ОБУКА ЗА УСОВРШУВАЊЕ

НА ЕНЕРГЕТСКИ

КОНТРОЛОРИ

CeProSARDISO 9001:2008 ISO 14001:2004

Скопје, jули 2017 Здравко Стефановски

ТемаСистеми за компримиран воздух

Систем за компримиран воздух

• Компримиран воздух е сигурен извор на енергија

чија употреба е широко распространета во индустријата.

• Всушност, речиси 70% од фирмите користат

компримиран воздух во некои дел од своите погони.

• Компримиран воздух се создава во постројките,

овозможувајќи им на корисниците многу можности како

управување со начините на искористување како и со

квалитет на воздухот

• Свестраност , флексибилност и сигурност на

компримиран воздухот како медиум за пренос на

енергија е причина за важноста на користењето на

компримираниот воздух.

Компресија и експанзија на воздухот

• Кога волуменот на некоја маса од воздух се менува

тогаш тој или се компримира ( волуменот му се

смалува) или експандира ( волуменот му се зголемува)

• Промената на волуменот е придружени со промена

на притисокот и температурата на воздухот.

• На воздухот (ако тој е чиста и сув) се применува

закони за гас за идеални гасови.

Производство и дистрибуција на компримиран

воздух

• Околу 10% од електричната енергија во индустријата

се користи за да се компримира воздух.

• Затоа, може да се очекува голем потенцијал за

заштеда со користење на различни методи за ефикасно

производство компримиран воздух.

• Употреба на компримиран воздух во модерното

производство и животот е многу висок.

• Најмногу се користи како носител на енергија потребна

за имплементација на механички задачи, на пр. за

движење на пневматски чекани, дупчалки и други

алатки, пневматски транспорт, системи за ладење,

хемиски процеси, итн ..

Сведување на стандардни услови

• Карактеристиките на компресорот се утврдуваат врз

основ на мерење на условите на влез и излез и

протокот на излез.

• Протокот на компримираниот воздух во цевките може

да се утврди со поставување на калибриран мерен уред

за проток како што се плоча со отвор , проточна

млазница и т.н.

• Со цел да се олесни споредбата на резултатите е

потребно се да се сведе на стандардни услови, како

што се температурата и 273,15 K и притисок 101,325

kPa.

• Измерениот проток мораме да го сведеме на

стандардни услови користејќи ја формулата:

Еквивалентен проток при стандардни услови

Измерен проток

Измерен притисок

Измерена температура

Компресори

• Компресорите се работни машини или уреди кои

компримираат некој гас или пареа на повисок

притисок,односно со гасот или парета го зголемуваат

енергетското ниво.

• Компримиран воздух се користи како носител на

енергија потребна за спроведување на механичка

работа и често се користи и неговата содржина на

кислород за да се овозможат одредени хемиски реакции.

Компресори

• компримиран воздух се користи за:

- За погон на пневматски чекани, дупчалки, и други

алати,

- пневматски транспорт на цврст материјал,

- пневматски транспорт на течности и други гасови,

- мешање и распрскување на течности,

- мешање и снабдување со кислород на биолошки

суспензии,

- филтрација под притисок или вакуум,

- Погон на високи печки за производство на сурово

железо,

- Погон на металуршки печки во производство на челик

и обоени метали и др

• Компресорот е машина која со притисок на гас и

пареа преоѓа од една енергетска состојба во друга,

односно во енергетска по вредна состојба.

• Големини кои го утврдуваат енергетскиот биланс на гас

се p притисок и температура Т.

• При компресија се троши механичка работа што

обично се обезбедува со електричен мотор или мотор

со внатрешно согорување.

• Притоа, таа неизбежно се зголемува температурата

на компресираниот гас, иако тоа само по себе не е

целта.

Видови на компресори

• Компресори може да се подели во согласност со

принципот на работа (волуметриски и динамичен –

струен принцип) во две главни групи: клипни

компресори и турбокомпресори.

- Волуметриски принцип на работа се состои во тоа

дека со помош на конструктивни елементи се остварува

во компресорот таков простор во кои со релативно

движење на тие елементи може просторот периодично

да се зголемува или намалува. Или едноставно речено

гасот се компримира поради промена на работниот

простор

- Динамичен - струен принцип на работата на

компресорот се состои во тоа да непрекинато струење

на некои гас под низок притисок со помош на механичка

енергија се забрза , при што значајно се зголемува

кинетичката енергија . Со спроведување на така

забрзаното струење на гасот низ проширени канали се

претвара , со смалување на брзината, кинетичката

енергија на струењето во потенцијална енергија со

зголемување на притисокот на гасот.

Поделба на компресорите по начинот на работа

Поделба на компресорите

а-клипен, б-морор, ц-мембрански, д-едноламелни,е-повеќелемални,

ф-завоен, г-радиален тирб. Х-аксијален турб. и-млазен, ј - дифузиска

вакум пумпа, к и л хидрауличен

Типови на компресори

• На волуметричен принцип се градат клипните

компресори кои со оглед на изведбата на своите

потисни елементи се;

- клипни компресори со линеарно осцилирачки клип и

- ротациони компресори со ротирачки потисни

елементи.

• Компресори со линеарно осцилирачки клип

доставуваат периодично пулсирачки компримиран

воздух.

• Најчесто се користат со резервоарот под притисок за

апсорбирање на пулсирачки ефект и обезбедување

стабилна притисок на компримираниот воздух.

• Ротационите компресори произведуваат постојан

притисоки обично директно се спојуваат со цевниот

развод.

Подделба на компресорите по изведба на куќиштето

• Многу често поделбата на компресорите, особено за

оние кои се користат во ладилната техника, во зависност

од вградувањето на погонскиот мотор се :

- отворени,

- полухерметички и

- со херметичка изведба.

• Кај отворена компресори моторот е одвоен од

компресорот , со воздушно ладење, а компресорот

треба да има кутија за вратилото , за да се спречи

излезот на работен гас од компресорот.

• Кај херметичките и полухерметичките компресори

електромоторот и компресорот се вградени во исто

затворено куќиште, а намотките на електромоторот се

ладени со струење на работниот гас кој влегува во

компресорот

Поделба накомпресорите по капацитет

• По капацитет компресорите може да се поделат на

- мали (до 10 m3 / min),

- средни (10 до 100 m3 / min) и

- големи (поголема од 100 m3 / min).

• Капацитетот , освен ако не е поинаку наведено,

се однесува на состојбата на гас на вшмукувачка страна.

Поделба на компресорите според работен притисок

• Во зависност од крајниот притисок за кој компресорот

е изграден, може да се разликуваат:

- вакуумски пумпи се користат за транспорт на гасови и

пареи од просторот во кои владее подпритисок

- дувалки за конечен притисок до 3 бар, кој е наменет

за пример. За испирање кај двотактни мотори, како

снабдување на воздух за високи печки и слично.

- компресори со низок притисок за конечни

притисоците кои се движат приближна во границите од

3-12 бар (пневматски алати, автоматска

регулација,задвижување на разладни уреди, итн.)

- Средно притисни компресори за конечни притисоци

кои се движат во приближни граници од 10 до 150 bar

(хемиска и нафтена индустрија, задвижување на разни

механизми и уреди и сл.).

- Високо притисни компресори за конечни притисоци кои

се движи во приближни граници од 200 до 2500 bar

(хемиска индустрија –синтеза на гасови под притисок,

полнење на садови со притисни гасови и сл.)

Работа на клипен компресор1. Цилиндар 2-клип 3-радилица 4- коленасто вратило 5- картер 6-осно колено 7-

мазиво/уље 8-вентилна плоча 9 – поклопец за цилиндарот 10-всисен вентил

11- притисен вентил 12- всисен вод прит

2. исен вод

Пример: коленсат механизам, вертикален,

едностепен

Цилиндарот се полни низ всисниот вентил (фаза всис) , додека при

движење во спротивна насока воздухот се компримира и низ

притисниот вентил излегува (фаза притисок)

1- цилиндар 2- клип 3- всисен вентил 4-потисен вентил 5 – вратило 6 коленасто

вратило

n- експонент на политропата за воздух 1<n<1.4

1-2 компресија

2-3 истиснување

4-1 всисување

Клипни компресориеднореден двостепен двореден двостепен

Воздух заробен во обемот помеѓу лопатките, роторот и

статорот, се компримира со смалување на тој

волумен при ротација на роторот кој е поставен

екцентрично во однос на оската на статорот.1-статор 2-екцентрично поставен ротор 3-крило (ламела) 4-спрега

Навоен компресор

• Нешто се поскапи и имаат лош степен на корисно

дејство, но имаат поголем век на траење и помали

трошоци за одржување

• Воздухот континуирано се всисува на едната страна

на навојниот дел и се компримира на спротивната

страна• 1-статор 2-ротор (навијак)

Запчести компресори

• Имаат сличен принцип на работа како и навојните

компресори

• Работниот механизам е еден пар запчаници кои се

вртат во обратна насока

• На страната на која забите излегуваат од зафатот се

отвара и полни нова всисна комора , а на спротивната

страна комората се смалува и го компримира

воздухот

1-статор 2-ротор ( запчаник со два заба)

Компресор со повеќе степени

Компресор со 4 степени

Навојни компресори

Избор на компресор

Поделба на компресорите по притисок и капацитет

Систем за компримиран воздух

Опис на системот

• Основни компоненти на сситемот за компримиран

воздух се:

- Компресор

- Систем за дистрибуција на компримираниот

воздух

- Сад за компримиран воздух

- Управувачки систем

• Останати делови се: филтер, одвојувач на масло,

регулатор на притисок и сушач на воздухот

Елементи на системот за компримиран воздухЈа претвара механичката енергија во компримиран воздух

Го претвара компримиран воздух во механичка енергија

Погонски

моторКомпресор Сад за компримиран

возух

Припрема на

воздухот

Пневматски

дел

Механичка работа

Елементи на системот за компримиран воздух

• Елементи за производсто и развод на воздух -

обезбедуваат потребна количина на компримиран

воздух ( компресор, резервоар, развод)

• Елементи за припрема на воздух – извршуваат

припрема на воздухот што вклучува чистење,

подмачкување и регулација на притисокот ( филтер,

подмачкувач и регулатор на притисок)

• Управувачки елементи – управување со тековите на

енергија и информации ( вентили)

• Извршни елементи –снагата на компримираниот

воздух ја претвараат во механичка работа ( цилиндри

и мотор)

• Управувачко сигнални елементи - прибираат

информации за состојбата на системот ( сензори,

индикатори)

• Помошни елементи – исполнуваат различни додатни

функции ( приклучни плочи, пригушувачи на бука)

Основни елементи на системот за компримиран

воздух

Резервоарот за притисок за компримиран воздух

• Резервоар за притисокот е честа појава во ситуации

кога потрошувачката на воздух не е униформна и

каде што компресорот не работи цело време со полн

капацитет

• Компресорот не работи цело време со максимален

капацитет.

• Резервоар за притисок, овозможува компресорот да

биде димензиониран за средни оптоварување на

постојките (Обично обемот на резервоарот за притисок

од 30 до 40 dm3 за секои 5 l/s капацитетот на

компресорот).

• Врвната потрошувачка е покриена од страна на

складирани воздух.

Сад за притисок

• Основната функција на садот за притисок е да се

дејствува како бафер помеѓу потрошувачката и

компресорот со потхранување на голем обем на

компримиран воздух кога е потребно.

• Исто така, ја уравнотежува промената на

притисокот во системот за распределба на воздухот.

• Резервоар за притисок мора да се постави ако

вкупниот волумен на компримиран воздух не е доволно

голем за да може интервалот на

оптеретување/растеретување би биле подолги 45

секунди.

• Интервалот може да се провери само со експеримент

за време на работата на системот.

Сад под притисок

Садот под притисок (резервоар) обезбедува:

• Смирување на компресорските удари на клипниот

компресор

• Усогласување на работата на компресорот со

потрошувачката

• Преземање на врвната потрошувачка

• За да се блажат ударите од компресорот доволно е

волуменот на садот да биде 20-50 пати поголем од

волуменот на последниот степен на компресорот.

• Кај on/off (вклучување / исклучување ) регулацијата на

притисок најчесто се дозволува до 15 вклучувања и

исклучувања на компресорот на саат

• Ако компресорот има регулација на брзината на

вртење во функција излезен притисок, тогаш тој работи

континуирано работи и се поставуваат мали побарувања

на волуменот на садот под притисок

Големина на садот

Снабдување, m3/s при р1)

Max број на вклучувања s -1

Дозволена флуктуација на

притисокот

Цевки

• Снабдување со воздух со една цевка типична е за

малите системи за компримиран воздух

• Обично се користи прстенаст облик на главни цевки

за да се овозможило изолирање на помалите делови

од системот како би се овозможило снабдување со

воздух без прекини на другите потрошувачи

• Мала димензија на цевките може да предизвика

големи брзини на воздухот, што ќе резултира со

зголемен пад на притисок поради триење во цевките

• Поголемиот број на пневматска опрема побарува

минимално 6 бара за максимален погонски ефект

• Дистрибуцијата на компримиран воздух треба да се

врши со минимален пад на притисок на пр. околу

0.5 бари вклучувајќи ги сите приклучоци и спојки

• Ова ќе резултира со брзина на компримираниот

воздух од 6 – 10 m/s

едноцевен систем прстенаст систем

Мрежи и загубите на енергија

• Правилно димензионирана и инсталирана мрежа не

генерираат загуби на пад на притисокот (енергија).

• Намалениот притисок поради отпорот на проток во

мрежата бара поголем почетен притисок во

компресорската станица со познатата поголема

потрошувачка на енергија.

• Дозволена пад на притисок во индустриската

мрежа е обично 0,3 бар.

• Редовно одржување и контрола на истекувањата

во мрежата го елиминира губење на компримиран

воздух.

• Дозволена загуби за индустриски мрежи се 5 до

10% на час од сатната потрошувачката на

компримиран воздух.

• Загаден и нечист всисен филтер на воздух ствара

отпор на всис и на тој начин се зголемува

потрошувачката на енергија.

• Максимален отпор на всис може да биде до 1500 Pa

Прочистување на воздухот

• Прочистување на воздухот после компресијата,

ладење и одвојување, а по потреба и други

обработки, влијае на квалитетот на

компримираниот воздух и на работата на

пневматиката на постројките

• Ако воздухот е нечист, доаѓа до дефекти, трошење,

зарибување, триење, корозија, често одводнување и

издувување на системите што предизвикува

зголемени погонски трошоци

Количеството и квалитетот на воздухот

• Проток на воздух:

- е збирот на врвните побарувања на сите потрошувачи

- време на истовременост

- загуби поради истекување

- акумулација која треба да ги покрие потрошувачката

врвните оптоварувања

• Квалитет на воздух:

- притисок и температура (висина и стабилност)

- влага

- присуство на уље

- механички нечистотии

Потрошувачи

- Потрошувачи на компримиран воздух:

- - контролирана потрошувачка

- - проширување, наместо пригушување

Несакана примена:

- удар без млазници

- одсисување, вакумирање

- ладење, итн

Избор на систем

Темелни видови на системи за компримиран воздух :

- Централна припрема предности:

- Ниска цена

- Подобар степен на искористување

- Полесно одржување

Локална припрема прдности:

полесно прилагодување на капацитетот и

квалитетот на воздух

помали загуби на истекувања

помали падови на притисоци

Трошоци на системот

Вкупната цена на компримиран воздух низ период од 10

години може да се процени како :

- 75 % енергија

- 15 % капитал

- 10 % одржување

• Голем уддел на цената на енергија во цената на

компримираниот воздух укажува дека енергетски

ефикасен систем може во смисол на трошоците

да биде високоефикасна мерка за подобрување

на перформансите на системот дури и ако ја

зголемува благо цената на капиталот