فهرست
ولوهای کنترلی در کمپرسور سانتریفیوژ به چند دسته تقسیم می‌‌شوند؟
میزان هوا ورودی به کمپرسور توسط IGV کنترل میشود ولی محدودیت دارد. در این مقاله به بررسی عملکرد ولو کنترلی کمپرسور سانتریفیوژ میپردازیم.
در یک کمپرسور سانتریفیوژ Integrally geared یا Integrally geared centrifugal compressor جهت کنترل جریان هوای ورودی و تثبیت فشار از دو شیر کنترلی استفاده میشود:
- شیر کنترل جریان هوای ورودی یا Inlet Guide Vane که به اختصار IGV نامیده میشود.
- شیر تثبیت کننده فشار یا Blow Off Valve که به اختصار BOV نامیده میشود.
وظیفه BOV در کمپرسور سانتریفیوژ چیست؟
همانطور که در مقاله قبلی (ولوهای کنترلی در کمپرسور سانتریفیوژ -قسمت اول) عنوان شد کنترل میزان جریان هوای ورودی به کمپرسور سانتریفیوژ توسط شیر IGV (Inlet Guide Vane) انجام میشود ولی با توجه به منطق عملکردی کمپرسور سانتریفیوژ (Control Logic) و طراحی آن، برای محدوده عملکرد IGV نیز محدودیت‌هایی وجود دارد به گونهای که درصورت کاهش میزان هوای مصرفی و بسته شدن تدریجی IGV به منظور کنترل فلو و فشار تولیدی کمپرسور گریز از مرکز، این فرآِیند بسته شدن تا زمانی قابل انجام است که از نظر تئوریک به حداقل ظرفیت هوادهی (Min Flow) برسیم که در این نقطه دیگر IGV دیگر قادر به بسته شدن بیشتر نیست زیرا موجب پدیده Surge و تبعات ناشی از آن میشود.
در این حالت شیر IGV موقیت خود را حفظ کرده و شیر BOV (Blow Off Valve) یا ASV (Anti Surge Valve) شروع به عمل کردن میکند و با باز شدن تدریجی و تخلیه هوای مازاد، هم به کنترل فشار کمک میکند و هم مانع از Surge می‌گردد.
تقسیم بندی انواع BOV:
شیر BOV به لحاظ نوع عملکرد آن به دو دسته تقسیم میشود:
- Modulating BOV
- Auto Dual BOV
در نوع Auto Dual BOV مجموعه BOV از قطعات اصلی زیر تشکیل شده است:
- شیر پروانهای (Butterfly Valve)
- محرک پنوماتیکی (Actuator)
- شیر برقی (Solenoid Valve)
- رگولاتور هوا (Air Regulator)
تفاوت نوع Modulating BOV و Auto dual BOV در چیست؟
نوع Modulating یک شیر متغیر میباشد که موقعیت شیر پروانهای آن در محدوده 0 ~ 100 % تغییر میکند و میتوان موقعیتهای مختلف بین حالت باز و بسته بودن با توجه به فرمانی که به آن ارسال میشود ایجاد کرد ولی نوع Auto Dual قابلیت تعیین موقعیت نداشته و کاملاً باز و یا کاملاً بسته میباشد.
از آنجائی که تغییر موقعیت شیر در تخلیه میزان هوا مؤثرتر و بهتر عمل میکند لذا در تنظیم فشار نیز عملکرد ولو کنترلی کمپرسور سانتریفیوژ، عملکرد مطلوبی دارد در حالی که نوع Auto Dual این قابلیت را ندارد بنابراین با توجه به قابلیت نوع Modulate در تنظیم بهتر فشار (با دقت ± 0.2 Bar) استفاده از این نوع رایج‌تر میباشد.
درنوع Modulating BOV عملکرد شیر توسط سیگنال آنالوگ 4~20 mA و هوای ابزار دقیق (فشار کاری 5~7 Bar و کاملاً خشک و تمیز) که به Actuator متصل میشود عمل میکند.
سیگنال 4~20 mA از خروجی کارت PLC (Analog Output) به پوزیشنر ارسال می‌گردد و پوزیشنر متناسب با سیگنال دریافتی، میزان هوای ابزار دقیق که برای عملکرد Actuator نیاز است را به آن هدایت میکند و موجب تغییر موقعیت شیر پروانهای شده که مجموعه این عوامل به تغییر موقعیت بین 0 تا 100 درصد باز و بسته شدن BOV کمک میکند.
4 ~ 20 mA Signal
4 mA = 100% Open
20 mA = 100% Close
شیر BOV یک شیر Normally Close میباشد که درصورت قطع هوای ابزار دقیق تزریقی به Actuator یا سیگنال ارسالی به پوزیشنر، بلافاصله بسته میشود.
منطق عملکرد شیر BOV چیست؟
همانطور که قبلاً عنوان شده منطق عملکرد (Control Logic) کمپرسور سانتریفیوژ ساخت گروه صنعتی هوایار براساس شدت جریان میباشد. هنگامیکه کمپرسور در حالت Load قرار می‌گیرد، ابتدا دریچه IGV تا رسیدن به Min Amp که معادل حداقل ظرفیت هوادهی کمپرسور (Min Flow) میباشد باز میشود و همزمان شیر BOV برای تولید فشار اولیه مقدای بسته میشود که این مقدار در سیستم کنترلی تحت عنوان Pre Load Position شناخته میشود که معمولاً 40~50 % بوده و عدد منتاظر آن قابل تغییر میباشد. پس از باز شدن IGV و عبور جریان از مقدار Min Amp، شیرBOV از موقعیت Pre Load Position شروع به بسته شدن تا 100% Close میکند تا فشار سازی انجام شود.
درحین کارکرد کمپرسور سانتریفیوژ ، در صورت کاهش مصرف هوای فشرده به منظور عدم افزایش فشار، شیر IGV شروع به بسته شدن میکند که طبیعتاً شدت جریان مصرفی نیز شروع به کاهش میکند و این فرآیند بسته شدن IGV تا رسیدن شرت جریان به مقدار Min Amp ادامه پیدا میکند و در این نقطه IGV ثابت شده و BOV شروع به باز شدن میکند که هم به کنترل فشار کمک کند و هم مانع از Surge می‌گردد.
اگر درحین کاهش مصرف، سرعت افزایش فشار به حدی زیاد باشد که با بسته شدن تدریجی IGV نتوان به شدت جریان Min Ampere رسید که شیر BOV تدریجا شروع به باز شدن کند، به منظور جلوگیری از افزایش بیش از حد فشار، شیر BOV در کسری از ثانیه تا مقدار Pre Load Position باز میشود که با تخلیه یکباره بخشی از هوای فشرده مانع از افزایش بیش از حد فشار شود.
دقت و سرعت عملکرد BOV به چه عواملی بستگی دارد؟
دقت عملکرد BOV به کالیبراسیون صحیح آن بستگی دارد به گونهای که میزان موقعیت مکانیکی آن با موقعیتی که در سیستم کنترلی نمایش میدهد و متناظر با آن به BOV فرمان ارسال شده است یکسان باشد از طرفی زمان باز و بسته شدن آن نیز باید با فرمانهای ارسالی از PLC همخوانی داشته باشد.
سرعت عملکرد BOV توسط پارامترهای کنترلی که برای آن تعریف شده‌اند تعیین می‌گردد. به عنوان مثال برای سرعت بسته شدن BOV از حالت 100% Open تا مقدار Pre Load Position و همچنین از مقدار Pre Load Position تا حالت 100% Close پارامترهای سرعت جداگانه‌ای تعریف شده است که همگی قابل تغییر و تنظیم متناسب با شرایط مصرف میباشد و درصورتی که هر یک از این پارامترها به درستی تنظیم نشوند موجب عملکرد غیرعادی BOV می‌گردد که مشکلاتی را به همراه خواهد داشت.
عدم کالیبراسیون BOV چه مشکلاتی ایجاد خواهد کرد؟
همانطور که عنوان شد بسته شدن اولیه BOV برای فشار سازی اولیه و یا باز شدن تدریجی آن در حداقل ظرفیت هوادهی کمپرسور سانتریفیوژ (Min Flow) برای کنترل صحیح فشار بسیار مهم میباشد. اگر شیر BOV کالیبره نباشد و در زمان دقیق و به اندازه لازم تغییر موقعیت ندهد مشکلاتی ایجاد میکند که به بخشی از آن اشاره میشود:
- عدم باز شدن به موقع که منجر به افزایش فشار و یا Surge کردن کمپرسور می‌گردد.
- عدم تطابق موقعیت مکانیکی BOV با فرمانی که از PLC ارسال شده که سبب عدم تنظیم صحیح فشار و نوسان آن میشود.
- عدم عملکرد زمانی صحیح BOV که منجر به نوسان فشار خط می‌گردد.
- سرعت بیش از حد BOV که باعث عدم کنترل صحیح فشار میشود.
لذا با توجه به موارد اشاره شده کالیبراسیون دوره‌ای تمامی شیرهای کنترلی الزامی میباشد.
سوالات متداول
در یک کمپرسور سانتریفیوژ جهت کنترل جریان هوای ورودی و تثبیت فشار از دو شیر کنترلی استفاده میشود:
شیر کنترل جریان هوای ورودی یا Inlet Guide Vane که به اختصار IGV نامیده میشود.
شیر تثبیت کننده فشار یا Blow Off Valve که به اختصار BOV نامیده میشود.
منطق عملکرد (Control Logic) کمپرسورهای سانتریفیوژ ساخت گروه صنعتی هوایار براساس شدت جریان میباشد.
هنگامی که کمپرسور در حالت Load قرار می‌گیرد، ابتدا دریچه IGV تا رسیدن به Min Amp که معادل حداقل ظرفیت هوادهی کمپرسور (Min Flow) میباشد باز میشود و همزمان شیر BOV برای تولید فشار اولیه مقدای بسته میشود که این مقدار در سیستم کنترلی تحت عنوان Pre Load Position شناخته میشود که معمولاً 40~50 % بوده و عدد منتاظر آن قابل تغییر میباشد.
پس از باز شدن IGV و عبور جریان از مقدار Min Amp، شیرBOV از موقعیت Pre Load Position شروع به بسته شدن تا 100% Close میکند تا فشار سازی انجام شود.
نوع Modulating یک شیر متغیر میباشد که موقعیت شیر پروانهای آن در محدوده 0 ~ 100 % تغییر میکند و میتوان موقعیتهای مختلف بین حالت باز و بسته بودن با توجه به فرمانی که به آن ارسال میشود ایجاد کرد ولی نوع Auto Dual قابلیت تعیین موقعیت نداشته و کاملاً باز و یا کاملاً بسته میباشد.
دقت عملکرد BOV به کالیبراسیون صحیح آن بستگی دارد به گونهای که میزان موقعیت مکانیکی آن با موقعیتی که در سیستم کنترلی نمایش میدهد و متناظر با آن به BOV فرمان ارسال شده است یکسان باشد از طرفی زمان باز و بسته شدن آن نیز باید با فرمانهای ارسالی از PLC همخوانی داشته باشد.
Loading...