Tratamiento Aire Comprimido

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Es probable que el Tratamiento Aire Comprimido la utilidad más caros en su planta o taller. Para evaluar la eficiencia energética de la instalación, se debe examinar en primer lugar los muchos factores que afectan la eficiencia.

Cuatro de estos factores serían: 1. La selección del tipo de compresor correcto. 2. El sistema de control del compresor. 3. El aire correcta después de la selección del tratamiento. 4. Determinar el grado de sus fugas de aire.

1. La selección del tipo de compresor correcto.

Tratamiento Aire Comprimido

Hay una gran variedad de tipos de compresores disponibles para uso en la industria hoy en día. En la familia de compresores de desplazamiento, se encuentran:

· Oscilante (tipo pistón) Tratamiento Aire Comprimido
· Tornillo rotativo Tratamiento Aire Comprimido
· Rotativas de paletas Tratamiento Aire Comprimido
· Soplantes de Roots ”. Tratamiento Aire Comprimido

En la familia de los compresores dinámicos hay:

· radial
· Diseño de piñón en voladizo
· Axial Flow
· Eyector.

Cada tipo de compresor tiene una gama de aplicaciones en las que es más adecuado, en relación a la presión final, la calidad del aire y el volumen. Cada uno podría tener un sistema de control específico basado en la aplicación. En general se acepta que los compresores de etapas múltiples son más eficientes que los compresores de una etapa, sin embargo, el coste de compra inicial para los compresores de etapas múltiples es mayor. Las dos razones más comunes para multistaging compresores son:

· Para llegar a una presión más alta
· Para aumentar la eficiencia energética

Después de determinar que el diseño del compresor se adapta mejor a sus necesidades, la siguiente pregunta es “que controlan el sistema es adecuado para mi aplicación”? La forma en que este sistema de control se utiliza determinará la eficiencia energética de los compresores, pero no su “sistema” de Tratamiento Aire Comprimido. Vamos a utilizar el compresor industrial más común usado en la industria hoy en día como objeto de análisis. Ese es el tipo de tornillo rotativo. Estos tipos de compresores están disponibles en una sola etapa y de dos etapas versiones, libres de petróleo y sus derivados tipos inyectados Tenemos que aceptar que dos compresores de una etapa son térmicamente más eficiente, ya que una parte del calor de la compresión es retirada en el medio del ciclo de compresión .

2. El sistema de control del compresor

Hay cinco métodos de control básicos para estos tipos de compresores:

1. Cargar / sin carga

2. Modulación (control de aceleración de entrada)

3. Combinación de carga / sin carga y la modulación

4. Rotor de ajuste de longitud (válvula espiral, girar la válvula o la válvula de entrada Poppit)

5. accionamiento de velocidad variable / frecuencia variable.

Control de carga / sin carga es el control de la capacidad más común disponible, ya que también se utiliza ampliamente en los compresores de émbolo. Este control permite que el compresor para construir la presión en la red hasta un límite de presión predeterminado se ha alcanzado en la tubería de descarga de Tratamiento Aire Comprimido (100 psig). Recuerde, la única manera de lograr una presión positiva en un sistema de tuberías de cualquier tipo es suministrar más Tratamiento Aire Comprimido de las que consume.

El objetivo principal de funcionamiento del compresor sin carga es evitar que el motor del compresor de a partir de un rotor bloqueado (detenido) posición inicial cada vez que la red requiere más aire. Esto tendría un efecto perjudicial sobre el motor en forma de aumento de la temperatura. Con motores más grandes, los fabricantes de automóviles tienen recomendaciones en cuanto a la cantidad de “arranque en frío” que son aceptables. Bloqueado corriente de arranque del rotor es mucho mayor y mucho más caro que la corriente que se requiere, por un motor que ya está girando (funcionamiento en vacío) En resumen, el compresor consume ya sea el régimen de carga completa del motor eléctrico, mientras que a plena carga, y 15 -25% del régimen de carga completa sin carga, utilizando un control de tipo de carga / sin carga convencional. Otro factor en funcionamiento en vacío es de las eficiencias de los motores de baja carga parcial mientras el compresor está en un estado sin carga. Cada vez que el compresor reduce la presión del colector de aceite mientras se está ejecutando descargada, se necesita HP adicional para volver a presurizar el tanque de nuevo a la presión de operación. Los más ciclos del compresor pasa por, más penalización energética existe. Para evitar ciclos excesivos, los fabricantes recomiendan que un tanque receptor de almacenamiento de aire grande puede instalar aguas abajo del compresor.

El mismo escenario con el control de la modulación: La demanda de aire en la planta es menor que la oferta disponible en el compresor, y la red de aire de la planta ha comenzado a elevarse al nivel de 100 psig. A medida que aumenta la presión, la válvula de control de modulación permite un flujo de aire a una válvula de entrada de estrangulamiento de mariposa. Esto también podría ser una válvula de tipo “seta ‘también. La señal de presión controla el grado de cierre de la válvula de entrada, reduciendo el flujo de aire en el compresor, en un intento de coincidir con el suministro de aire a la demanda. Esto significa que el compresor no es la entrega de Tratamiento Aire Comprimido tanto al sistema. El compresor funcionará de esta manera hasta que la demanda cae por debajo de los más bajos de doblado porcentaje permitido por el fabricante y luego se apagará. Una vez que la presión del sistema cae al punto de ajuste de baja presión en el interruptor de presión, (por ejemplo, 90 psig) el compresor comenzará a cargar, y de nuevo empezar a suministrar Tratamiento Aire Comprimido a la red de tuberías del sistema con la válvula de modulación totalmente abierta. Hay desventajas a este tipo de sistema de control también. Cuando se tiene una relación de presión del compresor fijo, que se fija a una presión de descarga específica, la presión absoluta de entrada (psia) tendrá un impacto directo en la relación de presión y, finalmente, la relación de HP / CFM.

Por asfixia de la entrada al compresor que haya creado una presión negativa (vacío) debajo de la válvula de entrada. Para compensar esta presión negativa, se debe consumir más caballos de potencia con respecto a la CFM entregado. Por lo tanto, el funcionamiento de un compresor del tipo de modulación a un alto grado de rechazar resultados en una producción ineficaz de Tratamiento Aire Comprimido. La forma más eficiente para realizar un compresor de desplazamiento positivo es a plena carga, independientemente de los métodos de control. En casi todas las situaciones de la demanda de Tratamiento Aire Comprimido fluctúa. Es decir, como el consumo de aire de arranque y parada de equipos, la demanda aumenta o disminuye. Para satisfacer esta demanda fluctuante con un sistema de control que ofrece antes de la pena de alimentación al final, hay tres empresas que han desarrollado sistemas de control similares para lograr esto.

Estos sistemas de control se denominan ‘Girar la válvula “o” válvula espiral “y” Control de entrada Poppit “. Trabajan esencialmente del mismo modo, y ofrecen el mismo tipo de ahorro. Lo que está sucediendo en esencia con la “espiral de la válvula” y “Activar válvulas” configuración es que como válvula está activada, los puertos en la carcasa del compresor se abren a la atmósfera en el lado de entrada de los tornillos, reduciendo efectivamente la longitud de los rotores. En esta posición el compresor produce menos volumen sin crear la presión negativa en la entrada y consume un empate kilovatios inferior.

Con la configuración “Válvula Poppit”, orificios puerto de entrada se abren a la atmósfera lograr efectivamente el mismo acortamiento de los rotores.

Existe una relación entre el consumo de energía a carga parcial y con carga completa de cada uno de los diferentes métodos de control. Es importante tener en cuenta que la línea que representa normalmente en línea / fuera de línea y de inicio / parada en los gráficos suministrados convencionalmente por lo general se muestran como una línea dentada. Esta línea debe ser una línea continua ya que no hay entrega posible de aire de carga parcial con estos métodos de control. Una vez más, tenemos que recordar, hay una penalización de potencia cuando ejecuta un motor eléctrico con carga parcial. Debemos siempre evaluar el porcentaje de carga parcial que podemos aceptar y buscar alternativas cuando se supera ese límite.

En cuanto a velocidad variable o el control de la capacidad de transmisión de frecuencia variable, esto se discutirá en un próximo artículo, ya que son más nuevos métodos de control de las descritas anteriormente y se aplican a un número sustancialmente menor sistemas existentes. Además, no es discutido aquí es el método de control de bolsillo variable de cilindros del compresor de pistón.

Independientemente del método de control elegido, la recomendación general de los diferentes fabricantes es que un tanque receptor de almacenamiento de aire debe estar situado aguas abajo del compresor para suavizar los ciclos de carga del compresor.

El aire correcta después de la selección del tratamiento.

La siguiente consideración en la evaluación de su sistema de aire es la selección de un sistema secador de aire y filtro de eficiencia energética. ¿Porque es esto importante?

1. La humedad en los sistemas de aire instrumento delicado falta piezas móviles.

2. El agua líquida se lavará el lubricante en los componentes neumáticos, lo que lleva a un desgaste prematuro.

3. En las aplicaciones de pintura en aerosol, el agua causará ampollas en la pintura y dañar el producto terminado.

4. En algunas industrias donde el metal fundido entra en contacto con aire a presión, la humedad líquida o aceite en el aire puede ser desastroso, dando lugar a lesiones graves o incluso la muerte.

5. En climas fríos, donde la temperatura del aire ambiente, que entra en contacto con el sistema de tuberías de Tratamiento Aire Comprimido puede caer por debajo de 32 grados F., la tubería, u otros componentes pueden congelar en realidad debido a la humedad en el sistema.

6. La humedad en la tubería de Tratamiento Aire Comprimido conduce a la corrosión. Estas escamas de óxido se pueden llevar a aguas abajo por el Tratamiento Aire Comprimido, y en algunas de las válvulas y los cilindros, el bloqueo de los orificios críticos.

7. escala Pipe y el óxido en el interior de tubos crea arrastre (caída de presión), que debe ser superada por el aumento de la presión en el compresor. El aumento de la presión en el compresor aumentará el consumo de potencia y reducir el objetivo CFM delivered.The es tener la menor caída de presión a través de los componentes del sistema de aire como sea posible

Para empezar, se requiere un tipo de coalescencia de filtro para eliminar el vapor de agua del Tratamiento Aire Comprimido. Este filtro debe estar ubicado lo más cerca posible del compresor después de la descarga separador de humedad de más frío de lo posible, ya que estos filtros de tipo coalescentes están diseñados para eliminar los vapores y aerosoles, no los flujos líquidos.

Una vez que este tratamiento se ha logrado, la decisión debe ser tomada en cuanto a qué grado de sequedad es requerido por el proceso.

Hay tres tipos básicos de secado para elegir. Cada tipo tiene ventajas y desventajas.

1. Absorción (delicuescente Tipo)

2. La condensación (refrigeración de tipo)

3. Adsorción (Tipo desecante)

También hay una variedad de “punto de uso” secadoras que están disponibles para manejar circunstancias especiales. Uno sería el secador de membrana, que es una baja capacidad única, bajo secador de punto de rocío, la máxima aire de regeneración relativa. Otro sería el desecante llenado Tipo de cartucho de filtro / secador. Ambos se utilizan típicamente en pequeño flujo, aplicaciones críticas en el punto de uso, lo que requiere de aire absolutamente seco.

Desde un punto de vista energético, cada uno de estos tipos de secador (que no sean del tipo delicuescente) consume energía, ya sea en el consumo de energía eléctrica directa o consumo de aire de regeneración. El requisito de purga de aire para estos tipos de secador van desde 2% a 30% y este volumen está lejos de ser libre.

Hay muchas maneras de evaluar las necesidades energéticas de estos tipos de secador, y muchos métodos para reducir los requerimientos de aire de purga de algunos tipos de secador. Todos estos métodos deben ser investigados.

Algunas reglas básicas

· La mayoría de los compresores de aire entregan 4-5 CFM / HP a 100 psig de presión de descarga

· Cada 2 psig de presión aumenta o disminuye el consumo de energía de un compresor de aire en un 1%

· Cada 10 ° grado F. cambio en la temperatura de entrada afecta a la eficiencia de aproximadamente el 1%. Más frías aumenta la temperatura y las temperaturas más cálidas disminuyen la eficiencia.

· Consumo energético de 1 HP de 3 turnos, 7 días a la semana (8.760 horas) a 10 centavos / kWh = alrededor de $ 654,00 / año.

· Un compresor de 50 HP rechaza aproximadamente 126.000 BTU / hora. Aproximadamente 119.000 BTU / hora es recuperable.

Armado con esta información de carácter general, se puede estimar el costo de la generación de los requisitos de purga de aire de los diferentes tipos de secadores. Recuerde agregar también en los costos de energía reales para los componentes tales como calefactores y ventiladores o cualesquiera otros requisitos de alimentación de la secadora.

Determinar el alcance de sus pérdidas de aire

En cuanto al tema de las fugas de aire, este ejemplo va a contar la historia con toda claridad:

Si usted tiene un compresor HP 100, se puede asumir que la capacidad será de unos 4 CFM por HP instalado, o 400 CFM a 100 PSIG como se ha indicado anteriormente.

La planta promedio pierde aproximadamente el 20-30% de su capacidad de Tratamiento Aire Comprimido a las fugas de aire. Esto equivaldría a 80 – 120 CFM @ 100 PSI en el ejemplo anterior.

Suponga que la planta opera en un 2-turno, día de 16 horas, 5 días a la semana y 48 semanas al año. Esto añadiría hasta 3840 horas por año.

Suponga que su costo de energía sería de $ 0,10 por kWh Por lo tanto: 80 CFM ÷ 4 CFM / HP = 20 HP 20 HP X.745 = 14,9 KW 14,9 kW x 3840 HRS x $ 0.10 = $ 7,449.60 / año, lo que equivale a una fuga de poco menos ¼ “120 CFM ÷ 4 CFM / HP = 30 HP 30 HP X.745 = 22.35 kW 22.35 kW x 3840 HRS x $ 0.10 = $ 8,582.40 / año. Esto es equivalente a una pérdida de poco más de ¼”

Se multiplican los porcentajes anteriores en base a su compresor instalada actual H. P.

Esta es sólo una indicación del costo de sus fugas de aire, y debe ser una herramienta de motivación suficiente para justificar su reparación. auditorías de aire están disponibles para verificar tanto el punto de referencia para sus compresores y su consumo de aire a través de las fugas. El precio de este tipo de auditoría puede justificarse fácilmente a través del ahorro de costes, una vez que se han identificado y solucionado las fugas.

Una de las grandes preocupaciones es el estado de los compresores. Algunas empresas tienen múltiples compresores todo funcionando a carga parcial y algunos que no entreguen el aire en absoluto. Siempre recomendamos que su proveedor compresor o centro de reparaciones comprobar sus compresores antes de una auditoría.

Para ver más información acerca de las auditorías, es posible que desee echa un vistazo a la siguiente dirección de Internet: http://www.impactrm.com

TÉRMINOS DE REFERENCIA

Pcm / pies cúbicos por minuto

SCFM / pies cúbicos estándar por minuto

FAD / Cantidad de suministro

HP / Horse Power

BHP / freno del poder de caballo

kWh – kilovatio hora

PSIG / libras por pulgada cuadrada (Gauge)

PSIA / libras por pulgada cuadrada (absoluto)

Como se menciono antes. este artículo no se refiere a todos los detalles de la operación de Tratamiento Aire Comprimido, como el control de velocidad variable o de ajuste de la longitud del rotor de válvula de disco. Que no entra en profundidad en compresores de pistón o compresores dinámicos, ni se ocupa de múltiples opciones de controlador como unidad de turbina de vapor o los maquinistas. Acabamos tocado un poco en algunos de los problemas más comunes que enfrentan los usuarios finales de los equipos de Tratamiento Aire Comprimido.

La información de este artículo se entiende como una visión general de los conceptos básicos y está disponible en el dominio público, y ha sido durante muchos años. La información presentada se compila en un formato lógico de muchas fuentes diferentes y no es para la selección del compresor o diseño específico del sistema.

Para problemas específicos con el equipo en el sitio existente, póngase en contacto con su proveedor local de Tratamiento Aire Comprimido de elección. Para discusiones específicas sobre muchas de estas cuestiones puede comunicarse con: Michael J. Morel

Morel consultores de empresa

http://www.morelconsultants.com

La información de este artículo se entiende como una visión general de los conceptos básicos y está disponible en el dominio público, y ha sido durante muchos años. La información presentada se compila en un formato lógico de muchas fuentes diferentes y no es para la selección del compresor o diseño específico del sistema. Para problemas específicos con el equipo en el sitio existente, póngase en contacto con su proveedor local de Tratamiento Aire Comprimido de elección. Para discusiones específicas sobre muchas de estas cuestiones puede comunicarse con: Michael J. Morel Morel consultores de la empresa [http://www.morelconsultants.com]