15.2.Узгодження постачання і споживання.
Існують два основні режими роботи компресорів: з постійною витратою і з постійним тиском. Характерним прикладом першого режиму є робота осьового компресора, що подає повітря в доменну піч. В цьому випадку необхідно регулювати масову витрату повітря, оскільки воно визначає продуктивність печі. Проте опір потоку повітря в печі змінюється в часі, викликаючи коливання напору при даній витраті. Найкраща характеристика регулювання осьового компресора по витраті мало чутлива до зміни натиску, але проте необхідне регулювання частоти обертання і (або) положення лопаток статора, особливо при змінній продуктивності печі.
При паралельній подачі повітря або газу декільком споживачам зазвичай використовуються відцентрові компресори. Для надійного постачання кожного споживача необхідно підтримувати постійний тиск в нагнітальному колекторі. Статичний напір буде, ймовірно, залишатися постійним, а нахил характеристики навантаження змінюватиметься залежно від витрати стиснутого газу. Для підтримки постійного тиску нагнітання необхідно регулювати частоту обертання компресора, кут лопаток або положення регулюючого органу всмоктуючого клапана.
Велика частина цих систем забезпечує постійний тиск нагнітання незалежно від фактичної потреби в ньому. Кожен споживач знижує витрату стиснутого газу просто шляхом дроселювання
Мал. 4.11.Тиск нагнітання поволі регулюється для підтримки найбільш відкритого вентиля в положенні, близькому до повного відкриття. PC- регулятор тиску; VPC— регулятор положення клапана.
потоку від джерела постійного тиску. Якщо число споживачів невелике, тиск нагнітання компресора можна звести до мінімуму за допомогою регулятора
1. Дроселювання — процес зниження тиску рідини під час її руху.
На практиці такі системи використовуються на водонасосних станціях для підтримки необхідного статичного напору р, у споживача шляхом узгодження тиску нагнітання і втрат в лінії при зміні навантаження. Таким чином їх можна застосовувати для компресорів, обслуговуючих декілька виділених споживачів.
16. Захист технологічної установки і приводу компресора.
Підтримка необхідної витрати і тиску є одним з аспектів регулювання компресора. При нормальній роботі цілком досить регулювати ці два параметри. Проте на практиці можливі відхилення від нормальних умов, у зв'язку з чим необхідно передбачати захист технологічного устаткування, компресора і його приводу. Захист компресора є складною проблемою і. Тут розглядаються простіші системи захисту технологічного процесу від перевищення тиску і приводу від перевантажень.
Впливаючи на компресор, можна регулювати тільки один з трьох взаємозалежних параметрів: витрата, тиск всмоктування або тиск нагнітання. Якщо необхідно регулювати ще який-небудь параметр, то слід знайти іншу керовану змінну, наприклад витрата ще одного потоку, що підводиться або відводиться від системи. Проте в більшості випадків регулювання інших параметрів потрібне лише в крайніх випадках, наприклад, щоб уникнути неприпустимого підвищення тиску. Розглянемо відцентровий компресор, тиск нагнітання якого зазвичай регулюється шляхом дроселювання у всмоктуючому клапані. При малих навантаженнях клапан, що дроселює, може виявитися прикритим настільки, що тиск всмоктування стане нижчий атмосферного, внаслідок чого мастило сальника втягується в компрессор. Якщо це неприпустимо, то регулятор тиску всмоктування повинен блокувати регулятор тиску нагнітання, як тільки тиск всмоктування падає нижче вказаного значення. Після того, як відбудеться блокування, регулятор тиску нагнітання відключається і тиск, підвищуючись, може перевищити задане значення.
У іншому крайньому випадку можливе надмірне відкриття всмоктуючогоклапана, що викликає перевантаження електродвигуна . В цьому випадку вимикач взагалі зупинить компресор, внаслідок чого буде потрібно втручання оператора при запуску. Щоб уникнути цього можливе блокування всмоктуючого клапана регулятором навантаження електродвигуна при навантаженні двигуна декілька меншим значенням, при якому спрацьовує вимикач. В цьому випадку також виникне відхилення тиску, воно приведе до повної зупинки компресора.
На мал. 4.13 показано два регулятори блокування, зв'язані з регулятором тиску нагнітання. Селектор верхнього рівня запобігає повному закриванню всмоктуючого клапана.положення клапана, що діє по сигналу найбільш відкритого вентиля, як показано на рис 4.11. Кожен вентиль регулюється незалежно самим споживачем, а регулятор положення клапана стежить за тим, щоб тиск в колекторі був достатнім для забезпечення найбільшої з витрат газу до споживачів. Регулятор положення клапана повинен спрацьовувати повільніше, ніж регулятори всіх споживачів, - інакше він порушить нормальну роботу споживачів, змінюючи тиск дуже швидко. Якщо споживачі контролюють витрату газу, то можливе коректування показів витратомірів з урахуванням зміни тиску в нагнітальному колекторі.
Якщо число споживачів велике або якщо вони віддалені від компресора, то можна встановити залежність оптимального тиску нагнітання від витрати. Якби система, показана на мал. 4.11, забезпечувала тільки одного споживача, регулятор положення клапана повинен був перетворювати змінний опір навантаження в постійний. При постійному тиску газу, що подається, регулювання постачання споживача може бути забезпечене тільки шляхом зміни опору регулюючого клапана. Але повертаючи регулюючий клапан в попереднє положення після змін витрати, регулятор положення клапана змінюватиме опір навантаження. При постійному опорі тиск змінюється услід за витратою відповідно до єдиної характеристики навантаження.
Мал. 4.12. Ця система економить енергію, знижуючи тиск нагнітання при зменшенні витрати і зберігаючи постійний кінцевий тиск. Р- давач тиску; PC- регулятор тиску; DP- давач перепаду тиску; НІС - пульт напівавтоматичного управління
Потім може бути створена регулююча система постійного опору, схематично зображена на мал. 4.12, в якій задане значення тиску змінюється пропорційно вимірюваній величині витрати. Необхідне співвідношення між витратою і тиском визначається рівнянням (4.21). Проте, якщо для вимірювання витрати використовується діафрагма, перепад тиску повинен бути пов'язаний з витратою співвідношенням
де km- коефіцієнт витратоміра; h2- перепад тиску за показами витратоміра. Якщо (4.24) прирівняти (4.21), то перепад тиску по витратоміру можна пов'язати з падінням тиску в трубопроводі або технологічній установці:
1. Енергія - загальна кількісна міра руху і взаємодії всіх видів матерії.
2. Витрата-кількість переміщуваної чи подаваної рідини, газу або сипкої речовини (масова, об 'ємна чи вагова) за одиницю часу через поперечний переріз.
3. Тиск -фізична величина, що чисельно дорівнює силі, що діє на одиницю площі поверхні тіла та діє за напрямом зовнішньої нормалі до цієї поверхні.
4. Помпаж-явище нестійкої роботи насоса, за якої подача різко змінюється від найбільшої значнішдо нуля, напір коли-ваєтьсяу великих межах, спостерігаються гідравлічні удари, шум і трясіння всього насосного устаткування і трубопроводів
Man. 4.13. Регулятор потужності може закрити клапан, щоб запобігти перевантаженнюелектродвигуна, а регулятор тиску всмоктування може відкрити клапан, щоб уникнути втратмастила сальника.Р - датчик тиску; PC - регулятор тиску; Kw - датчик потужності; Kwc-регулятор потужності.