Håndtering av flere kompressorsystemer: Bruke kontroller for å forbedre ytelsen

Av Chad Larrabee, Ingersoll Rand Company

En ukontrollert kontrollordning for en bank med luftkompressorer er en oppskrift på unødvendig strømforbruk, samt økt eller ikke planlagt vedlikehold. Å kontrollere luftkompressorer med bare ombordkontrollere kan forårsake ett eller flere av følgende problemer:

• For mange kompressorer kjører.

• Feil kombinasjon av kompressorer kjører.

• Trykket er høyere enn det trenger å være.

Hvordan oppstår dette? En titt på signaler, differensialer og settpunkter er det første trinnet for å forstå kompleksiteten til et system som kun drives av ombordkontrollere. Tenk på det ene linjediagrammet for et gitt system nedenfor:

Et tre-kompressorsystem med filtrering og tørketrommel med signalplassering for hver kompressor (for å forenkle er ikke distribusjonssystem vist).

Hver kompressor har sitt eget trykksignal plassert ved utløpet av kompressoren og før luftbehandlingsutstyret (filtre og tørketrommel). For å sikre at hver kompressor er "justert" fra et kontrollperspektiv, må hver trykkgiver være perfekt kalibrert med hverandre.

Differensialtrykket for hver serie av luftbehandling vises.

Også påvirkning av kontrollskjemaet er mengden differensialtrykk (eller trykkfall) målt mellom utløpet av kompressorene (signalplassering) og mottakertanken nedstrøms luftbehandlingsutstyret. Med mindre alt luftbehandlingsutstyret og tilhørende rørledning har nøyaktig det samme trykkfallet, vil ikke kontrollen av kompressorene bli justert. Dessverre er dette nesten aldri tilfelle på grunn av forskjellige egenskaper ved luftbehandlingsutstyr, feltrørkonfigurasjoner og vedlikeholdsintervaller. Med uoverensstemmende differensialer og signaler kjører for mange kompressorer, sløser med energi og øker unødvendig vedlikeholdsintervaller.

Innstillingspunktene er nå vist med et 10 psi delta ved regulatoren, men den effektive differansen reduseres med trykkfallet over luftbehandlingsutstyret.

Endelig påvirkes kontrollen av kompressorene av innstillingspunktene for kompressorstyringen. Hvis kompressoren har fast hastighet, vil den bli kontrollert av en innløpsventil vanligvis i en last / losse kontrollmodus, noe som betyr at ventilen er 100 prosent åpen eller 100 prosent lukket. Vanligvis er innstillingspunktene for lastpunktet og lossepunktet 10 psi fra hverandre. Hvis kompressoren styres av motorens hastighet ved å bruke en frekvensomformer, blir "settpunkter" et "måltrykk." Med flere kompressorer i lokal kontroll, blir settpunktene kaskadert over et bredt område, noe som forårsaker den første kompressorer for å operere ved forhøyet trykk for å opprettholde innstillingspunktet kaskadekontroll.

Innstillingspunktene for et seks-kompressorsystem vises med systemtrykk så mye som 35 psi over det nødvendige trykket.

Kaskadekontrollordninger øker strømforbruket i et system på grunn av det høye trykket. I eksemplet over er den siste kompressoren som startes satt til anleggets minste tillatte trykk, 90 psig. Imidlertid er den første kompressoren som slås på og følgelig den siste som slås av med reduserende etterspørsel innstilt til å belastes ved 115 psig og til å losse ved 125 psig. I situasjoner med lav etterspørsel kan systemet kjøres på 25 til 35 psig over det minimale kravet som kreves. Dette vil generere omtrent 15 prosent mer energiforbruk på kompressoren enn det som kreves for etterspørselen. I tillegg vil uregulert etterspørsel i anlegget nå konsumere mer kubikkfot per minutt (CFM) ved det forhøyede trykknivået og øke avfallet. Forhøyet trykk kaster bort energi og skaper kunstig etterspørsel i systemet.

Å utøve kontroll med smarte systemkontrollere

Hvordan kan du justere signalene, differensialene og settepunktene for å eliminere avfall og forhøyet trykk? En systemkontroller vil fungere som en symfonileder og lede kompressorer til å svare på ett felles signal, ett felles trykkbånd og imøtekomme differensialer. En systemkontroller med riktige algoritmer og logikk vil dynamisk matche trykklufttilførsel med trykkluftbehov og betjene bare kompressorene som kreves for å gi en mer energieffektiv kombinasjon.

Tidligere ble flere kompressorsystemer kontrollert ved bruk av en rudimentær sequenser som fokuserte på å balansere bruken av kompressorene i like lange driftstimer. Mens sequenser hadde et felles signal og trykkbånd, hadde den ikke intelligensen til å redegjøre for endringshastighet eller størrelse på kompressoren. Som et resultat kan kompressorer kjøre unødvendig eller i feil kombinasjon - selv med sekvensering.

En smart systemkontroller bygger inn intelligens, regnskap for den nominelle kapasiteten til hver kompressor, samt målbevisste forsinkelser og iterative sjekkpunkter for å sikre at den svarer til det som skjer i systemet. I tillegg til dynamisk å matche tilbud og etterspørsel, er økt funksjonalitet innebygd i noen systemkontrollere for å sikre økt effektivitet og færre kompressorer som kjører.

Et eksempel er antisyklingskontroll. Anta at trykksignalet synker med en viss hastighet basert på et system etterspørselshendelser som krever mer luft. Når trykket synker tilbake på signalstedet, kan kontrolleren laste en annen kompressor for å dekke etterspørselen, men trykksignalet fortsetter å avta. Dette kan skje på grunn av tillatelse av start på kompressoren, som er tiden det tar en kompressor å starte og levere luft ved nominelt trykk.

Systemfylling er et annet differensiert kontrollskjema støttet av noen systemkontrollere. Forfylling gir en energieffektiv metode for å øke trykket til normale driftsnivåer ved systemstart. Denne funksjonen unngår potensialet for at alle kompressorer ineffektivt kan starte og lastes i et forsøk på å raskt få systemtrykket opp til normale nivåer.

I tillegg tilbyr systemberedskapsmodus muligheten til å holde kompressorer "offline" for å minimere tap på grunn av systemlekkasjer i trykksystemer som er inaktive i ikke-produktive perioder.

Fordelene med ekstern tilkobling

Effektive systemkontroller kan brukes på alle typer kompressorer og kobles til overvåking og kontroll med mange eksisterende distribuerte kontrollsystemer (DCS). Mange produsenter utvikler og leverer sitt eget overvåkings- og grafiske brukergrensesnitt for å visualisere hva som skjer i systemet med datatrender rapportert etter behov. I tillegg er fjernbasert kontroll vanligvis tilgjengelig med denne typen system.

Fjernkommunikasjon har flere fordeler. Tenk på en luftkompressor uten fjerntilkobling som genererer et varsel eller utløser alarm under et lavere produksjonsskifte der erfarne vedlikeholdspersonell ikke er tilgjengelige. Anleggsproduksjonen vil være i faresonen, da anleggets personell nå må reagere på avbrudd i trykkluftforsyningen. Avhengig av graden av dokumenterte prosedyrer, kan verdifull produksjonstid gå tapt mens en nødetat er lokalisert og en tjenesteleverandør blir kontaktet og sendt.

Og vurder reaksjonen fra seniorvedlikeholdssjefen hvis han eller hun blir kontaktet i løpet av hans eller hennes personlige tid. Vurder nå det samme scenariet, men med en mobil varslingsvarsling innebygd i kontrollsystemet der alarmen umiddelbart varsler tjenesteleverandøren. Tjenesteleverandøren kan raskt vurdere situasjonen eksternt, gjennomgå driftsparametrene, arten av avstengningen og til og med starte kompressoren på nytt hvis slike tillatelser gis. Hastigheten og kvaliteten på responsen øker dramatisk.

Dette er et reelt scenario, og det fremhever de mange løsningene ekstern tilkobling gir:

• Informasjon og overvåking

• Varsler og varsler

• diagnostikk

• Full fjernkontroll

Automatiske varsler hjelper til med å overvåke systemytelsen

I tillegg til tilgang til systemstatus for ytelse og helseovervåking, vil den eksterne løsningen også tilby muligheten til å vurdere viktige driftsparametere og trender med grafiske funksjoner, noe som indikerer potensielle feil tidlig. Derfor kan vedlikehold planlegges, og sannsynligheten for utidig varsel eller tur reduseres.

Rapporteringsfunksjonen til kontrollere kan også programmeres til å sende e-post daglig med kritiske driftsparametere til nøkkelpersonell eller tjenesteleverandøren. Tidligere har tradisjonelle vedlikeholdsledere hengt et utklippstavle på kompressoren med en blyant eller penn festet. Hver time ble vedlikeholdspersonell pålagt å bla gjennom den lokale kontrollskjermen og registrere driftsparametrene på utklippstavlen. Arkene ble samlet daglig og lagret omgående på et sted ingen noensinne kunne finne når det var nødvendig. Vurder å gå inn i den posten automatisk hver time, eller med hvilket som helst intervall brukeren ønsker, og ta opp den til et PDF-dokument som kan sendes og / eller lagres elektronisk for enkel henting.

For planlagt vedlikehold bør en vedlikeholdsplanlegger også spesifiseres. Påminnelser og planleggere er mulig, så ikke vedlikehold går glipp av, noe som skaper tillit til driften og påliteligheten til utstyret.

Kontrollene fortsetter fremover med økt fokus på forbedret produktivitet og bærekraft. Kanskje en samtale til leverandøren din kan være for å forbedre operativsystemet ditt for å maksimere påliteligheten og effektiviteten.

---- http: //www.hqcompressor.com