Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


РАБОТА СИСТЕМЫ «ВИНТОВОЙ КОМПРЕССОР – СЕТЬ» НА ПЕРЕМЕННЫХ РЕЖИМАХ

В работах [1-3] предложена и развита теория регулирования винтовых компрессоров при работе их на сеть с изменяющимся потреблением сжатого воздуха. При этом полагается, что компрессорная установка оборудована системой пневматического регулирования, которая при достижении максимально разрешенного давления в нагнетательном ресивере или коллекторе переводит компрессор в режим холостого хода путем закрытия всасывающей дроссельной заслонки. Работа на холостом режиме продолжается до тех пор, пока давление в ресивере не упадет до минимальной назначенной величины, после чего заслонка открывается и компрессор переходит в режим нагнетания. Таким образом процесс работы компрессора состоит из чередующихся интервалов нагнетания и холостого хода. При этом достигается экономия потребляемой электроэнергии за счет примерно вдвое уменьшенного потребления на режиме холостого хода. В нерегулируемом компрессоре подстройка производительности под сеть производится путем сброса излишнего воздуха при достижении максимального давления.

Заметим что системы более высокого уровня, выполненные на базе микропроцессоров, в случаях, когда прогнозируется длительная работа на холостом ходу, полностью отключают приводной электродвигатель. Экономия электроэнергии возрастает еще больше.

В [1] получены универсальные регулировочные характеристики системы


В реальных системах величина потребления - изменяющаяся во времени величина, причем скорость её изменения может быть различной: от малой в больших разветвленных системах, до высокой в системах с малым объемом, например для автономных компрессоров станков и агрегатов. Определение регулировочных характеристик во втором случае имеет свою специфику.

Режим потребления в общем случае изменяется непрерывно и может быть описан некоторой функцией


Реальная система регулирования винтового компрессора (в данном случае пневматическая) содержит ряд связанных между собой посредством импульсных линий элементов: пневмодатчик, пневморегулятор, пневмодвигатель, а также регулирующий орган – дроссельную заслонку. Всякая механическая система, состоящая из золотников, поршней, дросселей не может срабатывать мгновенно, а имеет инерционность, характеризуемую скоростью срабатывания системы – минимальным промежутком времени от начала импульса до перемещения заслонки в закрытое состояние. Кроме того, величина приращения импульса (т.е. величина изменения давления в ресивере) должна быть такой, чтобы преодолеть силы инерции и трения в элементах системы. Эта особенность характеризуется чувствительностью системы – в нашем случае минимальной величиной приращения параметра потребления .

Выполнение расчета регулировочных характеристик с учетом указанных факторов связано с определенными трудностями и вряд ли оправданно. Ниже предложен метод для случая, когда график потребления имеет синусоидальный (или близкий) характер.

На рисунке 1 вверху изображен график изменения параметра потребления воздуха во времени в виде висходящей ветви синусоиды на протяжении полупериода. Ниже показаны интервалы нагнетания и холостого хода, подсчитанные по значениям, определенных из графика в конце предыдущего цикла. Расчеты выполнены в предположении границы чувствительности системы равной.

Данная интерпретация процесса регулирования позволяет определить величину предельной скорости изменения потребления воздуха. Для рассмотренного выше примера скорость нарастания (а в силу симметрии универсальных характеристик регулирования и убывания) потребления воздуха не должна превышать величину


В противном случае работа системы регулирования становится неопределённой, т.к. система не успевает отслеживать быстроменяющийся процесс.

Если имеется необходимость в повышении скорости срабатывания, следует уменьшить объём сети или диапазон настройки по давлению.

Рассмотренный подход является идеализацией, однако позволяет качественно и количественно анализировать поведение регулируемой системы "компрессор-сеть" при переменных режимах работы.

Труды XIII международной научно-технической конференции по компрессоростроению. Сумы 2004

Экспертиза

на главную