Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
6.5. Регулирование производительности и давления компрессоров
Регулирование производительности компрессоров приходится осуществлять в связи с переменным расходом сжатого воздуха в сети.
Кратковременное несоответствие расхода и производительности компрессоров (компрессора) компенсируется воздухосборником, устанавливаемым на компрессорной станции при использовании поршневых компрессоров, и емкостью пневматической сети. В других случаях регулирование осуществляется специальными системами регулирования, которые должны обеспечивать плавность изменения производительности и экономичность регулирования [1].
Регулирование производительности может осуществляться периодически прекращением подачи воздуха в сеть, ступенчатым и плавным изменением производительности. Периодическое прекращение подачи может производиться остановкой компрессоров. Ступенчатое регулирование производительности компрессорной станции эффективно производить изменением числа одновременно работающих компрессоров. Плавное регулирование может осуществляться следующими способами:
1. Регулирование изменением частоты вращения привода наиболее экономично с точки зрения затрат энергии на сжатие. Однако из-за большой сложности регулируемого электрического привода этот способ не нашел пока практического применения на поршневых компрессорах, применяемых в горной промышленности.
2. Регулирование дросселированием на линии всасывания, т. е. увеличение сопротивления (частичным перекрытием) всасывающего трубопровода, обеспечивает понижение давления во всасывающей полости цилиндра компрессора с p1 до р1рег. Это приводит к уменьшению количества поступающего воздуха (газа) в цилиндр за один ход поршня с v1 до v1рег (рис. 6.4, а). При этом увеличиваются степень повышения давления воздуха и его конечная температура, что недопустимо для шахтных компрессоров. Регулирование дросселированием всасывания не получило распространения.
|
|
|
а б Рис. 6.4. Индикаторные диаграммы при регулировании дросселированием |
3. Регулирование перепуском воздуха (газа) с нагнетания на всасывание с помощью, например, байпасного трубопровода обеспечивает изменение производительности компрессора и при нулевой производительности получение холостого хода. Способ регулирования неэкономичен и может приводить к повышению температуры.
4. Регулирование отжимом всасывающих клапанов основано на том, что при сжатии часть сжимаемого воздуха при неполном (негерметичном) закрывании всасывающих клапанов выталкивается обратно во всасывающий трубопровод. Для регулирования этим способом всасывающие клапаны снабжаются специальным устройством, отжимающим пластины клапанов при сжатии.
Индикаторная диаграмма цилиндра с регулирующим устройством для отжима пластин клапанов приведена на рис. 6.4, б, ее площадь заштрихована. На том же рисунке пунктиром показана для сравнения индикаторная диаграмма при выключенном устройстве или его отсутствии.
5. Регулирование воздействием на всасывающие клапаны является простым и распространенным способом снижения производительности поршневых компрессоров общего назначения.
Недостатком способа являются затраты энергии при холостом ходе компрессора, которые составляют около 15 % мощности, потребляемой компрессором при полной нагрузке.
6. Регулирование включением дополнительных вредных пространств позволяет снизить производительность за счет уменьшения количества всасываемого воздуха (газа). Сжатый при нагнетании воздух (газ), заключенный в дополнительном вредном пространстве, во время всасывания частично заполняет рабочее пространство цилиндра, уменьшая соответственно производительность компрессора.
По экономичности этот способ регулирования равноценен регулированию отжимом пластин всасывающего клапана.
Последние три способа применяются для регулирования производительности поршневых компрессоров на горных предприятиях.