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控制空壓機系統中的泄漏

作者: admin 來源: 未知 發布日期: 2020-05-28
信息摘要:
空壓機(air compressor)系統中的泄漏引起的問題比正常情況要多。例如,大多數空氣系統中的壓力不平衡是未調節需求水平的函數,其中泄漏是最大的原因。系統無法在整個集管管道中保...

空壓機(air compressor)系統中的泄漏引起的問題比正常情況要多。例如,大多數空氣系統中的壓力不平衡是未調節需求水平的函數,其中泄漏是

最大的原因。系統無法在整個集管管道中保持一致的壓力也是未調節需求的函數。隨著系統的老化,所需的功率增加和壓力升高是多種因素共同作

的結果,包括使用時的泄漏。


識別和修復泄漏是降低壓縮空氣成本最明顯的方法,但也是減少永久性最少的方法。實際上,我們將大多數系統中的泄漏修復歸類為毫無意義的瘋狂

活動。我們目睹了無數工廠識別并修復整個系統中的泄漏,只是看到空氣需求在幾周內恢復。由于改進的暫時性以及難以量化維修價值的原因,大多

數泄漏控制程序的壽命很短。為了長期有效地控制泄漏,我們需要了解為什么泄漏會以這種持久性再次發生。


讓我們從系統的角度檢查泄漏的影響。通過泄漏(leakage)的流量類似于孔口,因為流量由開口上游的壓力決定。管路中的壓力下降會根據管路支持流

量的能力向泄漏處供應空氣。例如,在90磅/平方英寸(表壓)下流經1/4英寸孔的空氣流量為94 scfm,但流經十英尺1/4英寸內徑的空氣流量。 90 p

sig的銅管將小于40 scfm,因為管中的壓力將降至35 psig。如果試圖提高管子出口處的壓力,流量會增加,并且出口處的壓力不會像管子入口處那樣

快地升高。


出于相同的原因,空氣系統中的泄漏使得無法均衡空氣系統中的壓力。當新用戶進入系統時,這稱為需求事件。從集管中抽出支撐事件的空氣,這導

致集管中的壓力從應用程序降回到壓縮機。壓力下降的大小是事件大小,從應用程序返回到壓縮機的傳輸時間以及系統電容的函數。


當壓縮機對系統的輸送增加作出響應時,壓力將從壓縮機(Yāsuō jī)中上升。不幸的是,隨著壓力的增加,所有不受管制的用戶對空氣的需求也隨之

增加,包括泄漏,明吹以及調壓器一直打開的用戶。這種現象稱為人為需求,它使壓縮機無法平衡整個集管中的壓力。在管道系統中的壓力達到平衡

之前,壓力將上升到壓縮機的調節或卸載設定點。在人工需求高的系統中,系統實際上可以吸收增加的功率和流量。在這兩種情況下,都無法從系統的

供應側均衡壓力,從而導致從供應到需求的壓力下降。


操作員對較低總管壓力的反應是將調壓器曲柄打開到任何臨界壓力應用中的最大設定值。這將使物品壓力設備入口的壓力增加到集管壓力減去調節器和

過濾器上的壓差所允許的水平。這也將導致物品壓力跟蹤集管壓力。有效地,這通過增加系統中體積的百分比這是系統壓力的函數來增加系統中的人工

需求。下圖描述了大多數系統中存在的壓力下降及其對工作壓力的影響。


現在,關鍵應用上的物品壓力會隨著集管壓力的變化而波動。當這影響到結果的質量時,生產經營者將要求更高的系統壓力,以將最小物品壓力提高到

要求以上。壓力將繼續在較高水平波動,較高的工作壓力將增加整個系統的人為需求。壓力波動的大小實際上將隨著人為需求的增加占系統總需求的百

分比而增加。修復泄漏會遇到類似的問題。


維修完泄漏后,維修附近的壓力會升高。較高的壓力增加了通過任何剩余的較小泄漏的流量。通過泄漏的速度隨流量的增加呈指數增長。大多數壓縮空

氣系統的管道內的水垢由于被壓縮空氣的速度提高而充當噴砂混合物,從而加劇了該問題。結果是剩余泄漏的傳播急劇增加,在短時間內使泄漏恢復到

原始水平。


這些問題的長期解決方案要求以非凡的分辨率控制需求壓力,以使泄漏負荷的減少不會引起局部壓力的增加。壓縮機控制和定序器,甚至是基于PLC的系

統,也可能無法提供此類分辨率。我們知道能夠以這種方式做出響應的唯一設備是流量控制器。


流量控制器對非常低的差動控制閥(Control valve)進行精確控制,以使空氣從供氣壓力向下膨脹到較低的需求壓力,而不會產生能量損失。通過控制流

量以持續匹配空氣需求來實現恒定壓力,這與通過機械彈簧或先導空氣限制壓力的調節器非常不同。


典型的流量控制器由帶手動旁路回路的主電子PID控制閥組成??梢詾殛P鍵系統添加完全冗余的氣動PID控制回路。流量控制器將系統的供應側與系統的需

求側分開??梢詫⒐到y中的壓力設置為最大化壓縮機的效率,而不受對需求壓力的任何影響。


實際上,這是擴展器控制系統正常運行的關鍵因素。在供應側保持較高的壓力可創建有效的存儲空間,膨脹機可使用該存儲空間在幾分之一秒內響應需求

變化??梢詫⒐到y中這種潛在能量的維護設計為支持需求的間歇性增長,而無需使用額外的功率。


必須考慮許多參數才能使受控系統正常運行。系統的最大和最小需求,最大需求事件的大小,最大壓縮機故障時的衰減率,需求和供應系統的電容,系統中

大型事件的最長傳輸時間以及其他問題,取決于系統,必須權衡以確保適當的設計。


一旦控制了系統,泄漏的增長率將受到最大程度的限制。然后重要的是確定要維持的適當泄漏水平。該基準應基于經濟因素來確定。目標是最大程度地減少

維修泄漏的人工成本,并最大程度降低在線壓縮機的功率。


人工成本將由系統泄漏的類型和數量決定。具有數百或數千個使用點的組裝工廠的泄漏(leakage)要比具有更多管道和較少使用點的過程設施的泄漏多得多。

一些泄漏問題是規格和購買問題。例如,可以使用某些配件,軟管和斷開器,它們明顯更耐泄漏。反之亦然,某些硬件明顯更容易泄漏。


雖然使用更好的硬件的初始成本較高,但與泄漏或將來需要維修的成本相比,它相對較小。使用優質的超聲波檢漏儀是減少定位泄漏的人工成本的最佳工具,

這通常是過程中最耗時的部分。泄漏應減少到允許關閉一臺或多臺壓縮機的水平。任何其他目標都是浪費時間。平均功率為4 scfm / hp(如果壓縮機運行良好

),用適當的預算證明泄漏控制程序不久就可以用很長時間。以每千瓦時5元計算,支持100 scfm或25 hp泄漏的成本每年將超過70000元。這種方法的關鍵是,

如果100 scfm的泄漏修復功能允許您關閉下一臺壓縮機,則節省的費用將更多。


壓縮空氣系統(air compression system)中的泄漏是不可避免的,如果不加以控制,將導致生產和質量問題。支持系統中的泄漏的成本使泄漏管理程序看起來

很有吸引力,但是修復或控制泄漏級別的努力實際上增加了重現率。絕對是收益遞減的情況?;ㄙM一些精力來理解實際的關鍵物品要求,以及正確應用系統控制

例如流量控制器,可以使泄漏控制成為可管理且經濟上有吸引力的工作。

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