تشریح نمودار کاری کمپرسورهای سانتریفیوژ (Performance Curve)

نمودار کاری کمپرسور سانتریفیوژ (Performance Curve) و تشریح آن

فهرست

نمودار کاری کمپرسور سانتریفیوژ ( کمپرسور گزیر از مرکز) با توجه به فرآیند فشرده سازی هوا در زمره کمپرسورهای دینامیک (Dynamic) تقسیم بندی می‌گردند که اساس عملکرد آنها افزایش انرژی جنبشی هوا از طریق عبور جریان هوا از ایمپلر (Impeller) و سپس کاهش سرعت و افزایش فشار هوا درخلال عبور از دیفیوزر (Diffuser) می‌باشد.

نمودار کاری هر کمپرسور (Performance Curve) متناسب با شرایط طراحی آن قابل بررسی می‌باشد.


حتما بخوانید: اجزا تشکیل دهنده کمپرسور سانتریفیوژ

چه پارامترهایی در نمودار کاری کمپرسور مؤثر می‌باشد؟

  • فشار کاری کمپرسور (Operating Pressure)
  • میزان فلوی تولیدی کمپرسور (Discharge Flow)
  • محدوده کاری کمپرسور (Turndown Ration)
  • محدوده کاری IGV (IGV Control Limit)
  • محدوده کاری BOV (BOV Control Limit)
  • نقاط حداقل و حداکثر ظرفیت هوادهی (Min Flow , Max Flow)
  • محدوده سرج (Surge Area)
  • خط سرج (Surge Line)

در این مقاله به تفسیر در مورد پارامترهای یاد شده صحبت خواهد شد.

تصویر زیر نمونه‌ای از نمودار کاری (Performance Curve) یک کمپرسور سانتریفیوژ Integrally Geared می‌باشد:

 تشریح نمودار کاری کمپرسورهای سانتریفیوژ (Performance Curve)

محور عمودی نمودار فوق فشار کاری (Operating Pressure) و محور افقی فلوی خروجی از کمپرسور (Discharge Flow) را نمایش می‌دهد.

همانطور که در نمودار کاری کمپرسور سانتریفیوژ مشخص می‌باشد، ظرفیت هوادهی کمپرسور از نقطه حداقل ظرفیت هوادهی (Min Flow) تا حداکثر ظرفیت هوادهی (Max Flow) تقسیم بندی شده است. این نمودار بیانگر این است که در فشاری مشخص (Set point) و با درنظر گرفتن شرایط محیطی (Inlet Condition) که در طراحی کمپرسور درنظر گرفته شده، درچه محدوده‌ای می‌توان از کمپرسور بهره برداری نمود. نکته قابل توجه این که در این محدوده کاری فشار با تلرانس ± 0.2 Bar ثابت می‌ماند.

چگونه یک کمپرسور سانتریفیوژ قابلیت تولید هوا با فشار ثابت دارد؟

درنمودار فوق محدوده کاری کمپرسور از Min Flow تا Max Flow مشخص شده که این محدوده کاری با عنوان IGV Control Limit نشان داده می‌شود. مادامی که کمپرسور در حال بهره‌برداری می‌باشد شیر هوای ورودی (IGV) متناسب با میزان مصرف هوای فشرده تغییر کرده و در کنار آن شیر کنترل فشار (Blow Of Valve – BOV) نیز تغییر می‌کند.

هرچه میزان مصرف هوای فشرده افزایش یابد دریچه IGV بیشتر باز شده و هوای بیشتری وارد کمپرسور شده و همزمان جریان مصرفی کمپرسور نیز افزایش می‌یابد. این فرآیند تا زمانی که دریچه IGV از نظر جریان مصرفی به بیشترین مقدار خود (Flow Max) برسد اتفاق می‌افتد و با این کار مانع از افت فشار خروجی می‌گردد. در غیر این صورت با افزایش تدریجی مصرف هوا و عدم باز شدن دریچه IGV فشار خروجی از کمپرسور دچار افت می‌شود.

درصورتی که مصرف هوای فشرده کاهش یابد دریچه IGV بصورت تدریجی شروع به بسته شدن می‌نماید.در صورتی که دریچه IGV شروع به کاهش نکند فشار خروجی کمپرسور افزایش خواهد یافت.با بسته شدن تدریجی IGV میزان هوای ورودی به کمپرسور کاهش یافته و جریان مصرفی کمپرسور نیز شروع به کاهش می‌نماید تا به نقطه Min Flow برسد.

پس از رسیدن به نقطه Min Flow، دریچه IGV ثابت می‌ماند و شیر BOV شروع به باز شدن می‌کند. این محدوده کاری در نمودار با عنوان BOV Control Limit مشخص شده است. این فرآیند عملکرد همزمان IGV و BOV میزان جریان هوای خروجی از کمپرسور را کنترل نموده و فشار خروجی را نیز در محدوده Set point با تلرانس ± 0.2 Bar حفظ می‌کند.

مقادیر Min Flow و Max Flow بر جه مبنایی انتخاب می‌شوند؟

همانطور که عنوان شد با باز و بسته شدن دریچه IGV متناسب با میزان مصرف ، جریان مصرفی الکتروموتور (برحسب Ampere) نیز تغییر می‌کند بنابراین واضح است که مقادیر Min Flow و Max Flow برمبنای شدت جریان مصرفی تعیین و تنظیم می‌گردند. البته این روش تعیین حداقل و حداقل جریان مصرفی به منطق عملکرد (Control Logic) و فلسفه کاری (Control Philosophy) هر کمپرسور برمی‌گردد.

نقطه حداقل ظرفیت کاری کمپرسور (Min Flow) براساس فرآیندی بنام Surge Test تعیین می‌گردد که در این فرآیند حداقل شدت جریان مصرفی کمپرسور که متناظر با حداقل فلوی تولیدی کمپرسور می‌باشد مشخص می‌گردد.

نقطه حداکثر ظرفیت کاری کمپرسور ارتباط با جریان نامی ثبت شده در الکتروموتور که محرک کمپرسور می‌باشد دارد. برای یافتن این نقطه با بازکردن دریچه IGV بصورت دستی (Manual Valve) جریان مصرفی نیز به صورت تدریجی افزایش می‌یابد. این فرآیند تا باز شدن کامل دریچه IGV و رسیدن به حداکثر جریان ادامه می‌یابد .حداکثر شدت جریان مصرفی متناظر با حداکثر فلوی تولیدی کمپرسور می‌باشد.

خط Surge Line و Surge Area چگونه تعریف می‌شوند؟

همانطور که عنوان شد هر کمپرسور سانتریفیوژ یک حداکثر و یک حداقل ظرفیت هوادهی دارد. تعیین نقطه حداقل ظرفیت کاری که از طریق Surge Test مشخص می‌گردد بسیار حائز اهمیت می‌باشد چرا که این نقطه محل شروع کنترل فشار توسط شیر Anti-Surge Valve می‌باشد و اگر بدرستی تعیین نگردد سبب عملکرد Anti-Surge Valve در زمان نامناسب و عدم تخلیه هوا به میزان مناسب و در زمان مناسب می‌گردد. این عدم تخلیه هوا در زمان مناسب و به میزان مناسب باعث پدیده‌ای می‌گردد که با عنوان Surge شناخته می‌شود و همانظور که توضیح داده شد در نقطه حداقل ظرفیت هوادهی کمپرسور (Min Flow) اتفاق می‌افتد.

نقطه Min Flow و مقدار Min Amp که منتاظر با حداقل ظرفیت کاری کمپرسور می‌باشد در فشار های مختلف فرق می‌کند لذا برای فشارهای کاری مختلف باید Surge Test متناظر آن فشار انجام شود.

مطابق نمودار کاری کمپرسور سانتریفیوژ با افزایش فشار Set point میزان حداقل هوادهی کمپرسور (Min Flow) افزایش یافته و لذا Min Amp نیز افزایش می‌یابد. برعکس با کاهش فشار Set point  این مقدار کاهش می‌یابد. با پیدا کردن این نقاط در فشار های مختلف و اتصال آنها به یکدیگر خط موربی ایجاد می‌شود که به خط سرج (Surge Line) معروف است و ناحیه پشت این خط که زیر نمودار نیست محدوده سرج (Surge Area) می‌باشد.

منظور از محدوده کاری کمپرسور سانتریفیوژ چیست؟

همانطور که عنوان شد، در یک کمپرسور سانتریفیوژ با کمک دریچه IGV و شیر BOV میزان جریان هوای خروجی از کمپرسور در شرایط مختلف مصرف و با هدف ثابت نگاه داشتن فشار خروجی کنترل می‌گردد. هرچه بازه این محدوده وسیع‌تر باشد نشان دهنده توانایی عملکرد و بهره‌برداری بهتر کمپرسور در مقابل تغییرات چشمگیر مصرف می‌باشد. این محدوده با عنوان Turndown Ration شناخته می‌شود که تابعی از حداقل ظرفیت هوادهی و حداکثر ظرفت هوادهی می‌باشد که طبق فرمول زیر محاسبه می‌گردد:

%Turndown Ratio = [(Max Flow – Min Flow)/Max Flow]

هرچه میزان Turndown Ration بیشتر باشد نشان از انعطاف پذیری در برابر تغییرات مصرف و کنترل بهتر فشار می‌باشد و در صورتی که این مقدار کم باشد در صورت تغییرات مصرف امکان افت فشار و عدم کنترل صحیح فشار وجود دارد. معمولاً Turndown Ration در کمپرسورهای سانتریفیوژ بیش از25% می‌باشد.

سوالات متداول

چگونه یک کمپرسور سانتریفیوژ قابلیت تولید هوا با فشار ثابت دارد؟

درنمودار فوق محدوده کاری کمپرسور از Min Flow تا Max Flow مشخص شده که این محدوده کاری با عنوان IGV Control Limit نشان داده می‌شود. مادامی که کمپرسور در حال بهره‌برداری می‌باشدشیر هوای ورودی (IGV) متناسب با میزان مصرف هوای فشرده تغییر کرده و در کنار آن شیر کنترل فشار (Blow Off Valve – BOV) نیز تغییر می‌کند.

مقادیر Min Flow و Max Flow در کمپرسورهای سانتریفیوژ بر جه مبنایی انتخاب می‌شوند؟

همانطور که عنوان شد با باز و بسته شدن دریچه IGV متناسب با میزان مصرف ، جریان مصرفی الکتروموتور (برحسب Ampere) نیز تغییر می‌کند بنابراین واضح است که مقادیر Min Flow و Max Flow برمبنای شدت جریان مصرفی تعیین و تنظیم می‌گردند. البته این روش تعیین حداقل و حداقل جریان مصرفی به منطق عملکرد (Control Logic) و فلسفه کاری (Control Philosophy) هر کمپرسور برمی‌گردد.

خط Surge Line و Surge Area در یک کمپرسور سانتریفیوژ چگونه تعریف می‌شوند؟

همانطور که عنوان شد هر کمپرسور سانتریفیوژ یک حداکثر و یک حداقل ظرفیت هوادهی دارد. تعیین نقطه حداقل ظرفیت کاری که از طریق Surge Test مشخص می‌گردد بسیار حائز اهمیت می‌باشد چرا که این نقطه محل شروع کنترل فشار توسط شیر Anti-Surge Valve می‌باشد و اگر بدرستی تعیین نگردد سبب عملکرد Anti-Surge Valve در زمان نامناسب و عدم تخلیه هوا به میزان مناسب و در زمان مناسب می‌گردد.

خیلی ضعیفضعیفمتوسطخوبخیلی خوب
تعداد امتیازات: 4 ، میانگین امتیازها: 4,00
Loading...