控制(湿)储存——一个被误解的概念
在评估压缩空气系统和存储的正确应用时,最容易被误解的概念之一是控制存储。它通常被称为湿式、初级或在某些情况下按需储存。然而,术语“控制存储”更能反映其主要功能——最大限度地提高压缩机控制的有效运行。在本文中,我将控制存储的定义限制为在空气压缩机排放之间以及在任何清洁设备(即过滤器和空气干燥器)之前创建的任何存储。虽然有人可能会说,控制存储与更普遍应用的需求(干式)存储(在清洁设备之后和需求调节之前创建的存储)有一些共同的用途,但它在存储位置及其功能上有所不同。在压缩空气系统设计中,考虑到控制和按需存储的主要功能,将两者结合在一起并不罕见。
虽然控制存储最初是往复式空气压缩机安装的一个组成部分,但本文仅简要探讨该应用。本文的内容将重点放在旋转螺杆装置上,因为旋转螺杆空气压缩机已基本取代往复式压缩机,成为工业应用中的首选压缩机。还应注意,在往复式和旋转螺杆式空气压缩机同时运行的压缩空气系统中,应始终使用控制存储。
图由CEA Technologies Inc.提供。压缩空气能效参考指南。约翰·亨利·福斯特。
往复式空压机,直到20世纪60年代,一直是空气压缩机的选择,并广泛应用于一般工业工厂。控制存储一直是往复空压机安装的一个组成部分;无论是坦克安装配置为25马力或更小的单位,或独立的垂直或水平配置为更大的马力。
三个主要原因决定了为什么控制存储总是与往复式空气压缩机一起使用:
1.减少压缩机排气的脉动
2.通过冷凝和沉淀提供冷凝物清除
3.消除压缩机控制装置的短循环
从20世纪60年代开始,随着旋转螺杆技术(包括油浸式和无油式)的普遍接受,往复式空压机实际上已经在一般工业市场中被取代。往复式空压机市场的消亡导致了对何时以及如何应用控制存储的误解。这种理解的缺乏似乎与旋转螺杆设计固有的两个主要优势相一致——消除压缩机排气时的脉动和发展替代控制方案,如调制、变速和变速。
在过去的30年里,有一种观点认为,控制存储不再需要,因为它的功能已经被现代压缩机控制的灵活性所取代。因此,问题变成了“控制存储是一个过时的概念吗?”答案是否定的,控制存储并不是一个过时的概念;然而,它的作用已经变得更加特定于应用。现在的讨论变成了“控制存储应应用于何处?无论控制类型如何,它都是空压机系统的必需组件吗?”虽然没有一个明确的是或否的答案,但考虑到旋转螺杆空压机提供的四种基本压缩机控制类型,可以应用一些一般原则:
1.调制控制
2.负载/空载控制
3.变量位移
4.变速驱动(VSD)
调制控制
带调制控制的旋转螺杆压缩机不一定需要控制存储。虽然调制控制不是最有效的控制在部分压缩机负荷,其平稳控制反应的压缩机负荷的变化,最大限度地减少控制存储的需要。唯一的例外是需求很低的负荷,压缩机会在调制范围之外持续运行一段时间。需要指出的是,在现实中这是非常罕见的情况。
负载/空载(在线/离线)控制
负载/空载(也称为在线/离线)控制,在无油和一些油浸旋转螺钉制造商中占主导地位,确实需要控制存储。如果没有适当的控制存储量,控制装置的短循环将导致压缩机控制系统过早磨损和故障。这表现在空气压缩机在低于满负荷条件下的快速加载和卸载,有时被误诊为高负荷条件。大多数负载/空载控制设置为7-10 psig的压差,在压缩机排放时进行监控。当负载/空载压缩机通过管道连接至压缩空气分配系统时,空气压缩机的控制压差会通过净化设备的压降而减小。基本上,过滤器、干燥器和管道产生的任何压降都将从控制压差中减去。这很容易导致实际控制压差为2-7 psig,而不是正常的10 psig,并导致压缩机控制短周期。适当应用的控制存储将在压缩机控制装置的感应点和清洁设manbetx客户端12-5下载备之间创建一个缓冲区,以提供时间平滑压缩机控制装置的反应。最佳情况下,建议控制存储比为3-5 gal./cfm输出。
变量位移
可变排量控制与调制类似,只要电厂负荷保持在此类控制的运行范围内,则不一定需要控制存储。然而,需要理解的是,可变排量控制的控制范围比调制控制的控制范围窄。可变排量控制仅在50%或更高的负载下运行。低于50%时,压缩机运行将恢复为负载/空载或调制控制。如果压缩机在低于50%的水平下运行,应采用控制存储(3-5 gal./cfm输出)。
变速驱动(VSD)
变速驱动控制也类似于调制和可变位移,只要压缩机运行在VSD的操作范围内,可以认为控制存储没有什么好处。与可变排量控制一样,操作人员必须了解VSD的调节能力,不同制造商的调节能力可能不同,甚至不同制造商的产品线型号也不同。如果压缩机运行低于VSD压缩机的调节范围,则应应用控制存储(3-5加仑/cfm输出)。
结论
在通常不需要控制存储的压缩机控制方案中,仅将控制存储作为液体分离罐的基本原理是有问题的。为了有效地控制冷凝物的清除,必须进行充分的冷却并降低压缩空气的速度。虽然在这个位置会有一些凝结水从系统中排出,但如果唯一的功能只是清除凝结水,那么高质量的分离器和压缩机上的凝结水排放的成本将更有效,并将产生更好的投资回报率。
正如所有类型的存储,压缩空气系统的知识是需要最大限度地增加压缩空气系统的价值。如果没有应用知识,存储的好处就会大打折扣。控制存储是一种可以显著提高空压机系统可靠性和运行的工具,但需要进行适当的评估。在本文的内容中,不可能涵盖与控制存储应用程序有关的所有方面。在压缩空气系统的设计中,可能会出现其他特定的应用,可能需要使用控制存储。
有关控制存储或任何其他类型存储及相关应用的问题,请联系罗恩Nordby,电话:651.308.2740。