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高地でのコンプレッサ設備の寸法決定

Dimensioning Compressor Installations Compressed Air Wiki Compressors

海抜高度が上がると、周囲の圧力と温度の両方が低下します。これによる入口の圧力低下は、コンプレッサおよび接続した装置の圧力比に影響します。これは実際には電力消費量と空気消費量両方への影響を意味します。同時に、高地であるがゆえの変化も電動モータと燃焼エンジンの使用可能な定格電力に影響を与えます。

海抜がコンプレッサ設備に与える影響

高地のコンプレッサ, 山上

周囲の条件が圧縮空気の最終的な消費にどのように影響するかも検討する必要があります。質量流量(プロセス内)と容積流量は必要か。圧力比、絶対圧力、ゲージ圧力のうちいずれかが寸法決定に使用されたか。圧縮空気は高温か。こういったことすべてを検討すると、高地で設置する圧縮空気設備の寸法を決定するための様々な条件が設定され、計算がかなり複雑になる可能性があります。

高度がコンプレッサの選択に及ぼす影響

周囲の条件がデータシートの記載内容と異なる場所に設置するコンプレッサを適切に選択するには、次の要素を考慮する必要があります。

- 海抜高度または周囲圧力
- 周囲温度
- 湿度
- クーラント温度
- コンプレッサのタイプ
- 電源

これらの要素は主に以下に影響します。

- 最大運転圧力
- 容量
- 電力消費量
- 冷却要件

最も重要な要素は、海抜高度による入口圧力の変化です。海面位で圧力比8.0のコンプレッサは、海抜3,000メートルで圧力比11.1です(用途の運転圧力が変化しないと想定)。これは効率性に影響するため、電力要件に影響します。変化の程度は、コンプレッサのタイプと設計に左右されます。周囲の温度、湿度、クーラント温度すべてが作用し、1段圧縮また多段圧縮のコンプレッサ、ダイナミックコンプレッサ、容積式コンプレッサのいずれであるかに応じて、コンプレッサ性能に様々に影響します。

海抜が電動モータに与える影響

高度が電動モータに与える影響

高地では空気の密度が低いため、電動モータの冷却が阻害されます。標準的なモータは、海抜1,000 mまでは周囲温度40℃で定格データに影響を与えずに稼働しなければなりません。高地における標準的なモータの稼働中止については、下の表を参考にしてください。一部のタイプのコンプレッサは、高地ではコンプレッサに必要な軸動力よりも阻害される電動モータの性能の方が大きいことがあります。したがって、高地で標準的なコンプレッサを運転する場合は、運転圧力を下げるか、大きめのモータを取り付ける必要があります。

海抜が内燃エンジンに与える影響

周囲圧力が下がると、温度が上昇して湿度が下がり、燃焼に使用される空気中の酸素含有量が低下し、結果的に内燃(IC)エンジンから抽出可能な動力が減少します。軸動力がどの程度供給不能になるかは、下の表のようにエンジンのタイプとそのブリーズ方法によって異なります(通常はノンターボ式またはターボチャージャー付き)。温度が30℃未満のときは、湿度はあまり影響しません(1,000 m当たり供給停止<1%)。

エンジンの動力は、コンプレッサに必要な軸動力よりも急速に低下します。これは、コンプレッサとエンジンの組み合わせごとに作業時最大高度が存在することを意味します。作業時最大高度は、海面位でコンプレッサを使用した場合のエンジンのパワーマージンを使い切る高さです。通常、当該コンプレッサ、エンジン、空気消費装置に適用されるデータの計算と記載は、サプライヤに委託する必要があります。設置担当者は不明な点や質問がある場合、必ず装置のメーカーに問い合わせてください。

以下でコンプレッサ設備の寸法決定について、様々な点をご確認ください。

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