Projektowanie inteligentnego systemu sprężarek dla przemysłu motoryzacyjnego

Poniżej znajduje się fragment artykułu Designing a Smart Compressor System for Automotive Manufacturing autorstwa Deepaka Vetala, kierownika ds. marketingu produktu w Atlas Copco Compressors. Pełną wersję można przeczytać online lub w sierpniowym wydaniu Industrial Equipment News.

Sprężone powietrze jest wykorzystywane w różnych zastosowaniach, ale chociaż sprężarki powietrza są niezbędnym wyposażeniem w przemyśle motoryzacyjnym, mogą być przyczyną wysokich rachunków za energię. Dlatego ważne jest, aby zaprojektować najbardziej inteligentny system sprężonego powietrza, aby zaoszczędzić energię i sprawić, że system będzie bardziej niezawodny.

Prawie 80 procent kosztów cyklu życia sprężarki powietrza pochodzi ze zużycia energii. Zmniejszenie tego zużycia już o jeden procent może przynieść roczne oszczędności rzędu tysięcy dolarów. Oszczędność energii nie dzieje się bez wysiłku. Wymagają analizy, planowania i strategii, ale efekt końcowy jest tego wart. Badając swój schemat przepływu popytu, producenci samochodów mogą stworzyć inteligentne systemy, które oszczędzają powietrze i pieniądze.

Typowy schemat popytu i przepływu

Oto przykład typowych wahań popytu u producenta samochodów w ciągu 24 godzin:

Teraz, gdy wiemy, jak wygląda typowy przepływ zapotrzebowania, porównajmy dwie opcje systemów sprężonego powietrza, aby zobaczyć, jak producenci samochodów mogą najlepiej zwiększyć efektywność energetyczną i niezawodność.

Opcja 1: Dwie sprężarki odśrodkowe o wydajności 3000 cfm

Co się dzieje?

Przy zmiennym zapotrzebowaniu w ciągu dnia, z powodu ograniczonego zakresu obrotów i wydmuchu sprężonego powietrza, marnuje się sporo energii.

Dlaczego tak się dzieje?

Przepływ i ciśnienie w sprężarkach odśrodkowych są kontrolowane przez urządzenie wlotowe (IGV lub zawór dławiący i zawór wydmuchowy). Gdy położenie IGV osiągnie punkt kontroli przepięcia, zawór wydmuchowy otworzy się i wyciśnie dodatkowe sprężone powietrze, aby utrzymać pracę sprężarki z dala od strefy przepięcia.

Stan przepięcia to niestabilność aerodynamiczna obserwowana w sprężarkach dynamicznych, takich jak sprężarki odśrodkowe. Ze względu na niestabilność aerodynamiczną, stopień sprężający nie może dalej zwiększać wysokości ciśnienia ze względu na swoją konstrukcję. Prowadzi to początkowo do zatrzymania przepływu, a następnie do jego odwrócenia.

Stan przepięcia prowadzi do niestabilnej pracy ze względu na wywołanie wysokich naprężeń w elementach wirujących sprężarki. Aby uniknąć potencjalnych uszkodzeń, należy chronić sprężarkę przed takimi przepięciami.

Czytaj dalej...

Nie zatrzymuj się teraz. Pełny artykuł można przeczytać w Industrial Engineering News.