Регулирование компрессоров

 Регулирование компрессоров необходимо по причине того, что потребление пневматической сети изменяется с течением времени. Например, если в текущий момент времени потребление сети меньше производимого компрессором сжатого газа - давление в сети будет расти. Напротив, если потребление сети больше - падать. Основной целью регулирования является постоянное уравновешивание этих величин. В этой статье мы не будем касаться способов регулирования турбомашин, поскольку для понимания этого необходимо неплохо разбираться в теории газодинамики и энергетических потоков, а вкратце опишем способы регулирования объемных машин.
Итак, потребление сети стало меньше производительности компрессора, газ закачивается в трубы, но не выходит из них - давление начинает расти. Очевидно, что самый простой способ решения этой проблемы, сбросить часть газа в атмосферу. Это и есть самый простой и самый неэкономичный способ регулирования - газ, на сжатие которого была потраЧена электроэнергия, "вылетает в трубу". Помимо этого, не каждый газ можно просто так сбрасывать в атмосферу. В этом случае применяется перепуск на всасывание или байпасирование.
Байпас - это обводной пневмопровод. В нашем случае - это обводная труба вокруг компрессора или, в частном случае с компрессорами Atlas Copco GA, в обход компрессорного элемента. Если давление в сети начинает расти, то подача газа в сеть перекрывается и открывается байпасный канал - газ ходит по замкнутому кольцу со стороны нагнетания на сторону всасывания. Этот способ более экономичен, чем простой сброс газа в атмосферу. Тем не менее во время байпасирования (в частном случае именуемом "режимом холостого хода") двигатель компрессора продолжает работать, потребляя до 40% (в зависимости от производителя компрессора) от номинальной мощности.
  Еще более простой способ понизить давление в сети - остановка компрессора. Но применение такого способа регулирования затруднено техническими требованиями. Например для большинства современных промышленных винтовых компрессоров количество пусков/остановов ограничено 10-ю в час.
  Помимо этого, существует способ регулирования производительности компрессора дросселированием на всасывании. Путем уменьшения проходного сечения входящего в компрессор трубопровода, создается разряжение на всасывании в компрессор. Таким образом уменьшается массовая производительность. Такой способ, несмотря на видимую простоту, имеет один существенный недостаток - изменяется термодинамическая кривая, по которой происходит сжатие газа, что снижает КПД компрессора.
  Самым эффективным способом регулирования компрессора является регулирование изменением частоты вращения (Atlas Copco GA VSD). При этом способе регулирования сжатие происходит без изменения рабочей диаграммы компрессора, что обуславливает работу компрессора с КПД близким к максимальному во всем диапазоне производительности. Производительность регулируется частотой вращения, от которой напрямую зависит частота подачи сжатого газа из камеры сжатия компрессора в сеть, потребление электроэнергии при этом также изменяется пропорционально количеству произведенного сжатого воздуха. Единственный минус такого способа регулирования - сложность технического исполнения компрессора, которая влечет за собой бОльшую на 20-30% стоимость машины. Тем не менее, за счет существенной экономии электроэнергии, компрессоры с частотным приводом полностью окупают свою стоимость в срок 1,5-2 года.