§ 109. Регулирование подачи компрессора

Давление воздуха в сети устанавливается в зависимости от расхода его потребителями и подачи в сеть компрессорами. Это давление постоянно, если расход воздуха потребителями, включая утечки в сети, равен подаче компрессоров. Если расход воздуха больше, чем подача компрессора, то давление в сети соответственно уменьшается до значения, при котором подача воздуха в сеть будет равна расходу, так как с уменьшением давления уменьшается его расход потребителями и увеличивается подача компрессора. Уменьшение давления в сети ниже нормального приводит к понижению эффективности работы воздухоприемников.

При временной избыточной подаче воздуха в сеть, связанной с прекращением его расходования частью потребителей, давление увеличивается, что нежелательно, так как приводит к перерасходу электроэнергии и увеличивает износ оборудования; при этом срабатывает предохранительный клапан и сжатый воздух выпускается в атмосферу.

В связи с этим возникает необходимость регулирования подачи компрессора, которое может быть прерывистым, ступенчатым и плавным. Регулировать подачу поршневых компрессоров можно одним из следующих способов.

Остановка компрессора – наиболее простой и экономичный способ регулирования. Частота включений зависит от объема воздухосборника и сети. Этот способ регулирования применяется в компрессорах с малой подачей, работающих от асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

Изменение частоты вращения. При использовании электродвигателей этот способ не применяется, так как требует сложных схем регулирования; он применим, если привод осуществляется от двигателя внутреннего сгорания.

Полное или частичное принудительное открывание всасывающих клапанов. При таком регулировании достигается длительное сообщение цилиндров I ступени с атмосферой и цилиндров II ступени с промежуточным холодильником. Это приводит к полному или частичному переводу компрессора на холостой ход. При полном открывании всасывающих клапанов сжатия воздуха в цилиндре не происходит и засасываемый воздух снова выталкивается во всасывающий трубопровод. Если всасывающие клапаны закрываются не полностью, или только на части хода поршня, то подача воздуха уменьшается. Регулирование открыванием всасывающих клапанов широко применяется в поршневых компрессорах с малой и средней подачей.

Дросселирование во всасывающем трубопроводе. В связи с тем, что при дросселировании давление всасывания р₁ уменьшается, а давление нагнетания остается неизменным, степень сжатия ε=р₁/p₂ увеличивается, объемный коэффициент и подача компрессора при этом уменьшается. Вследствие повышения степени сжатия увеличивается расход энергии на 1 кг сжатого воздуха. Поэтому применение указанного способа регулирования неэкономично.

Подключение дополнительного вредного пространства. Дополнительные объемы вредного пространства размещаются в корпусе цилиндра компрессора, но могут быть и выносного типа в виде баллонов. Подключая дополнительные вредные пространства различного объема можно ступенчато регулировать подачу воздуха – вплоть до полного его прекращения.

Увеличение объема Е вредного пространства, как следует из зависимостей (53) и (54), уменьшает объемный коэффициент компрессора и, следовательно, подачу компрессора. При этом удельный расход энергии, как было показано ранее, не увеличивается. Такой способ регулирования наиболее целесообразен и применяется в компрессорах с большой подачей.