एकल-कंप्रेसर सिस्टम के लिए VFD एयर कंप्रेशर्स को आकार देना
टिम डुगन, पीई अध्यक्ष, संपीड़न इंजीनियरिंग निगम द्वारा
परिचय
एक अंतिम उपयोगकर्ता के रूप में, क्या आपने कभी सबसे बड़े वीएफडी एयर कंप्रेसर में डालने का संदेश सुना है, और सिस्टम हमेशा विश्वसनीय और कुशल होगा। ऑडिट क्यों करते हैं? बस साइट पर कंप्रेशर्स जोड़ें और उस आकार या बड़े के लिए एक वीएफडी डालें। क्यों कई कम्प्रेसर, भंडारण, अनुक्रमण, आदि की जटिलता है? इससे भी बेहतर, उनमें से दो में डाल दिया, एक पूरे सिस्टम के लिए, और एक बैक-अप के लिए। यदि आप एक छड़ी को लहर कर सकते हैं, तो वह नहीं होगा जो हर प्रणाली को दिखना चाहिए? पूर्ण शांति और दक्षता, विश्वसनीयता के 100% विश्वास के साथ।
प्रोग्राम मैनेजर, मूल्यांकनकर्ता या ऑडिटर के रूप में यूटिलिटी रिबेट / इंसेंटिव बिज़नेस से जुड़े पाठकों को पता है कि इस प्रकार के निर्णयों को छूट द्वारा प्रोत्साहित किया गया है, और यह कि कई सिस्टम उस मोड में काम नहीं कर रहे हैं, जो वे करने वाले थे। या विश्वसनीयता समस्याओं के कारण बिल्कुल भी काम नहीं कर रहे हैं।
मेरे अधिकांश ऑडिट कई प्रकार और कंप्रेसर कमरे के साथ, 500 से अधिक hp कुल स्थापित एयर कंप्रेशर्स वाले "बड़े", जटिल सिस्टम, सिस्टम पर हुए हैं। "सामान्य" प्रणालियों के बारे में क्या है जो मैं 10: 1 को देखता हूं? एक कंप्रेसर कमरे वाले, और 100 hp से कम स्थापित? क्या एक VFD कंप्रेसर को पूरे आकार के बैक-अप सिस्टम के साथ चलाना उचित नहीं है? और यदि हां, तो आपको कंप्रेसर का आकार कैसे देना चाहिए?
इस लेख में, मैं एक योग्य "हां" के साथ प्रश्न का उत्तर देना चाहता हूं। हां, कई प्रणालियां हैं जहां यह हो सकता है। मैं वर्णन करूंगा कि आपको केवल एक की आवश्यकता कहां है, और उन मामलों में, उस एक कंप्रेसर को कैसे आकार देना है।
सारांश
संक्षेप में, मैं एक ही VFD कंप्रेसर (बैकअप के साथ) का उपयोग करने की सलाह देता हूं:
मांग का स्तर ज्ञात है और कंप्रेसर का आकार इतना है कि मांग अधिकतम 30% और 80% अधिकतम कंप्रेसर के बीच भिन्न होती है।
डिमांड प्रोफ़ाइल कम अंत में अक्सर नहीं बैठती है।
अगले 10 वर्षों में उपयोग में कोई बड़े बदलाव की आशंका नहीं है।
वर्तमान में प्रणाली केंद्रीकृत है और इस तरह से रहने की संभावना है।
आप पूर्ण आकार का बैकअप ले सकते हैं।
30 से 80% के बीच की मांग
आप अपनी मांग को कैसे जानते हैं, कंप्रेसर आकार को "स्वीट स्पॉट" में प्राप्त करने के लिए? कुछ कहते हैं "ऑडिट" करो। मुझे लगता है कि यदि आप मेरे जैसे एक आदमी को $ 3k से $ 10k का भुगतान करना चाहते हैं, तो यह बहुत अच्छा है, और मांग की सिर्फ एक तस्वीर प्राप्त करें और इसके साथ आने वाली परामर्श सलाह की आवश्यकता है। या आप एक VFD कंप्रेसर आकार में मदद करने वाले विक्रेताओं से एक "मुक्त" प्राप्त कर सकते हैं। यह ठीक है अगर उनका ऑडिट "ब्लैक बॉक्स" प्रवाह की सही गणना करता है।
मैं कहता हूं कि मांग 30% से कम नहीं होनी चाहिए क्योंकि अधिकांश VFD कंप्रेशर्स की दक्षता 50% की गति से गिरना शुरू हो जाती है, और न्यूनतम गति से टकरा जाने से आपकी स्थिति खराब हो जाती है। इसके अलावा, कंप्रेसर तेल पर्याप्त गर्म नहीं होगा यदि लंबी अवधि के लिए न्यूनतम गति पर, जिससे विश्वसनीयता की समस्या हो। दिलचस्प है, मोटर एक अपवाद है। यह सबसे कम गति से सबसे गर्म चलता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह एक निरंतर टॉर्क एप्लिकेशन है, साथ ही स्लिपेज इसे कम गति पर और भी अधिक टॉर्क बनाता है, और मोटर कूलिंग कम गति से काफी कम हो जाती है। यदि आप मोटर घुमावदार चालू पर एक सीटी दबाते हैं, तो आप देख सकते हैं कि घुमावदार चालू वास्तव में कम गति से उगता है।
जिस कारण से आप अक्सर 80% से ऊपर नहीं होना चाहते हैं वह यह है कि इसकी दक्षता उच्च अंत पर भी गिरती है, और उस बिंदु पर वर्तमान उच्च है। ऐसा इसलिए है क्योंकि कंप्रेसर "वेस्टेज" नुकसान अधिक है। यह "टिप स्पीड" आदर्श से अधिक है। चित्रा 1 एक विशिष्ट प्रदर्शन वक्र (CAGI डेटा शीट से) 50hp VFD स्क्रू कंप्रेसर के लिए दिखाता है।
चित्र 1. CAGI डेटा शीट से 50 hp VFD वायु कंप्रेसर के लिए एक विशिष्ट प्रदर्शन वक्र।
तुलना के लिए, मैंने एक ही निर्माता से दो विकल्पों के साथ इस कंप्रेसर की तुलना की, एक एकल लोड-अनलोड और एक डुप्लेक्स आधा-आकार लोड-अनलोड। निचे देखो:
चित्रा 2. एकल लोड-अनलोड और एक डुप्लेक्स आधा-आकार लोड-अनलोड विकल्पों के साथ VFD की तुलना करना।
भले ही VFD कंप्रेसर "विशिष्ट प्रदर्शन" (kW / 100 acfm) कम गति पर आदर्श से कम है, इसके नुकसान लोड-अनलोड विकल्पों के निश्चित नुकसान से कम हैं, खासकर कम अंत में। हालांकि, ध्यान दें कि उच्च अंत में लोड-अनलोड कंप्रेशर्स कैसे बेहतर होते हैं, और 50% से 70% को छोड़कर प्रोफाइल के डुप्लेक्स बहुत करीब हैं। लेकिन कम अंत में कम तेल ताप और उच्च मोटर घुमावदार हीटिंग याद रखें।
आइए एक लोड प्रोफ़ाइल (चित्र 3) को देखें जो एक एकल वीएफडी कंप्रेसर के लिए अच्छी तरह से अनुकूल नहीं हो सकती है। यह वह जगह है जहां कई बड़ी मांगें हैं जो आती हैं और जाती हैं, और बीच में कम मांग के साथ दबाव। निचे देखो। जब आप अपने कंप्रेसर को पीक डिमांड पर 25% आकार देते हैं, तो आप इस प्रकार के प्रोफाइल में दूसरे छोर पर एक मोड़-डाउन समस्या को समाप्त कर सकते हैं। मांग प्रति सप्ताह एक 50hp VFD कंप्रेसर के 34 घंटे के निचले छोर पर है। इस बात पर निर्भर करते हुए कि उत्पादन अक्सर पर्याप्त होता है, आप इस प्रकार की मांग के लिए एक मल्टीपल कंप्रेसर सिस्टम का उपयोग करना चाह सकते हैं, आदर्श रूप से डुप्लेक्स 25hp। यह एक निर्णय कॉल है।
चित्रा 3. कई मांग चोटियों के साथ लोड प्रोफाइल एक एकल VFD के लिए समस्याग्रस्त हो सकता है।
यहाँ मेल प्रवाह प्रोफ़ाइल पर मेरा नियम है : यदि एक VFD कंप्रेसर का आकार 30-80% प्रवाह सीमा में हो सकता है, तो यह एक अच्छा फिट हो सकता है।
कम मांग समय अत्यधिक नहीं है
यह कम-अंत समस्या के लिए वापस आ रहा है। यदि संयंत्र पर हर समय दबाव डाला जाता है, लेकिन केवल एक पारी चलती है, तो इसका मतलब होगा कि हवा कंप्रेसर सिर्फ दो-तिहाई लीक खिला रहा है। छोटे पौधे, जहां एकल VFD कंप्रेशर्स अच्छी तरह से काम करते हैं, उनके रिसाव को कम करने और उन्हें ठीक करने के लिए अधिक समय लगता है। चित्र 4 चार्ट दो शिफ्ट ऑपरेशन के लिए है जिसमें कम दूसरी शिफ्ट है। मैंने इसे एक शिफ्ट होने के लिए नीचे दिया। कम अंत समय प्रति सप्ताह 80 घंटे तक चला गया। सिंगल VFD कंप्रेशर्स दो-शिफ्ट और तीन-शिफ्ट ऑपरेशन के लिए अच्छे हैं, या जहां रात में कंप्रेसर बंद है, सिंगल-शिफ्ट ऑपरेशन नहीं जो ज्यादातर समय दबाव में रहते हैं।
चित्रा 4. कम मांग की अवधि को मापने।
यहां कम मांग पर मेरा नियम है: यदि मांग VFD के 30% आकार से कम है, तो समय के 30% से अधिक, एक एकल VFD कंप्रेसर एक अच्छा फिट नहीं हो सकता है।
उत्पादन प्रक्रिया स्थिर है
कुछ पौधों को एक काम करने के लिए बनाया जाता है, और तब तक चलाया जाता है जब तक उपकरण अपने उपयोगी जीवन के अंत तक नहीं पहुंच जाते हैं या बाजार गायब हो जाता है। यह तब विशिष्ट होता है जब एक बार में एक प्रमुख निवेश होता है, जैसे दो प्रोडक्शन लाइनों के साथ एक फिल्म निर्माता। यह एक अपेक्षाकृत छोटा पौधा है जिसे 50 hp एयर कंप्रेसर द्वारा खिलाया जा सकता है, और मांग यह नहीं है कि परिवर्तनशील, ज्यादातर स्थिर दबाव और छोटे सिलेंडर। बड़े सिरे पर, यह एक मशीन के साथ एक छोटा नालीदार या लाइनरबोर्ड संयंत्र हो सकता है।
हालाँकि, सिस्टम जितना बड़ा हो जाता है, उसकी मांग में उतनी ही यादृच्छिकता आती है, और अधिक बार बदल जाती है। विशेष रूप से पौधे जिन्हें मैं "क्लासिक कार संग्रह" कहता हूं। ये प्लांट एक बड़ी वेयरहाउस बिल्डिंग हैं जिसे निवेशकों का एक समूह बेतरतीब इस्तेमाल की गई उत्पादन मशीनरी में फेंक देता है। एक खाद्य प्लास्टिक निर्माता (मोल्डिंग ऑपरेशन) या एक "न्यूट्रास्युटिकल" (स्वास्थ्य गोलियाँ निर्माता) की तरह। चूँकि वहाँ पर बहुत सारी उपलब्ध मशीनरी का उपयोग किया जाता है, और इसे खरीदा जा सकता है और एक सपाट बिस्तर ट्रक पर रखा जा सकता है, यह संयंत्र इस्तेमाल की जाने वाली मशीनों के एक समूह का एक संग्रह है जो बाज़ार के निशानों को फिट करते हैं। छोटे सिस्टम आमतौर पर एक से दो उत्पादन लाइनों का समर्थन करते हैं, और संयंत्र उन लाइनों के साथ जमीन में बनाया और चलाया जाता है। बड़े पौधे कभी-कभी हमेशा बदलती उत्पादन लाइनों का संग्रह होते हैं। आप अपने इच्छित सभी मापों को प्रवाहित कर सकते हैं, और आपको करना चाहिए, लेकिन आप एक VFD कंप्रेसर के मीठे स्थान को नहीं मार पाएंगे।
यहाँ मांग यादृच्छिकता पर मेरा नियम है: यदि संयंत्र की उत्पादन प्रणाली स्थिर है, तो एक एकल VFD कंप्रेसर एक अच्छा फिट हो सकता है।
सिस्टम केंद्रीकृत है
एक संपीड़ित वायु प्रणाली का काम करना, जिसमें एक क्षेत्र में माना जाता है कि एक VFD एयर कंप्रेसर है और अन्य कंप्रेशर्स चारों ओर घूमते हैं, जिसे बदलने का इरादा था, आम तौर पर कुछ वर्षों के बाद अच्छी तरह से काम नहीं करता है। अन्य कंप्रेशर्स स्वचालित रूप से या मैन्युअल रूप से शुरू हो सकते हैं, और VFD को इसके मीठे स्थान में संचालित नहीं कर सकते हैं। इसलिए, पहले से ही केंद्रीकृत सिस्टम में VFD कम्प्रेसर को लागू करने से इन परिदृश्यों से बचें, या सिस्टम को केंद्रीकृत आउटलेर्स द्वारा केंद्रीकृत करें और केंद्र का निर्माण करें।
सामान्य तौर पर, सबसे छोटे अमेरिकी विनिर्माण संयंत्रों में "कंप्रेसर कक्ष" बिल्कुल नहीं होता है। कम्प्रेस्ड एयर इक्विपमेंट (कंप्रेशर्स, ड्रायर्स, टैंक) जहाँ कहीं भी हों, वहां अक्सर एक-दूसरे के समान जगह पर जाम हो जाते हैं। मैं इन "कंप्रेसर क्षेत्रों" को बुलाता हूं। बड़े, अच्छी तरह से इंजीनियर पौधों में (या एक) एक केंद्रीकृत कंप्रेसर कक्ष होता है जिसे काफी बड़ा बनाया जाता है - और इसमें पर्याप्त विद्युत आपूर्ति और शीतलन क्षमता होती है - जिसकी सबसे बड़ी संभावित संपीड़ित हवा प्रणाली होती है जिसकी आवश्यकता हो सकती है। किस नियमित अंतराल पर वह घटित होता है? प्रायः नहीं। यहां तक कि "केंद्रीकृत" प्रणालियां संयंत्र के "स्लम" में होती हैं, पुराना हिस्सा जहां कोई निवेश नहीं हो रहा है, और नए उपकरण और परिवर्धन परिधि के लिए बाहर जाते हैं, और एक और कंप्रेसर जोड़ा जाता है। क्या सभी नए उत्पादन भवनों को एक कंप्रेसर की आवश्यकता नहीं है? बिल्डिंग डिज़ाइनर ऐसा सोचते हैं…
जैसा कि आप मेरी टिप्पणियों से देख सकते हैं, सैकड़ों पौधों में अनुभव के आधार पर, केंद्रीकृत कंप्रेसर कमरों के साथ पौधों की संख्या जो उस तरह से रहने वाली हैं, बहुमत में नहीं हैं। एक सुविधा इंजीनियर, सिस्टम डिजाइनर या आपूर्तिकर्ता के रूप में, आपको उस दिशा में प्रबंधन को स्थानांतरित करना चाहिए, यदि सभी एक झपट्टा में नहीं, धीरे-धीरे। उस निर्णय में पाइपिंग वितरण, भंडारण और अन्य कारकों पर विचार करें।
वैसे भी, यदि आपके पास मौजूदा पीक डिमांड पर कम से कम 50% के लिए पर्याप्त पर्याप्त पाइपिंग लूप और सिंगल कंप्रेसर रूम है, तो आप शायद इस धारणा के साथ ठीक हैं कि कंप्रेसर कमरे का स्थान संयंत्र के जीवन के लिए स्थिर है। अब आप उस कमरे में एक वीएफडी कंप्रेसर लगा सकते हैं, उसके पास पर्याप्त स्टैंडबाय और वेंटिलेशन प्रदान कर सकते हैं, इसके बगल में स्टैंडबाय और दोनों के लिए ड्रायर। आदर्श रूप से मांग नियंत्रण के साथ। ठीक है मैं फिर से सिस्टम डिजाइन में आ रहा हूं, मैं माफी चाहता हूं।
यहाँ केंद्रीकरण पर मेरा नियम है: यदि कंप्रेसर कक्ष नया है या स्थायी रूप से केंद्रीकृत होने के लिए संशोधित किया जा सकता है, तो एक एकल VFD कंप्रेसर एक अच्छा फिट हो सकता है।
आप एक पूर्ण आकार के बैकअप को वहन कर सकते हैं
यदि आप अपने सभी फंड एक एयर कंप्रेसर पर खर्च करते हैं, और बैकअप नहीं ले पाते हैं, तो आपने अपने प्लांट की विश्वसनीयता को काफी कम कर दिया है। आप दो नए 20-वर्षीय कंप्रेशर्स के साथ एक ब्रांड नए के साथ अधिक विश्वसनीय हैं। VFD कंप्रेशर्स मुश्किल हो सकता है जब वे "शिशु मृत्यु दर" के माध्यम से प्राप्त करते हैं, और यदि आपके पास बैक-अप नहीं है, तो आपके पास गंदे बिजली, कंपन, उच्च तापमान वाली ठंडी हवा और अन्य चीजों का एक गुच्छा होने के कारण संयंत्र बंद हो सकता है। कि आपके पुराने कंप्रेशर्स बर्दाश्त करते थे। इसलिए यदि आपको एक नया टेस्ला मिलता है, तो सुनिश्चित करें कि आपके पास पुराना लिंकन टाउनकार जाने के लिए तैयार है, या एक लेने के लिए तैयार है, और इसे गर्म स्टैंडबाय में डालें।
यहाँ बैकअप पर मेरा नियम है: एक एकल VFD कंप्रेसर प्रणाली के लिए एक पूर्ण आकार का बैक-अप लें।
निष्कर्ष
यदि आप इन नियमों के अनुसार अपना एकल वीएफडी कंप्रेसर स्थापित करते हैं, तो आपके पास अपने उद्देश्यों को पूरा करने का एक अच्छा मौका होगा-बस उन्हें सुनिश्चित करें।
30-80% स्पीड रेंज में रहें।
सिंगल-शिफ्ट से हमेशा दबाव वाले सिस्टम से बाहर रहें।
स्थिर प्रणालियों पर लागू करें।
केंद्रीकृत प्रणालियों पर लागू करें।
पूर्ण आकार का बैक-अप लें।
