Ustrezna distribucija stisnjenega zraka
Distribucija zraka Zračni kompresorji Enciklopedija o stisnjenem zraku Namestitev zračnega kompresorja Kako
Neustrezni sistemi za distribucijo stisnjenega zraka so vzrok za visoke račune za energijo, nizko storilnost in slabo učinkovitost pnevmatskega orodja. Obstajajo tri zahteve, ki morajo biti izpolnjene, da se izognete neučinkovitosti.
- Nizek padec tlaka med kompresorjem in točko porabe
- Minimalno puščanje distribucijskega cevovoda
- Ustrezno izločevanje kondenzata, če ni nameščen sušilnik stisnjenega zraka
V tem članku bomo pojasnili, kako izpolniti te zahteve za optimalno delovanje.
Kako ohranjati nizek padec tlaka med kompresorjem in točko porabe
Zgoraj navedene tri zahteve veljajo predvsem za glavne cevi za trenutno in načrtovano porabo stisnjenega zraka. Če boste pozneje morali namestiti večjo cev, so stroški razmeroma nizki v primerjavi z obnovo celotnega distribucijskega sistema. Usmerjanje, načrtovanje in dimenzioniranje so pomembni elementi za učinkovitost, zanesljivost in stroške proizvodnje stisnjenega zraka.
Včasih se velik padec tlaka poskuša kompenzirati s povečanjem delovnega tlaka kompresorja na primer s 7 na 8 barov(e). Ta pristop zagotavlja slabšo učinkovitost in lahko povzroči dvig na točki porabe nad dovoljeno raven. Namesto tega je priporočljivo oceniti priključke.
Merjenje cevnega omrežja
Fiksna omrežja za distribucijo stisnjenega zraka morajo biti dimenzionirana tako, da padci tlaka v ceveh ne presegajo 0,1 bara. Ta vrednost se nanaša na najbolj oddaljeno točko porabe zraka iz kompresorja. Pri izračunu tlaka je treba upoštevati priključene gibke cevi, spojke in druge priključke. Največji padec se pogosto pojavi na teh povezavah.
Največja dovoljena dolžina v cevnem omrežju za določen padec tlaka se izračuna z naslednjo enačbo:
l = skupna dolžina cevi (m)
∆p = dovoljen padec tlaka (bar)
p = absolutni vhodni tlak (bar(a))
qc = količina proizvedenega prostega zraka kompresorja, FAD (l/s)
d = notranji premer cevi (mm)
Ustvarjanje optimalnega sistema
Najustreznejša rešitev je načrtovanje obročnega cevnega sistema z zaprto zanko. Od te začetne točke lahko potekajo cevni odcepi do različnih točk porabe. Ta pristop zagotavlja enotno oskrbo s stisnjenim zrakom, saj se zrak do točk porabe dovaja iz dveh smeri.
Za vzdrževanje idealnega tlaka morajo vse kompresorske naprave uporabljati ta sistem. Edina izjema je velika razdalja med strojem in točko porabe, kjer se doda ločena glavna cev.
Pomen rezervoarja za zrak
Vsaka kompresorska naprava vključuje enega ali več rezervoarjev za zrak. Njihova velikost je odvisna od zmogljivosti kompresorja, regulacijskega sistema in porabnikovega vzorca potreb po zraku. Rezervoar za zrak predstavlja zalogovnik za stisnjen zrak, izravnava nihanja ter hladi in zbira kondenzat.
Izračun ustrezne prostornine
Rezervoar za zrak mora zato biti opremljen z napravo za odvajanje kondenzata. Za določanje prostornine rezervoarja se uporablja naslednja enačba. Ta izračun velja samo za kompresorje z regulacijo razbremenitve/obremenitve.
V = prostornina rezervoarja za zrak (l)
qC = količina proizvedenega prostega zraka (FAD) kompresorja (l/s)
p1 = vhodni tlak kompresorja (bar(a))
T1 = najvišja vhodna temperatura kompresorja (K)
T0 = temperatura kompresorskega zraka v rezervoarju (K)
(pU – pL) = nastavljena razlika v tlaku med obremenitvijo in razbremenitvijo
fmax = največja frekvenca obremenitve (za kompresorje Atlas Copco se uporablja 1 cikel na vsakih 30 sekund)
Pri kompresorjih s pogonom s spremenljivo hitrostjo (VSD) je potrebna prostornina rezervoarja za zrak znatno zmanjšana. V primeru zgornje formule se za qc uporabi FAD pri najmanjši hitrosti. Treba je omeniti tudi, da ni priporočljivo dimenzionirati kompresorja/cevnega omrežja za visoko potrebo po zraku v kratkih časovnih obdobjih.
Kompenzacija visoke potrebe po zraku
V zgornjem scenariju je treba ločen rezervoar za zrak dimenzionirati za največjo zmogljivost in ga namestiti blizu točke porabe. V skrajnejših primerih se uporabi manjši visokotlačni kompresor z večjim rezervoarjem. Ta rešitev izpolnjuje kratkoročne potrebe po veliki količini zraka v dolgih intervalih.
Izračun srednje porabe
Ob upoštevanju vaše skupne porabe se za izračun srednje porabe uporabi naslednja enačba.
V = prostornina rezervoarja za zrak (l)
q = pretok zraka med fazo praznjenja (l/s)
t = trajanje faze praznjenja (s)
p1 = normalen delovni tlak v omrežju (bar)
p2 = najnižji tlak za delovanje porabnika (bar)
L = potreba po zraku v fazi polnjenja (1/delovni cikel).
Ta enačba ne upošteva tega, kako lahko kompresor še vedno dovaja zrak med fazo praznjenja. Preberite več o rezervoarjih za zrak in njihovem dimenzioniranju.
Načrtovanje in dimenzioniranje omrežja stisnjenega zraka
Priporočamo, da pri načrtovanju in dimenzioniranju omrežja stisnjenega zraka začnete s seznamom opreme, na katerem so navedene vse točke porabe in njihove lokacije. Idealno je, da te točke združite v logične enote in uporabite isto distribucijsko cev za dovod zraka iz dvižnih cevi kompresorske naprave.
Veliko omrežje stisnjenega zraka je običajno razdeljeno na štiri glavne dele.
- Dvižne cevi
- Distribucijske cevi
- Delovne cevi
- Priključki za stisnjen zrak
Dvižne cevi prenašajo stisnjen zrak iz kompresorske naprave do območja porabe. Distribucijske cevi delijo zrak po območju distribucije. Delovne cevi usmerjajo zrak iz distribucijskih cevi do delovnih mest/točk porabe.
Ustrezen cevni sistem
Pri distribuciji stisnjenega zraka prihaja zaradi trenja v ceveh do izgub tlaka. To pomeni, da tlaka, ki ga neposredno ustvari kompresor, običajno ni mogoče v celoti uporabiti. Poleg tega prihaja v ventilih in cevnih kolenih do učinkov dušenja in sprememb smeri pretoka. Izgube, ki se pretvorijo v toploto, povzročijo padce tlaka.
Zato je treba določiti potrebne dolžine cevi za različne dele omrežja (dvižne cevi, distribucijske in delovne cevi). Primerna osnova za ta izračun je risba v merilu verjetnega načrta omrežja. Dolžina cevi se popravi z dodajanjem enakovrednih dolžin cevi za ventile, cevna kolena, spojke itd., kot je prikazano spodaj.
Kot alternativa zgornji enačbi se lahko za iskanje najprimernejšega premera cevi uporabi tudi nomogram (prikazan spodaj). Za ta izračun je treba poznati hitrost pretoka, tlak, dovoljeni padec tlaka in dolžino cevi. Za namestitev se nato izbere standardna cev najbližjega večjega premera.
Enakovredne dolžine cevi za vse dele sistema se izračunajo s seznamom priključkov in delov cevi. Poleg tega se z ustrezno dolžino cevi izrazi pretočni upor. Izbrane mere omrežja se nato znova izračunajo, da se zagotovi, da padec tlaka ne bo velik. Za velike sisteme posamezne odseke (delovna cev, distribucijska cev in dvižne cevi) izračunajte ločeno.
Merjenje pretoka v kompresorskem sistemu
Strateško nameščeni merilniki pretoka zraka olajšajo interno obračunavanje in ekonomsko razporejanje porabe stisnjenega zraka znotraj podjetja. Stisnjen zrak je proizvodni medij, ki je del proizvodnih stroškov posameznih oddelkov v podjetju. S tega vidika bi lahko vse zadevne strani imele koristi od poskusov zmanjšanja porabe v različnih oddelkih.
Merilniki pretoka, ki so danes na voljo na trgu, ponujajo različne funkcije, od številskih vrednosti za ročno odčitavanje do merilnih podatkov. Te informacije se pošiljajo neposredno v računalnik ali modul za obračunavanje. Merilniki pretoka so običajno nameščeni blizu zapornih ventilov. Merjenje v obroču zahteva posebno pozornost, saj mora merilnik biti zmožen meriti pretok naprej in nazaj.
Razumevanje ustrezne distribucije stisnjenega zraka
Upamo, da vam bo ta članek pomagal oceniti vaš sistem za optimalno delovanje z minimalnimi padci tlaka in puščanjem. Uporaba prikazanih enačb je dobro izhodišče. Če še vedno niste prepričani glede najboljšega pristopa, se obrnite na nas. Naša ekipa vam bo z veseljem pomagala.
Več informacij o postopku namestitve kompresorskega sistema je na voljo spodaj.
Postavitev kompresorja in optimalni delovni pogoji
![Technician in Compressor Room, Optimization]()
Postavitev kompresorja in optimalni delovni pogoji
Povezani članki
Ugotovite, ali je kompresorski prostor nujen
31 maj, 2022
Namestitev kompresorskega sistema je lažja kot nekoč. Še vedno je treba upoštevati določene stvari, predvsem to, kam namestiti kompresor in kako urediti prostor okoli kompresorja. Več informacij najdete tukaj.
Kaj je rezervoar za zrak?
22 februar, 2022
Rezervoar za zrak, ki se včasih imenuje tudi posoda za stisnjen zrak, je sestavni del vsakega sistema za stisnjen zrak. Več o tem si lahko preberete tukaj.