(xiàn)快速和良好的調(diào)節(jié)。如果沒(méi)有使用空氣,壓力將保持恒定,壓縮機(jī)空載運(yùn)行(空轉(zhuǎn))。空轉(zhuǎn)周期的長(zhǎng)短,可以根據(jù)電機(jī)能承受的啟停次數(shù),而不至于過(guò)熱,以及運(yùn)行期間的經(jīng)濟(jì)性而定。后者因?yàn)橄到y(tǒng)可以根據(jù)空氣消耗量的走向,決定停機(jī),還是繼續(xù)空轉(zhuǎn)。
總之,壓縮空氣在不同的應(yīng)用場(chǎng)合,不同用氣量情況下,每臺(tái)空氣壓縮機(jī)氣量方式不同,但都是根據(jù)用戶用氣量的大小,壓縮機(jī)組依靠自身氣量控制和調(diào)節(jié)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)氣量不間斷連續(xù)的供給。不同壓縮機(jī)制造商也在用不同的調(diào)節(jié)原理來(lái)提高自己品牌壓縮機(jī)的性能,使能效,滿足客戶的使用要求;以準(zhǔn)確度高,維護(hù)量小,可以測(cè)量壓力和流量等參數(shù),來(lái)滿足壓縮機(jī)不同場(chǎng)合的應(yīng)用。
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展會(huì)城市:鄭州市展會(huì)時(shí)間:2025-05-09