压力流量控制：它不仅仅是稳定压力
压缩空气挑战®基础和高级培训讨论了使用中央控制器有效控制系统压缩机的好处。manbetx客户端12-5下载这些系统被称为“系统主”控件。现代系统主控制使用先进的技术，以预先编程的顺序网络空气压缩机。一个配置适当的网络，配备合适的尺寸和类型的微调压缩机，通常可以将供应空气压力保持在+/- 2psi的紧带内。由于这种能力，许多用户认为应用系统主控制抵消了应用压力流量控制来稳定工厂空气压力的好处。
气流控制确保可靠稳定的气源始终可用于生产
在最近由能源部进行的一项调查中，71％的人报告了可靠性，作为压缩空气系统中最重要的目标。*空气质量和控制成本分别为优先级的顺序分别为12％和9％。在评估变更，升级和能效改进时，植物人员非常重视可靠性。考虑以下情景。
为了符合公司的新可靠性标准，公司购买了两台新型可变排量螺杆压缩机，并将其作为优先先导压缩机安装。现有的压缩机被降级为低优先级待机状态，作为主机组的备用压缩机。安装了一个系统主控制来连接压缩机。系统主控制感知公共接收器的压力，通过利用新的旋转螺杆压缩机上的锥阀控制，保持它+/- 2 psi。一切都是稳定的，供应设备的主集箱的平衡点压力保持在一个最低可接受水平，以维持所有运行条件下的生产。然后，先导优先压缩机发生了意外故障，导致供应压力迅速衰减。系统主控制感知到下降，并要求按顺序编程的下一个压缩机启动和加载。当备用压缩机上线，通过它的许可，并开始贡献空气，供应压力继续迅速下降。由于该事件发生在压力在带底部时，关键工序开始接近自动关闭，因为压力较低。如果压力低于可接受的最小压力，损失的生产成本将非常高。
幸运的是，上述例子中的实际系统配备了压力流量控制，作为额外的保障，以确保可靠性。压力-流量控制从储气罐中释放补充空气，以维持整个事件期间的生产。生产人员没有发现压力下降，甚至没有意识到发生了事故。压力流量控制通过防止由于意外的压缩机故障而导致的工作中断而获得了回报。
压力-流量控制:科学很简单。
“压力-流量控制”这个术语是压缩空气挑战赛选择的通用名称，用来描述一个系统包括:
- 一个大的空气储存接收器。
- 精密电机驱动控制阀。
- 压力传感器或气动伺服试验装置。
- 控制面板。
这种安排利用已储存的空气的受控释放来稳定从压缩机室进入主管道总管的空气压力。控制阀出口的压力被感知，空气流量被不断调整以修正与设定值的偏差。它的工作原理是，当压缩空气膨胀时，压力降低，反之，当空气压缩时，压力增加。因此，如果从平衡点流出的空气比从平衡点流出的空气多，压力就会下降，控制阀就会调节打开，从存储区释放更多的空气，将其带回设定点。如果进入平衡点的空气比离开的空气多，则会发生相反的作用，因为阀门调节关闭以将空气保留在存储中。图1是典型布置的示意图。
图1:控制阀从储存库释放空气，以纠正压力偏差。
了解概念可用的存储
体积本身并不等同于可用的空气储存。在压缩过程中，也必须有相应的压力变化，以增加或释放储存空气中的能量含量。考虑如图2所示的条件。
图2:如果进出口压力相等，则不会产生存储。
压力“在”与压力“出”相同。可以通过接收器流动。一个安静的区域已经创建但没有可用的存储。如果出口上的压力发生变化，则入口上的压力也将改变和瞬间均衡。虽然接收器增加了系统的潜在能量，但是从存储器中释放的能量是整个植物空气系统上的压力梯度的结果，并且不能用于控制和稳定离开的空气的压力压缩机室。如果没有进一步的步骤，则只有体积的添加将减少压力变化，平滑更换速率，并缓冲压缩机的控制响应。然而，它不会稳定并允许减少输送的空气压力。如果目标是降低植物空气压力超过压缩机的放电压力的能力，则需要压力流量控制。
应用压力-流量控制的好处是，工厂的空气压力可以保持在可靠维持生产所需的最低最优水平。图1所示的示例显示，输送的空气压力从平均105psig +/- 5psi降至稳定的90psig +/-1psi。使用压力-流量控制降低压力，而不是简单地调整压缩机压力设置，确保空气处理设备的性能不会恶化。直接的回报是减少了空气泄漏和不受监管的使用点所消耗的空气。这相当于每psi减少约1%的流量。
压力-流量控制还可以防止工厂的空气压力在泄漏修复和空气浪费减少时上升。如果不采取任何措施来控制压力，它可能会上升，并导致更多的空气从系统中的其他泄漏点排出，如凝结水排放、露天吹气装置、未修复的泄漏点和未调节的使用点。通过减少泄漏需求和优化空气使用，还可以节省运营成本。通过过滤器和烘干机的气流会更少。管道分配系统的压降将降低。维护费用将会下降。压力-流量控制是一个很好的工具，用于控制所有类型的空气泄漏。
在维持生产所需的最小压力下作业。
进入接收器的空气供应压力由压缩机设置确定。接收器中的空气压力在任何时间点都通过空气流入供应生产的主要集管来确定。随着输送的空气压力保持稳定的水平，可获得降低压缩机放电压力的机会。节省量为每2psi的压缩机放电压力降低减少约1％的功率降低。这是已经提到的流量减少。
图3显示了传统叶栅布置中的典型压力带。
图3描述了用于多个压缩机设置的传统级联式压力设置。注意，由于在高于最佳系统压力的压力下运行，额外的输入功率在+1.25到6.25%之间。此外，空气需求越低，效率越低，因为这会导致更高的平均压力。
紧固和降低压力带将基于满足需求来降低功率要求，但是存在短暂循环压缩机的风险，或者迫使它们卸载而不是关闭。卸载的操作压缩机将使用25-40％的完全负载能量，而不会为系统提供任何空气。卸载的卸载比略微低于加压，压力控制允许压缩机在更宽的压力频带内操作，这些压力频带在很大的压力频带内操作，这些压力频带减轻了短循环，并允许卸载的压缩机超时并关闭。压缩机不再需要对峰值短的持续时间需求进行反应，因为这些事件现在满足于储存的空气。在大多数系统中，覆盖操作压缩机意外失败所需的存储将足以覆盖喘振载荷。应该使用以下等式检查它。
Vs = Vf x∆P/Pa
其中Vs =存储的事件体积(立方英尺)
∆P =事件允许的压力变化(psi)
PA =大气压（PSIA）
Vf =固定体积(立方英尺)
转换计算的固定体积和选择下一个最大的标准股票大小接收器。
7.48加仑/ cf x vf =加仑
当压力流量控制的应用提高了在叶栅压力剖面中运行的压缩机的部分负载效率时，系统主控制的应用可以实现更大的节省，如图4所示，并使用单个压力带运行的压缩机网络。
图4:系统主控制网络压缩器在预编程序列。
注意，无论需求负载如何，额外所需的输入功率只比最佳功率高0.5%。
系统主控控制在许多不同的安排中可以在价格上适合大多数预算。使用定时器旋转的基本排序器设计用于较小的系统，并且可以在低至15小时的压缩机经济上经济合理。更复杂的设计采用实时排序方案，允许表技术调度和能量算法利用最新的节能VSD和可变位移压缩机控制装置。更复杂的系统主控控制可以处理多个压缩机房，使用测序方案中工厂的压力平均和压力分区。在大多数系统中，压力控制将通过将压缩机响应与动态需求隔离来提高系统主控制的性能，允许它们以最有效的方式序列，而是反应和追逐系统。图5是对压力流量控制如何提高植物空气系统的可靠性的开放式示例中描述的系统的最终布局的表示。
图5：最终配置
在确定特定系统的最佳配置时，必须考虑许多因素。每个系统的目标都是在最小的压力下运行，以可靠地支持生产。以尽可能低的压力输送空气，以最大限度地减少泄漏和不规范使用造成的浪费。然后将压缩机的压力带设置得尽可能低，与压缩机的可靠运行一致。对于这个例子，变量压缩机的尺寸是相同的，锥阀控制建议6psi的压力带足以确保系统的可靠性。压力-流量控制补充由压缩机提供的空气，而系统主控制在必要时利用内饰压缩机和备用压缩机的储备能量。空气储存在90 psig出口压力/7-13 psid足以覆盖运行压缩机的意外故障。通过降低工厂空气压力和将压缩机与系统主控制联网，可节省约20%的成本。此外，还避免了因灾难性事件造成的生产中断。在压力-流量控制方面的投资产生了良好的回报。 A different mix of compressor types and sizes would have different requirements to consider and the configuration could be quite different. Every system must be reviewed and the alternatives must be explored to determine the best way to deal with the site specific conditions. Pressure-Flow Control should be included in the evaluation process as a means to:
- 确保生产过程中始终有可靠稳定的气源。
- 减少由于泄漏和不规范的空气使用造成的浪费和低效
- 节约能源。
- 让消费储蓄转化为实际的美元成本储蓄。
- 加强网络化压缩机的自动化排序。
总而言之:
压力-流量控制将系统的供应端与需求端连接起来，并成为在所有运行条件下始终保持能量平衡在最佳水平的设备。它通过控制释放储存在上游接收器中的空气来做到这一点。产生空气的压缩机感知接收端的压力，主动补充供气，以保持存储能量的水平，保证系统的完整性。系统所需要的总能量是不断变化的，因此必须有一种能够随变化而快速调整的方法来支持。压力-流量控制可以做到这一点，并结合压缩机的应用能量，允许工厂空气系统在最佳能量平衡下可靠地运行。大多数压缩空气系统将受益于压力-流量控制的应用。为了提高系统的能源效率和可靠性，有必要对系统进行升级，增加压力-流量控制功能。
要阅读更多系统评估文章，请访问www.ghtac.com/system-assessments/pressure。
