طرح‌های کنترلی کمپرسورها

رای دهی: 0 / 5

غیر فعال سازی ستارهغیر فعال سازی ستارهغیر فعال سازی ستارهغیر فعال سازی ستارهغیر فعال سازی ستاره
 

Compressor.jpg

با وجود این که کمپرسورها (compressors) برای کار در یک نقطه کاری انتخاب و نصب می‌شوند، انتظار از کمپرسورها این است که بتوانند در شرایط خارج از نقطه طراحی (off-design conditions) نیز به خوبی کار کنند. در میان کمپرسورها چندین طرح کنترلی (control scheme) با مزایا و معایب مختلف وجود دارد.


طرح کنترلی استارت/استاپ

در یک طرح کنترلی استارت/استاپ (start/stop)، سیستم کنترل کمپرسور با توجه به نیاز به هوای فشرده، یک رله را وادار به اعمال و خارج کردن بار به موتور می‌کند. می‌توان به جای یک کمپرسور بزرگ از دو یا چند کمپرسور کوچک‌تر استفاده کرد و بر حسب نیاز این کمپرسورها را یکی یکی وارد مدار و یا خارج کرد.


طرح کنترلی بارگیری/تخلیه

در یک طرح کنترلی بارگیری/تخلیه (load/unload control scheme)، موتور کمپرسور به طور پیوسته در حال حرکت باقی می‌ماند. با این حال زمانی که نیاز هوای فشرده برآورده می‌شود، به جای قطع برق موتور کمپرسور، ولو ورودی بسته و کمپرسور تخلیه می‌شود. این در یک کمپرسور برقی باعث کاهش تعداد دفعات روشن و خاموش شدن موتورهای الکتریکی (electric motors) نسبت به یک طرح کنترلی استارت/استاپ می‌شود که باعث بهبود عمر تجهیزات و حداقل تغییر در هزینه‌های عملیاتی می‌گردد. این طرح تقریبا توسط تمام سازندگان صنعتی کمپرسور استفاده شده است.

زمانی که یک طرح کنترلی بارگیری/تخلیه با یک تایمر برای خاموش کردن کمپرسور پس از یک دوره از پیش تعیین شده کارکرد پیوسته تخلیه ترکیب می‌شود، به عنوان کنترل دوگانه (dual-control) و یا طرح خودکار دوگانه (auto-dual scheme) شناخته می‌شود.

Load-Unload.gif

طرح کنترلی ماژولاسیون

به جای روشن و خاموش کردن کمپرسور و یا تنظیم کردن شیر ورودی بین دو محل متمایز، یک طرح کنترل مدولاسیون (modulation control scheme) به صورت نسبتی ولو ورودی را تنظیم و با این کار خروجی کمپرسور را با توجه به نیاز تنظیم می‌کند. در حالی که این روش منجر به ایجاد یک فشار تخلیه یکنواخت در طیف گسترده‌ای از مصرف می‌شود، مصرف انرژی به صورت قابل توجهی بالاتر از طرح بارگیری/تخلیه است و در زمانی که کمپرسور در شرایط بار صفر است، منجر به مصرف حدود 70 درصد برق بار کامل می‌شود.

با توجه به تنظیم محدود مصرف برق کمپرسور نسبت به ظرفیت خروجی هوای فشرده، مدولاسیون در مقایسه با درایو سرعت متغیر به طور کلی یک روش ناکارآمد کنترل است. با این حال برای کاربردهایی که در آن به آسانی امکان توقف و کارکرد دوباره کمپرسور نیست، مانند زمانی که کمپرسور توسط یک موتور درون‌سوز (internal combustion engine) و بدون وجود یک مخزن گیرنده هوای فشرده کار می‌کند، مدولاسیون مناسب است.


طرح کنترلی جابه‌جایی متغیر

جابه‌جایی متغیر (variable displacement) توسط برخی از سازندگان مورد قرار می‌گیرد. در کمپرسورهای روتاری اسکرو (rotary screw compressors)، جابه‌جایی متغیر باعث تغییر در درصدی از روتورهای کمپرسور می‌شود که برای تراکم هوا کار می‌کنند و به جریان هوا امکان دور زدن بخشی از پیچ را می‌دهند. یکی راه برای جابه‌جایی متغیر می‌تواند به وسیله استفاده از ولوهای بالا رونده مختلف در سمت مکش کمپرسور باشد که هر یک به یک مکان معادل بر روی خروجی پمپ لوله‌کشی شده‌اند. در توربوشارژر خودروها، این شبیه به استفاده از یک شیر بای‌پس (bypass valve) است.

در کمپرسورهای رفت و برگشتی (reciprocating compressors) از یک صفحه مورب (swash plate) برای کنترل میزان کورس حرکتی پیستون‌ها استفاده می‌کنند.

در حالی که این کار در مقایسه با طرح کنترل مدولاسیون باعث کاهش مصرف برق می‌شود، یک سیستم بارگیری/تخلیه در کنار مقدار زیاد ذخیره‌سازی (10 گالن به ازای هر CFM) می‌تواند موثرتر باشد. اگر مقدار زیاد ذخیره‌سازی عملی نیست، یک سیستم جابه‌جایی متغیر می‌تواند بسیار موثر باشد، به خصوص در بیش از 70٪ از بار کامل.


طرح کنترلی سرعت متغیر

در حالی که یک کمپرسور طراحی شده برای درایو سرعت متغیر (variable speed drive) در صورت نگهداری درست می‌تواند پایین‌ترین هزینه انرژی عملیات را بدون کاهش قابل ملاحظه در طول عمر یک کمپرسور بارگیری/تخلیه در بر داشته باشد، اینورتر قدرت فرکانس متغیر یک درایو سرعت متغیر معمولا هزینه‌های قابل توجهی را به چنین کمپرسوری اضافه می‌کند و در صورتی که تغییرات مصرف محدود باشد، این باعث نفی منافع اقتصادی می‌شود. با این حال یک درایو سرعت متغیر یک رابطه خطی بین مصرف برق کمپرسور هوا و میزان هوای تحویلی فراهم می‌کند. در محیط‌های خشن (گرم و مرطوب و یا غبار آلود)، درایوهای سرعت متغیر ممکن است با توجه به حساسیت تجهیزات مناسب باشند.

Compressor2.jpg