А Б В Г Д Е Є Ж З І Ї Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Я
Спосіб - зміна - продуктивність
Спосіб зміни продуктивності шляхом варіювання частотою обертання вала компресора має низку переваг: 1) зі зниженням частоти обертання зменшуються втрати тиску при русі газу вклапанах, межступенчатих комунікаціях компресора і індикаторна робота в ступенях, внаслідок чого кілька збільшується ККД компресора; 2) витрати потужності на подолання тертя в механізмі руху приблизно пропорційні частоті обертання; 3) немає ускладненьконструкції компресора, так як всі пристрої для зміни частоти обертання вала знаходяться в двигуні. Однак при зниженні частоти обертання ККД двигуна падає швидше, ніж він росте у компресора.
Спосіб зміни продуктивності шляхом зупинкидвигуна за витратами питомої роботи недостатньо економічний внаслідок необхідності розвантаження компресора при пуску. Випуск стиснутого газу в лінію всмоктування першого ступеня з циліндрів і межступенчатих комунікацій значно збільшує питому роботу при цьомуметоді регулювання, особливо із зростанням включень в одиницю часу. Крім того, компресори з таким способом зміни продуктивності швидше зношуються.
Спосіб зміни продуктивності компресора віджимом клапанів на частині ходу стиснення, званийіноді динамічним віджимом пластин клапана, полягає в наступному. Втрата тиску в штучно відкритому всмоктуючому клапані, коли через нього повертається газ з циліндра компресора, залежить від швидкості руху поршня, а також від зміни обсягу газу і умовзакінчення його через прохідний перетин в щілини і сідлі клапана. Величина втрати тиску в залежності від ходу поршня змінюється від нуля на початку ходу стиснення до максимального значення.
Спосіб зміни продуктивності вентилятора за допомогою клапана напрямногоапарату, пристрої дли зміни числа оборотів вентилятора залежить від необхідного діапазону регулювання і продуктивності вентилятора; при цьому слід віддавати перевагу напрямних апарату для вентиляторів одностороннього всмоктування і індукторнихмуфтам ковзання для вентиляторів двостороннього всмоктуванні.
Спосіб зміни продуктивності вентилятора за допомогою клапана направляючого апарату, пристрою для зміни числа обертів вентилятора залежить від необхідного діапазону регулювання іпродуктивності вентилятора; при цьому слід віддавати перевагу напрямних апарату для вентиляторів одностороннього всмоктування і індукторних муфтам ковзання для вентиляторів двостороннього всмоктування.
Цей спосіб зміни продуктивностідозволяє здійснити Двохпозиційне регулювання.
Схема повороту характеристики компресора регулятором. Такий спосіб зміни продуктивності компресора називається впливом на комунікацію або дроселюванням на всмоктуванні. Системарегулювання називається системою прямого регулювання, оскільки переміщення регулюючого органу відбувається за рахунок енергії, накопиченої в чутливому елементі. Якщо переміщення регулюючого органу здійснюється за рахунок додаткового підведення енергії відіншого джерела (електрична, гідравлічна, пневматична), то така система називається системою непрямого регулювання.
Тому цей спосіб зміни продуктивності, як правило, повинен застосовуватися тільки для розвантаження компресора і в якостізахисної операції, коли з якоїсь причини створюється небезпека різкого підйому або зниження контрольованого тиску і треба, не зупиняючи компресор, швидко знизити його продуктивність.
Pегуліровочная характеристика направляючого апарату. Можливітри способи зміни продуктивності вентиляторів: 1) клапаном на магістральному повітроводі; 2) напрямним апаратом у всмоктуючому отворі вентилятора; 3) частотою обертання вентилятора.
Принцип дії цього способу зміни продуктивностізваного іноді динамічним, полягає в наступному.
Pассмотрім коротко порівняльні характеристики економічності деяких з описаних вище способів зміни продуктивності.
Pассмотрім деякі приклади здійснених систем безперервногоавтоматичного регулювання, різних як по конструкції застосованих регуляторів, так і за способами зміни продуктивності компресора.
Безнапірні дозатори рідини з незамкненою системою автоматичного регулювання.
Можливо також змінанапору за рахунок глибини занурення поплавця шляхом його завантаження. Ще один спосіб зміни продуктивності полягає у зміні перетину прохідного отвору відкриттям діафрагм приймальної камери або отворів в диску. Конструктивно дозатори з рухомою приймальною камероюможуть бути оформлені різним чином. Замість гофрованого шланга може застосовуватися металевий трубопровід із шарнірними з'єднаннями. Відомі також дозатори з діафрагмою в дні поплавця і парканом дозируемой рідини з його порожнини.
В останні роки сталишироко застосовувати економічніші ВКВ з кількісним регулюванням продуктивності. Можливі три способи зміни продуктивності вентиляторів: 1) клапаном на магістральному повітроводі; 2) напрямним апаратом у всмоктуючому отворі вентилятора; 3) числомоборотів вентилятора за допомогою гідромуфти або електромуфт ковзання.
Однак багато типів машин, особливо великі компресори, працюють в умовах, коли цей коефіцієнт близький до одиниці. У цих випадках спосіб зміни продуктивності пуском ізупинкою двигуна не може бути застосований.
При цьому по економічності цей спосіб зміни продуктивності можна порівняти зі східчастим підключенням додаткових мертвих просторів і іншими способами, в яких втрати при зміні продуктивностіскладаються з витрат енергії на холостий хід компресора і в перепускному пристрої.
Зміна продуктивності цим способом для компресорів з кривошипно-шатунним механізмом вельми важко здійсненне. Застосування поршневого гідроприводу дозволяєреалізувати цей спосіб зміни продуктивності шляхом зміни величини заповнення циліндрів привода за допомогою відповідного настроювання розподільного золотникового пристрою поршневого гідроприводу і зміни продуктивності гідронасоса.
Всебічні техніко-економічні розрахунки є важливим етапом при обгрунтованому виборі методу регулювання температурного режиму приміщення. Ці розрахунки зводяться до визначення ефективності кількісного регулювання в порівнянні з якісним, довибору способу зміни продуктивності припливних і витяжних вентиляторів, до обгрунтування застосування авторегулятора статичного тиску в витяжною мережі й вибору способу регулювання групи кондиціонерів.
Спосіб зміни продуктивності шляхомзупинки двигуна за витратами питомої роботи недостатньо економічний внаслідок необхідності розвантаження компресора при пуску. Випуск стиснутого газу в лінію всмоктування першого ступеня з циліндрів і межступенчатих комунікацій значно збільшує питомуроботу при цьому методі регулювання, особливо із зростанням включень в одиницю часу. Крім того, компресори з таким способом зміни продуктивності швидше зношуються.
Класифікація дозаторів прямої дії. На рис. 30 а і б зображені схеми безнапірнихдозаторів по незамкнутій схемі регулювання з підтриманням напору при постійному перерізі прохідного отвору. Зміна виробник-ніс ги виконується за рахунок довжини зв'язку між поплавцем і приймальною камерою або диском. Можливо також зміна напору за рахунокглибини занурення поплавця шляхом його завантаження. Ще один спосіб зміни продуктивності полягає у зміні перетину прохідного отвору за допомогою відкриття діафрагм приймальної камери або отворів в диску. Конструктивно дозатори з рухомою приймальною камероюможуть бути оформлені самим різним чином. Замість гофрованого шланга може застосовуватися металевий трубопровід із шарнірними з'єднаннями. Відомі також дозатори з діафрагмою в дні поплавця і парканом дозируемой рідини з його порожнини.
На рис. VI.5 внаведено варіант виконавчого пристрою для підключення ДМП переміщенням одного з всмоктуючих клапанів, зокрема, прямоточного. Порожнину циліндра виявляється з'єднаної з порожниною додаткового мертвого простору А. При подачі командного тиску впорожнину В і з'єднанні порожнині Г з атмосферою пневмопривід встановлює всмоктуючий клапан в гніздо, і компресор працює в режимі номінальної продуктивності. Якщо встановити направляючу обойму 14 з бічними отворами, показаними на рис. VI.5 в пунктиром, то приобмеженому переміщенні всмоктуючого клапана 16 порожнину циліндра компресора виявиться з'єднаної з порожниною всмоктування Б і буде реалізований спосіб зміни продуктивності з'єднанням порожнини циліндра зі всмоктуванням на частини ходів стискання. Для гасіння пульсаціїпристрій забезпечений демпфером 12 заповнюваних маслом.
Дросельний перепуск газу після першого ступеня в лінію всмоктування компресора зменшує витрати питомої роботи в порівнянні з байпасірованіем, простий у виготовленні і експлуатації, але через підвищення відносинтисків в останньому щаблі компресора і можливості виникнення небезпечних температур газу обмежений по допустимим значенням а. Збільшення питомої роботи стиснення і переміщення газу в порівнянні з номінальною залежить від числа ступенів в компресорі і режиму йогороботи. Чим більше ступенів, тим менше зростає питома робота по відношенню до номінальної. Дросельний перепуск слід рекомендувати як один з видів розвантаження компресора при пуску. Як спосіб зміни продуктивності він поступається багатьом іншим по витратіпитомої роботи на стиснення газу і тому невигідний.
Так, якщо компресори 1Г - 266/320 мають виконавчі пристрої типу ІПКД-М, що дозволяють знизити продуктивність на - 30% від номінальної (при установці виконавчого пристрою на одній порожнині перше,четверте та шосте ступенів), то можна здійснити доцільну систему регулювання при загальному числі працюючих компресорів не менше п'яти, при чотирьох керованих регулятором, оскільки, якщо компресорів, наприклад, всього чотири, то коли вони вичерпають своїможливості зниження продуктивності, відключення одного з регульованих компресорів призведе до недостатнього запасу зміни продуктивності, що може зажадати частого включення і відключення одного з компресорів. Для електродвигуна потужністю в 4000кет це неприпустимо. Ще гірші справи у тих випадках, коли загальна кількість компресорів менше чотирьох. Очевидно, що в цих умовах треба переходити на інші способи, що дозволяють змінити продуктивність кожного компресора на більшу величину. В іншому випадку,там, де досягається за допомогою економічних способів глибина зміни продуктивності недостатня, доводиться щоб уникнути частих пусків компресорів доповнювати систему регулювання неекономічними способами зміни продуктивності і, зокрема,байпасірованіем.
Вентиляція гірничих виробок здійснюється за допомогою осьових (при напорі до 250 мм водяного стовпа) або відцентрових вентиляторів. На вентиляторної установки встановлюються два вентилятора, однак працює лише один вентилятор, номінальнапродуктивність якого повинна бути достатньою в найбільш важких умовах. Для вентиляторів застосовується нерегульований електропривод змінного струму. Поточна продуктивність працюючого вентилятора, як правило, не регулюється. Періодична зміна продуктивності досягається зміною електродвигуна, зміною передавального відношення редуктора, зміною положення лопаток осьового вентилятора, зміною положення лопаток направляючого апарату відцентрового вентилятора. Наслідком застосування настільки недосконалих способів зміни продуктивності є підвищена витрата електричної енергії на вентиляцію або недостатня вентиляція принаймні частини гірничих виробок, оскільки застосовувані в даний час системи вентиляції не передбачають автоматичного розподілу повітря між гірничими виробками у відповідності з потребою їх в провітрюванні. Автоматизація вентиляційних установок обмежується автоматичним пуском резервного вентилятора замість зупиненого робітника.
Можливість використання сучасних кремнієвих випрямлячів робить перспективним застосування ряду схем зміни частоти обертання вала приводного електродвигуна для поршневих компресорів. До них відносяться, зокрема, системи з електродвигуном постійного струму, який харчується випрямленою струмом, що подається від керованих кремнієвих вентилів-тиристорів, або асинхронного електродвигуна в схемі асинхронного вентильного каскаду з тиристорами в якості інверторів. У першому випадку харчування електродвигуна постійного струму здійснюється від статичного перетворювача, в якому за допомогою схеми управління, визначальною момент відмикання тиристорів, досягається необхідне зміна напруги на якорі електродвигуна. У другому випадку за допомогою схеми, що управляє тиристорами, працюючими в якості інверторів, змінюється величина противо - ЕРС, що підводиться до фазового ротору електродвигуна, чим досягається зміна швидкості електродвигуна приводу компресора. Pасчети показують, що в певних випадках в описаних системах економічність в режимах зниженою продуктивності виявляється дещо вище, ніж при інших способах і, зокрема, при підключенні ДМП. Однак можливість використання тиристорів обмежена тим, що в даний час вітчизняна промисловість виготовляє їх на обмежені струми і напруги. Очевидно, у міру вдосконалення характеристик тиристорів, область застосування цього способу зміни продуктивності буде розширюватися.
Спосіб зміни продуктивності шляхом зупинкидвигуна за витратами питомої роботи недостатньо економічний внаслідок необхідності розвантаження компресора при пуску. Випуск стиснутого газу в лінію всмоктування першого ступеня з циліндрів і межступенчатих комунікацій значно збільшує питому роботу при цьомуметоді регулювання, особливо із зростанням включень в одиницю часу. Крім того, компресори з таким способом зміни продуктивності швидше зношуються.
Спосіб зміни продуктивності компресора віджимом клапанів на частині ходу стиснення, званийіноді динамічним віджимом пластин клапана, полягає в наступному. Втрата тиску в штучно відкритому всмоктуючому клапані, коли через нього повертається газ з циліндра компресора, залежить від швидкості руху поршня, а також від зміни обсягу газу і умовзакінчення його через прохідний перетин в щілини і сідлі клапана. Величина втрати тиску в залежності від ходу поршня змінюється від нуля на початку ходу стиснення до максимального значення.
Спосіб зміни продуктивності вентилятора за допомогою клапана напрямногоапарату, пристрої дли зміни числа оборотів вентилятора залежить від необхідного діапазону регулювання і продуктивності вентилятора; при цьому слід віддавати перевагу напрямних апарату для вентиляторів одностороннього всмоктування і індукторнихмуфтам ковзання для вентиляторів двостороннього всмоктуванні.
Спосіб зміни продуктивності вентилятора за допомогою клапана направляючого апарату, пристрою для зміни числа обертів вентилятора залежить від необхідного діапазону регулювання іпродуктивності вентилятора; при цьому слід віддавати перевагу напрямних апарату для вентиляторів одностороннього всмоктування і індукторних муфтам ковзання для вентиляторів двостороннього всмоктування.
Цей спосіб зміни продуктивностідозволяє здійснити Двохпозиційне регулювання.
Схема повороту характеристики компресора регулятором. Такий спосіб зміни продуктивності компресора називається впливом на комунікацію або дроселюванням на всмоктуванні. Системарегулювання називається системою прямого регулювання, оскільки переміщення регулюючого органу відбувається за рахунок енергії, накопиченої в чутливому елементі. Якщо переміщення регулюючого органу здійснюється за рахунок додаткового підведення енергії відіншого джерела (електрична, гідравлічна, пневматична), то така система називається системою непрямого регулювання.
Тому цей спосіб зміни продуктивності, як правило, повинен застосовуватися тільки для розвантаження компресора і в якостізахисної операції, коли з якоїсь причини створюється небезпека різкого підйому або зниження контрольованого тиску і треба, не зупиняючи компресор, швидко знизити його продуктивність.
Pегуліровочная характеристика направляючого апарату. Можливітри способи зміни продуктивності вентиляторів: 1) клапаном на магістральному повітроводі; 2) напрямним апаратом у всмоктуючому отворі вентилятора; 3) частотою обертання вентилятора.
Принцип дії цього способу зміни продуктивностізваного іноді динамічним, полягає в наступному.
Pассмотрім коротко порівняльні характеристики економічності деяких з описаних вище способів зміни продуктивності.
Pассмотрім деякі приклади здійснених систем безперервногоавтоматичного регулювання, різних як по конструкції застосованих регуляторів, так і за способами зміни продуктивності компресора.
Безнапірні дозатори рідини з незамкненою системою автоматичного регулювання.
Можливо також змінанапору за рахунок глибини занурення поплавця шляхом його завантаження. Ще один спосіб зміни продуктивності полягає у зміні перетину прохідного отвору відкриттям діафрагм приймальної камери або отворів в диску. Конструктивно дозатори з рухомою приймальною камероюможуть бути оформлені різним чином. Замість гофрованого шланга може застосовуватися металевий трубопровід із шарнірними з'єднаннями. Відомі також дозатори з діафрагмою в дні поплавця і парканом дозируемой рідини з його порожнини.
В останні роки сталишироко застосовувати економічніші ВКВ з кількісним регулюванням продуктивності. Можливі три способи зміни продуктивності вентиляторів: 1) клапаном на магістральному повітроводі; 2) напрямним апаратом у всмоктуючому отворі вентилятора; 3) числомоборотів вентилятора за допомогою гідромуфти або електромуфт ковзання.
Однак багато типів машин, особливо великі компресори, працюють в умовах, коли цей коефіцієнт близький до одиниці. У цих випадках спосіб зміни продуктивності пуском ізупинкою двигуна не може бути застосований.
При цьому по економічності цей спосіб зміни продуктивності можна порівняти зі східчастим підключенням додаткових мертвих просторів і іншими способами, в яких втрати при зміні продуктивностіскладаються з витрат енергії на холостий хід компресора і в перепускному пристрої.
Зміна продуктивності цим способом для компресорів з кривошипно-шатунним механізмом вельми важко здійсненне. Застосування поршневого гідроприводу дозволяєреалізувати цей спосіб зміни продуктивності шляхом зміни величини заповнення циліндрів привода за допомогою відповідного настроювання розподільного золотникового пристрою поршневого гідроприводу і зміни продуктивності гідронасоса.
Всебічні техніко-економічні розрахунки є важливим етапом при обгрунтованому виборі методу регулювання температурного режиму приміщення. Ці розрахунки зводяться до визначення ефективності кількісного регулювання в порівнянні з якісним, довибору способу зміни продуктивності припливних і витяжних вентиляторів, до обгрунтування застосування авторегулятора статичного тиску в витяжною мережі й вибору способу регулювання групи кондиціонерів.
Спосіб зміни продуктивності шляхомзупинки двигуна за витратами питомої роботи недостатньо економічний внаслідок необхідності розвантаження компресора при пуску. Випуск стиснутого газу в лінію всмоктування першого ступеня з циліндрів і межступенчатих комунікацій значно збільшує питомуроботу при цьому методі регулювання, особливо із зростанням включень в одиницю часу. Крім того, компресори з таким способом зміни продуктивності швидше зношуються.
Класифікація дозаторів прямої дії. На рис. 30 а і б зображені схеми безнапірнихдозаторів по незамкнутій схемі регулювання з підтриманням напору при постійному перерізі прохідного отвору. Зміна виробник-ніс ги виконується за рахунок довжини зв'язку між поплавцем і приймальною камерою або диском. Можливо також зміна напору за рахунокглибини занурення поплавця шляхом його завантаження. Ще один спосіб зміни продуктивності полягає у зміні перетину прохідного отвору за допомогою відкриття діафрагм приймальної камери або отворів в диску. Конструктивно дозатори з рухомою приймальною камероюможуть бути оформлені самим різним чином. Замість гофрованого шланга може застосовуватися металевий трубопровід із шарнірними з'єднаннями. Відомі також дозатори з діафрагмою в дні поплавця і парканом дозируемой рідини з його порожнини.
На рис. VI.5 внаведено варіант виконавчого пристрою для підключення ДМП переміщенням одного з всмоктуючих клапанів, зокрема, прямоточного. Порожнину циліндра виявляється з'єднаної з порожниною додаткового мертвого простору А. При подачі командного тиску впорожнину В і з'єднанні порожнині Г з атмосферою пневмопривід встановлює всмоктуючий клапан в гніздо, і компресор працює в режимі номінальної продуктивності. Якщо встановити направляючу обойму 14 з бічними отворами, показаними на рис. VI.5 в пунктиром, то приобмеженому переміщенні всмоктуючого клапана 16 порожнину циліндра компресора виявиться з'єднаної з порожниною всмоктування Б і буде реалізований спосіб зміни продуктивності з'єднанням порожнини циліндра зі всмоктуванням на частини ходів стискання. Для гасіння пульсаціїпристрій забезпечений демпфером 12 заповнюваних маслом.
Дросельний перепуск газу після першого ступеня в лінію всмоктування компресора зменшує витрати питомої роботи в порівнянні з байпасірованіем, простий у виготовленні і експлуатації, але через підвищення відносинтисків в останньому щаблі компресора і можливості виникнення небезпечних температур газу обмежений по допустимим значенням а. Збільшення питомої роботи стиснення і переміщення газу в порівнянні з номінальною залежить від числа ступенів в компресорі і режиму йогороботи. Чим більше ступенів, тим менше зростає питома робота по відношенню до номінальної. Дросельний перепуск слід рекомендувати як один з видів розвантаження компресора при пуску. Як спосіб зміни продуктивності він поступається багатьом іншим по витратіпитомої роботи на стиснення газу і тому невигідний.
Так, якщо компресори 1Г - 266/320 мають виконавчі пристрої типу ІПКД-М, що дозволяють знизити продуктивність на - 30% від номінальної (при установці виконавчого пристрою на одній порожнині перше,четверте та шосте ступенів), то можна здійснити доцільну систему регулювання при загальному числі працюючих компресорів не менше п'яти, при чотирьох керованих регулятором, оскільки, якщо компресорів, наприклад, всього чотири, то коли вони вичерпають своїможливості зниження продуктивності, відключення одного з регульованих компресорів призведе до недостатнього запасу зміни продуктивності, що може зажадати частого включення і відключення одного з компресорів. Для електродвигуна потужністю в 4000кет це неприпустимо. Ще гірші справи у тих випадках, коли загальна кількість компресорів менше чотирьох. Очевидно, що в цих умовах треба переходити на інші способи, що дозволяють змінити продуктивність кожного компресора на більшу величину. В іншому випадку,там, де досягається за допомогою економічних способів глибина зміни продуктивності недостатня, доводиться щоб уникнути частих пусків компресорів доповнювати систему регулювання неекономічними способами зміни продуктивності і, зокрема,байпасірованіем.
Вентиляція гірничих виробок здійснюється за допомогою осьових (при напорі до 250 мм водяного стовпа) або відцентрових вентиляторів. На вентиляторної установки встановлюються два вентилятора, однак працює лише один вентилятор, номінальнапродуктивність якого повинна бути достатньою в найбільш важких умовах. Для вентиляторів застосовується нерегульований електропривод змінного струму. Поточна продуктивність працюючого вентилятора, як правило, не регулюється. Періодична зміна продуктивності досягається зміною електродвигуна, зміною передавального відношення редуктора, зміною положення лопаток осьового вентилятора, зміною положення лопаток направляючого апарату відцентрового вентилятора. Наслідком застосування настільки недосконалих способів зміни продуктивності є підвищена витрата електричної енергії на вентиляцію або недостатня вентиляція принаймні частини гірничих виробок, оскільки застосовувані в даний час системи вентиляції не передбачають автоматичного розподілу повітря між гірничими виробками у відповідності з потребою їх в провітрюванні. Автоматизація вентиляційних установок обмежується автоматичним пуском резервного вентилятора замість зупиненого робітника.
Можливість використання сучасних кремнієвих випрямлячів робить перспективним застосування ряду схем зміни частоти обертання вала приводного електродвигуна для поршневих компресорів. До них відносяться, зокрема, системи з електродвигуном постійного струму, який харчується випрямленою струмом, що подається від керованих кремнієвих вентилів-тиристорів, або асинхронного електродвигуна в схемі асинхронного вентильного каскаду з тиристорами в якості інверторів. У першому випадку харчування електродвигуна постійного струму здійснюється від статичного перетворювача, в якому за допомогою схеми управління, визначальною момент відмикання тиристорів, досягається необхідне зміна напруги на якорі електродвигуна. У другому випадку за допомогою схеми, що управляє тиристорами, працюючими в якості інверторів, змінюється величина противо - ЕРС, що підводиться до фазового ротору електродвигуна, чим досягається зміна швидкості електродвигуна приводу компресора. Pасчети показують, що в певних випадках в описаних системах економічність в режимах зниженою продуктивності виявляється дещо вище, ніж при інших способах і, зокрема, при підключенні ДМП. Однак можливість використання тиристорів обмежена тим, що в даний час вітчизняна промисловість виготовляє їх на обмежені струми і напруги. Очевидно, у міру вдосконалення характеристик тиристорів, область застосування цього способу зміни продуктивності буде розширюватися.