工业实用效率

处理高容量间歇性需求

CAC

以下是根据从CAC的基础和先进压缩空气系统研讨会和压缩空气最佳实践手册获得的信息改编而成的。manbetx王者荣耀

在许多工业工厂中,有一个或多个应用程序具有相对较高的间歇需求。一个例子是使用密相输送系统来输送水泥。密集相系统会引起严重的动态压力波动,影响工厂最终产品的质量。通常,二次空气接收器的正确尺寸和位置靠近高间歇需求点可以缓解这一问题。这种需求往往持续时间很短,而且需求事件之间的时间间隔是这样的,即有足够的时间来补充二次接收压力而不增加压缩机的容量。

绿色的叶子
绿色的叶子

间歇负荷,如除尘器布袋室,如果分配管道过小,也会受到其自身脉冲需求的影响。这可能会导致清洗脉冲力差,导致袋清洗操作性能差。为了弥补这些故障,为了使系统正常工作,系统压力升高、脉冲频率增加和吹气持续时间延长的情况并不少见。这可能会导致空气消耗和能源成本的大幅增加。

我看到空气压力的变化很大,这是由于在袋室清洁操作中过量的空气需求,导致空气压力下降到可接受的水平以下。福特汽车动力系统部门精益供应商优化经理、CAC二级讲师乔·吉斯林说。在一个特殊的案例中,问题非常严重,现场的压缩机容量是所需的两倍,而且压力高于正常。CAC基础研讨会展示了如何应用本地化的计量存储方法来优化大容量间歇使用,如袋式房屋,并关闭压缩机。”

高容量,间歇性需求

在短时间内消耗相对较多空气的应用程序(有时称为“需求事件”)通常会导致系统性能较差。解决这个问题的一个常见方法是适当放置压缩空气储存。

通过减少压降和衰减速率,存储可以以多种方式来控制系统中的需求事件。接收器用于提供压缩空气储存能力,以满足高峰需求事件,并帮助控制系统压力。manbetx客户端12-5下载接收器特别有效的系统与广泛变化的压缩空气需求。当峰值是间歇性的,一个大的空气接收器可以允许使用一个较小的空气压缩机,并允许压缩机容量控制系统更有效地运行。manbetx客户端12-5下载

主存储器所需的压力带

接收器必须有一个工作压力带,如果它是有效的。如果生产需要系统保持一个恒定的100 psig和压缩机控制被设置在100 psig,没有有效的存储。如果一个事件使压力下降到100 psig要求以下,压缩机控制器将响应增加压缩体积,但压力将下降到所需的最小压力以下,造成低压。

如果压缩机,然而,被设置为运行在110 psig,那么110和100 psig之间的差异占空气存储在接收器。如果突然发生事故,在达到最小要求之前,压力可能会下降10psi,存储在系统接收器中的空气可以帮助满足需求。位于储罐下游的压力/流量控制器可以降低下游平均压力,并在需求峰值期间稳定压力,从而提供额外的好处。

二级存储

二次储气是指在配气系统中除了在供气侧使用一次储气器外,还使用了一次储气器。有时这种存储专用于某个最终使用的应用程序,而有时它位于分配线或环路的末端提供额外的通用存储。辅助存储可以帮助:

•在使用点保持更稳定的压力

•提高应用程序的速度、推力或扭矩

降低系统在需求事件时的压降速率

•通过降低压降量和衰减率来控制系统中的需求事件(峰值需求期)。

CAC Diagram1

对于某些系统,重要的是控制压缩空气流动的速率来补充一个二次接收器(控制称为计量回收)。如果速率不受控制,填充接收器将成为一个需求事件,可能会由于高速率的流量而导致系统问题。

以下公式通常用于存储接收器作为辅助存储的大小:

公式

地点:

V =接收音量,ft3

T =允许压降的时间,分钟

C =间歇需求,cfm

S =通过针阀的流量,cfm

Pa =绝对气压,psia

P1 =初始接收压力,psig

P2 =最终接收机压力,psig

该公式将用于说明由高流量间歇性需求引起的挑战的三种独立解决方案。

存储使用示例-三种解决方案

大容量间歇事件会造成供应不足的现象,因为它们会在压缩机反应之前导致系统压力下降。在输送粉状物料的设施中,通常有大量的应用,称为密相输送,这可能会导致这些问题。

举一个例子,工厂安装了一个传送带,每次消耗1000立方英尺(scfm)的气流2分钟,总共消耗2000立方英尺(scf)的空气。该事件每小时不超过发生一次,但对系统的影响如此之大,以至于支持该区域的集箱的压力降至70 psig。

由于这种情况,工厂包装区域的生产在运输发生时已经停止。压缩空气系统的临界压力是在装袋机,这需要20 cfm,至少75 psig的机器操作。因为压力下降到70 psig在机器的入口,它在事件期间发生故障,导致生产中断和成品损失。

在应用解决方案之前,改善这种情况的一个好方法可能是通过适当调整系统来减少流量或流量持续时间,从而最小化总事件,然后提供足够的存储来支持需求。如果通过消除一段运输管道空出,但运输器仍通过空气的时间,总运输时间减少到1.5分钟,平均流量可以减少到900立方英尺。压缩空气的总需求量现在只有1,350 scf。这些储蓄数字是保守的。重要的是要认识到,随着管道空了,空气消耗将显著增加。当管道中充满该产品时,cfm的流量将大大高于正常消耗。一旦物料输送过程完成,控制装置应关闭空气供应。

以下是一些可能的解决方案,可以防止包装机受到负面影响:

使用专用计量存储

计量回收系统
这种计量回收系统增强了袋室脉冲。

计量存储提供了短时间、高流速的终端使用与当地临界压力操作的隔离,并用于消除可能影响这一敏感设备的压力波动。提供一个专用的接收器,并使用针阀和止回阀将其与系统隔离,通过平均流量来保护整个系统免受高流量事件的影响。

调整针阀以达到缓慢的补水速率,可使系统在较长时间内对接收器重新加压,防止系统压力受到过高流量的影响,过高流量可能会淹没系统空压机,导致系统组件之间的压差过大或启动另一个压缩机。

最初,可以调整阀门,使其在大约20分钟内恢复,对于900 cfm的运输事件,平均需要45 scfm。接收器的大小将基于从最小系统压力的100 psig到输送机在运输过程中可以使用的最小压力的差异,这已经被确定为70 psig。

下面是一个关于间歇性需求事件的二级接收器的分级计算示例:

公式

V = 628 scf x 7.48(每cf的加仑)= 4,700加仑。选择下一个较大的标准尺寸的空气接收器。

该解决方案的应用将为高流量事件提供足够的存储空气,消除主系统2分钟1000 scfm的主要空气需求,取而代之的是10分钟的流量只有45 cfm。

高压离线存储

如果有高压系统,或者安装具有经济意义,可以使用高压离线存储。离线存储由专用压缩机提供服务,通常比系统的其他部分压力更高。因为有用的微分可以高得多,所以支持高容量所需的接收器体积就会更小。例如,在前面的例子中,考虑使用一个10 HP 35 cfm的压缩机,其存储容量为200 psig。储罐内的压力最初为200psi,在事件结束时降至70psi,这是运输的最小压力:

公式

本地存储
局部存储受到间歇性需求的支撑压力

在这种情况下,同样的1,350 scf事件可以由存储的空气提供,但这一次需要一个更小的存储接收器。压缩机将运行少于18分钟*,以补充接收罐,然后系统将准备供应下一个事件。

*利用上式求解时间(T)

公式

专用存储-在关键终端使用

专用存储是通过用止回阀隔离压力敏感的关键用途来实现的,并提供足够大小的专用存储,以防止邻近的短时间高流量事件造成瞬时压力波动和随后的问题。其想法是,专用存储的大小将使关键用途能够经受住最长的事件,并仍然保持压力高于适当操作所需的最低压力。

上述包装机消耗20 cfm)只能在75 psig的最小压力下运行。机器在一个半分钟内运转所需的风量为(20 scfm x 1.5分钟)= 30 scf。

所需储存空间大小如下:

公式

即使在整个事件持续期间,止回阀入口的系统压力低于75 psi,这种存储容量也足以让包装机运行1.5分钟。

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袋室示例-最终使用改进

参加CAC压缩空气系统基础研讨会的学生将学习如何应用图1所示的方法来提高采用计量回收系统的袋式反脉冲清洗系统的有效性。这种解决方案增加了清洗脉冲的力度,允许使用更低的压力,通常允许更少的清洗脉冲。由于计量采油的平均效应,该系统的分配管道的峰值流量要低得多。

更多信息请访问压缩空气挑战赛网站或联系Ron Marshall, Marshall压缩空气咨询公司,电话:204-806-2085,邮箱:ronm@mts.net

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