Dołącz do czytelników
Brak wyników

Redukcja biegu jałowego sprężarek

Artykuł | 14 grudnia 2020 | NR 5
0 69

W artykule dot. strat w produkcji sprężonego powietrza, zamieszczonym w nr 1/2016 SUR, zasygnalizowany został m.in. problem strat biegu jałowego. Straty te stanowić mogą nawet powyżej 10% całości energii pobieranej przez sprężarki. Poprzez właściwe sterowanie pracą sprężarek i zaprojektowanie zbiorników buforowych obniżyć można ten rodzaj strat do ok. 5%. W przypadku sieci sprężonego powietrza, która dostarczyła danych dla artykułu, straty energii na bieg jałowy zredukowane zostały z pierwotnie 9% do 4% po optymalizacji systemu (okres zwrotu z inwestycji poniżej 2 lat). Celem artykułu jest zwrócenie uwagi na możliwości i opisanie sposobu redukcji biegu jałowego sprężarek.

 

Optymalizacja biegu jałowego

W cyklu pracy każdej sprężarki wyróżnić można trzy zasadnicze tryby:

1. Rozruch (zwykle z przełącznikiem gwiazda – trójkąt);

2. Tłoczenie;

3. Bieg jałowy (praca bez tłoczenia).

Jedynie tryb tłoczenia jest użyteczny, ale bez dwóch pozostałych tłoczenie nie byłoby możliwe. Są one złem koniecznym. Na rozruch użytkownik nie ma wpływu, może co najwyżej rzadziej go przeprowadzać (powodując w zamian znaczne wahania ciśnienia w sieci). Może natomiast podjąć zadanie redukcji czasu trwania biegu jałowego.

Najprostszą metodę sterowania sprężarką stanowi tryb start/stop realizowany poprzez załączanie albo wyłączanie silnika w zależności od poziomu ciśnienia powietrza na wyjściu. Dla poprawnej pracy w tym przypadku konieczne jest wprowadzenie dwóch poziomów ciśnienia: dolnego pmin, przy którym następuje załączenie, oraz górnego pmax, przy którym silnik jest wyłączany. Różnica obydwu ciśnień Δp musi być przy tym odpowiednio duża, aby nie następowało zbyt częste załączanie sprężarki (liczba maksymalna załączeń w ciągu godziny jest parametrem podawanym przez producenta sprężarki). Ten rodzaj sterowania powoduje nie tylko oscylacje ciśnienia w sieci, ale także konieczność jego zawyżenia, tak by nie spadało poniżej poziomu wymagalnego przez odbiorców powietrza. Sytuacja się komplikuje, gdy sterować należy kilkoma sprężarkami pracującymi równolegle, sterowanymi kaskadowo. Aby się one nie zakłócały i nie załączały równocześnie, konieczne jest przesunięcie zakresów ich ciśnień przełączających. W efekcie przy większej liczbie sprężarek histereza ciśnienia Δp osiąga wartości powyżej 0,1 MPa. A to kosztuje Każde dodatkowe 0,1 MPa skutkuje 6–8% energii utraconej, bo potem i tak rozprężamy powietrze do wymaganego poziomu ciśnienia. Do zarządzania pracą sprężarek stosowane są sterowniki wewnętrzne zainstalowane na ich „pokładzie”, pozwalające zawęzić pasmo regulacyjne ciśnienia sprężarki, ale w zamian kontrolujące cykl jej pracy tak, by bezpośrednio po wyłączeniu tłoczenia powietrza nie nastąpił zbyt szybki ponowny rozruch. Za duża liczba cykli w jednostce czasu w najprostszym przypadku doprowadziłaby do przegrzania i wyłączenia silnika sprężarki. W dłuższym okresie radykalnie skróciłaby okres jej użytkowania. Zatem konieczne jest zapewnienie szybkiego wychłodzenia sprężarki, co realizowanie jest poprzez wejście w bieg jałowy. Wprawdzie silnik pobiera wtedy ok. 25–30% energii znamionowej, ale pracuje chłodzenie silnika i sprężarki. W efekcie sprężarka po krótkim czasie nadaje się do ponownego załączenia. W przypadku sterowników firmy KAESER jest to tzw. tryb „dual”. Przy takim sterowaniu powstaje możliwość częstszego tłoczenia w krótszych odcinkach czasu, więc można obniżyć ciś...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy