Проблема регулировки объема воздуха, оставшегося после регулировки потока воздуха без ступенчатой настройки!
Thread Content
У кого из пользователей есть знания по регулировке объема воздуха, устранению неисправностей и соблюдению соответствующих правил? Какие параметры имеются в интерфейсе управления DCS? Помимо нагрузки на регулировку зазора, необходимо ли увеличивать такие параметры, как давление гидравлического масла и давление утечки газа? Должен ли коэффициент сжатия на каждом уровне также вводиться внутрь как параметр для сравнения?
Я не совсем понимаю, что такое зазор. У меня есть система плавной регулировки объема воздуха:о
Хорошо, есть ли какие-нибудь материалы? Можно ли их поделиться?
Вы можете посмотреть мой пост, в нем есть фотографии с места проведения. Я не могу загрузить сюда материалы в формате PPT. Можете дать мне свой адрес электронной почты? Я отправлю их вам
502481336@qq.com Спасибо!
Информация уже отправлена на вашу электронную почту, пожалуйста, проверьте её
Компания Shandong Haihua Chemical Co., Ltd. – проект по внедрению системы управления компрессорами ASSV1.0 модели 4M32-13.82/24-186. Техническое обоснование: Луо Синьмин, телефон: 13870209881. Руководитель проекта: Хань Тао, телефон: 18654614566. Компания Jiangxi Jiujiang Daan Automatic Control Equipment Co., Ltd., компания Shandong Youcheng Energy Saving Technology Co., Ltd. Май 2017 года. Содержание: 1. Значительные преимущества использования системы управления ASSV1.0 ………………………………2. Обоснование проекта и необходимость его реализации …………………………………………23. Принципы работы системы ASSV1.0 и её состав …………………………………………34. Содержание строительства проекта …………………………………………………………75. Настройки системы ………………………………………………………………………86. Преимущества системы ………………………………………………………………97. Ситуация на рынке ……………………………………………………………11. Значительные преимущества использования системы управления ASSV1.0. Согласно данным, полученным в результате осмотра компрессоров 13 мая 2017 года, компрессоры модели 4M32-13.82/24-186, используемые на предприятии Shandong Haihua Chemical Co., Ltd., имеют нормальную производительность в 17360 Нм³/ч. Учитывая изменения давления в процессе работы, производительность снижается до примерно 16000 Нм³/ч. Однако на практике производительность составляет около 11000 Нм³/ч. Это означает, что примерно 31% энергии, затрачиваемой на сжатие, теряется впустую. 1.1 Преимущества использования системы управления ASSV1.0 1.1.1 Возможность автоматической, непрерывной и быстрой регулировки в диапазоне нагрузки от 60 до 100% в соответствии с требованиями основных контролируемых параметров ； 1.1.2 Обеспечивается автоматическое регулирование давления на различных ступенях в зависимости от степени сжатия, благодаря чему компрессор постоянно работает в оптимальном режиме ； 1.1.3 Возможна плавная загрузка компрессора, бесшумный переключение и остановка ； 1.1.4 Позволяет улучшить работу компрессора, способствуя снижению трения в движущихся механизмах ； 1.1.5 Охлаждение внешней поверхности цилиндра с зазором позволяет компрессору приближаться к процессу изотермического сжатия, что способствует максимальному снижению энергопотребления ； 1.1.6 Оказывает значительное снижающее воздействие на компрессоры с высоким уровнем вибрации. 1.2 Экономическая эффективность внедрения системы управления ASSV1.0
1.2.1 Данный компрессор оснащен системой бесступенчатой регулировки объема зазорного пространства ASSV1.0. Благодаря этому ежегодно удается сэкономить примерно 0,31*1600*8000 = 3 968 000 кВт·ч электроэнергии, что в пересчете на юани составляет около 3 968 000 * 0,70 = 2 777 600 юаней. Следовательно, инвестиции могут окупиться уже в краткосрочной перспективе. 1.2.2 Энергосбережение и снижение затрат, высокая окупаемость инвестиций ； 1.2.3 Низкая цена — примерно 30% от цены импортного оборудования ； 1.2.4 Низкая стоимость использования, практически не требует обслуживания. 2. Предпосылки проекта и необходимость его реализации. Для установок гидрогенизации воскового масла компании Shandong Hai Chemical Co., Ltd., а именно для компрессоров нового типа C1102A/B моделей 4M32-13, 82/24-186, согласно данным, полученным в результате осмотра объекта на месте, расчетный расход водорода составляет примерно 16000 Нм3/ч. В реальных условиях эксплуатации данного оборудования объем газа, необходимый для производства, составляет примерно 11000 Нм³/ч. Этот показатель соответствует примерно 69% от общего количества газа, требуемого для работы оборудования. При этом мощность валов оборудования по-прежнему остается на уровне полной нагрузки, что приводит к потере примерно 31% от всей мощности валов. Традиционными способами регулировки объема воздуха в поршневых компрессорах являются регулировка с помощью клапана подачи воздуха, регулировка с использованием постоянной зоны свободного пространства и боковая регулировка. При этом регулировка клапана подачи воздуха и регулировка камеры запаса осуществляются постепенно, тогда как регулировка через обходной путь является регулировкой с затратой энергии. В настоящее время регулировка клапанов впуска в ходе некоторых процессов является способом с большим диапазоном регулировки и хорошей энергосберегающей эффективностью. Данный способ позволяет осуществлять бесступенчатую регулировку объема воздуха в диапазоне 20–100%, однако поскольку время открытия впускного клапана должно быть строго определенным, предъявляются высокие требования к системе управления и исполнительным механизмам, что влечет за собой значительные затраты. Компания Shandong Youcheng Energy Saving Technology Co., Ltd., используя патентованную технологию «Устройство для безступенчатой регулировки зазора в поршневых двигателях с компрессорами», разработала систему безступенчатой регулировки объема потока газа ASSV1.0 (далее — система ASSV1.0). Без изменения первоначальной конструкции самого компрессора и его системы управления, производится лишь модификация крышки цилиндра компрессора с удалением первоначальной крышки, обеспечивающей зазор. Благодаря интеллектуальному регулированию с помощью электрогидравлического механизма, в соответствии с заданными параметрами управления можно автоматически осуществлять плавную бесступенчатую регулировку расхода в диапазоне от 60% до 100%, а также регулировку степени сжатия на каждом этапе. Кроме того, можно легко обеспечить плавный запуск, переключение и остановку компрессора; при этом в течение короткого времени можно проводить техническое обслуживание и ремонт системы управления без необходимости останавливать компрессор. Система управления ASSV1.0 использует проверенный и универсальный метод управления гидравлическими системами с помощью ПЛК, что позволяет автоматически регулировать производительность компрессора и степень сжатия на каждом этапе. Система отличается низкими затратами на внедрение и обслуживание, высокой стабильностью выходного потока воздуха, гибкостью настройки параметров и надежностью в работе. Благодаря отсутствию избыточного объема воздуха, проходящего многократно через впускной клапан, потери на сопротивление минимальны, что сокращает срок износа впускного и выпускного клапанов. Кроме того, эффективность экономии энергии также выше по сравнению с методом регулировки с помощью клапанов, открывающихся на определенный ход. Учитывая вышеизложенное, мы рекомендуем установить на новый водородный компрессор 4M32-13,82/24-186 моделей C1102A/B для установки гидрогенизации парафинового масла в компании «Шаньдун Хайхуагонг Юсянь Гунси» энергосберегающее оборудование с системой управления ASSV1.0, разработанной нашей компанией. 3 Принцип работы и состав системы управления ASSV1.0
3.1 Принцип работы
На рисунке 1 представлена схематическая диаграмма компрессора с постоянным зазором Vc, а также диаграмма индикаторной работы для идеального газа. На графике горизонтальная ось V обозначает изменение объема цилиндра, а вертикальная ось P — изменение давления в цилиндре. P1 и P2 соответственно обозначают давление при впуске и выхлопе воздуха. На рисунке 1—2—3—4 показана схема цикла полного выпуска выхлопных газов при наличии объема свободного пространства Vc. Благодаря наличию зазорного объема Vc газ начинает поступать в цилиндр лишь после того, как поршень переместится вправо до положения 4; при этом объем газа в цилиндре увеличивается с Vc до V4, а давление понижается с P2 до P1. Длина соответствующего отрезка для объема входящего воздуха составляет 4–1, процесс сжатия — 1–2, процесс выпуска выхлопных газов — 2–3, а процесс расширения — 3–4. Площадь, ограниченная линиями 1—2—3—4—1, представляет собой работу, необходимую для одного цикла движения. На рисунке 2 показана схема компрессора с фиксированным зазором Vc и увеличенным объемом зазора до Vc′, а также диаграмма рабочей энергии идеального газа. На графике горизонтальная ось V обозначает изменение объема цилиндра, а вертикальная ось P — изменение давления в цилиндре. P1 и P2 соответственно обозначают давление при впуске и выхлопе воздуха. Длина соответствующего отрезка для объема входящего воздуха составляет 4′-1, процесс сжатия — 1—2′, процесс выпуска воздуха — 2′—3, процесс расширения — 3—4′. Площадь, ограниченная линиями 1–2′–3–4′–1, представляет собой работу, необходимую для одного цикла движения. При увеличении зазора до Vc′ снижаются как объем выхлопных газов, так и энергозатраты. Регулировка регулируемого зазора представляет собой метод, при котором на основе фиксированной регулировки зазора фиксированный зазор заменяется зазором с возможностью непрерывной регулировки его объема. Удаляется крышка, обеспечивающая соединение помещения для контроля вспомогательного зазора с цилиндром; регулируемый цилиндр напрямую соединен с внешним цилиндром, в результате чего газ, проходящий через регулируемый цилиндр, практически не теряет энергии из-за сопротивления. Как показано на рисунке 3 — в схеме регулировки зазора и на диаграмме рабочего процесса, — при необходимости снижения объема выхлопных газов можно увеличить объем зазора до Vc′. В этом случае диаграмма цикла мощности будет иметь вид 1–2′–3–4′. Количество поступающего воздуха уменьшается от длины отрезка 4–1, соответствующей полному объему поступающего воздуха, до длины отрезка 4′–1. Процесс сжатия происходит по линии 1–2′; скорость увеличения силы на поршне в процессе сжатия меньше, чем в случае, когда объем зазора равен Vc. Количество выходящего воздуха уменьшается от длины отрезка 2–3, соответствующей полному объему выходящего воздуха, до длины отрезка 2′–3. Поскольку не существует дополнительного сопротивления, в процессе цикла расширения 3–4′ газ оказывает давление на поршень компрессора, что снижает нагрузку на шатуны и connecting rods. Когда необходимо, чтобы объем выхлопных газов из внешнего цилиндра был равен нулю, можно увеличить объем свободного пространства до Vc″. В этом случае газ под высоким давлением, находящийся в этом свободном пространстве, расширяется до момента окончания процесса всасывания Vs. Линии расширения и сжатия сливаются в одну, как показано на рисунке 3: линии 1–3–3–4″. Как видно из принципа работы системы управления ASSV1.0, показанного на рисунке 4, для двухдействующих цилиндров можно использовать обычные электрогидравлические устройства управления. С помощью контроля положения поршня с запасом можно достичь непрерывной регулировки объема выходящего газа от 60% до 100%. Система управления ASSV1.0 — это цифровая электрогидравлическая система безступенчатой регулировки расхода газа, разработанная специально для поршневых компрессоров; она подходит для компрессоров с радиальным расположением газовых клапанов. Система управления может регулировать объем подаваемого газа в соответствии с заданными параметрами, указанными значениями или путем ручного ввода данных. Это осуществляется с помощью электрохидравлической системы управления положением, состоящей из программируемого контроллера PLC, пропорциональных клапанов, датчиков положения и сервоцилиндров. Благодаря этому поршень цилиндра с зазором может перемещаться по прямой линии в соответствии с входными сигналами. Таким образом обеспечивается регулирование объема зазора на разных уровнях, что в свою очередь позволяет контролировать объем выходящих газов компрессора и соотношение сжатия между ступенями. В исполнительной части цилиндра имеется функция защиты от утечек: она предотвращает попадание воздуха в гидравлическую систему и утечку масла в цилиндр компрессора. Рисунок 4. Принцип работы поршня с регулируемым зазором в системе управления ASSV1.0. 3.2 Состав системы показан на схеме основных компонентов системы управления ASSV1.0. Как видно на рисунке 5, в компрессоре с одним цилиндром и первой ступенью, оснащенном системой управления ASSV1.0, основные компоненты включают систему управления приборами, гидравлическую систему управления, исполнительные механизмы в виде гидроцилиндров, а также электрические и гидравлические трубопроводы. 3.2.1 Система управления приборами. Система управления приборами включает в себя контроллер PLC, модули АЦП для сбора сигналов и устройства отображения информации. Она обеспечивает обработку сигналов между внутренними компонентами системы и пользовательской системой DCS. Эта система служит своего рода мостом, соединяющим систему управления ASSV1.0 с пользовательской системой DCS. Благодаря ей осуществляется автоматическое управление в соответствии с требованиями к давлению, расходу и температуре. 3.2.2 Гидравлическая система управления. Станция гидравлического масла подает высокодавленное гидравлическое масло в исполнительные механизмы. Благодаря встроенному шестеренчатому насосу давление гидравлического масла повышается от атмосферного до примерно 14 МПа (точное значение давления зависит от максимального давления воздуха при входе и выходе из компрессора). Автозаправочная станция включает в себя такие компоненты, как насос моторного масла, электромагнитный клапан, пропорциональный клапан, реле температуры, датчик давления, переключатель уровня жидкости, фильтр, бак и т. д. Рисунок 5. Схема основных компонентов системы управления ASSV1.0. Рисунок 3.2.3. Исполнительный механизм в виде гидроцилиндра. Исполнительный механизм состоит из цилиндра с зазором, гидроцилиндра, поршня и датчика положения. Благодаря электрогидравлической системе управления, в которую входят программируемый контроллер PLC, пропорциональный клапан, датчик положения и сервогидроцилиндр, поршень цилиндра с зазором может перемещаться по прямой линии в соответствии с входными сигналами. Это позволяет осуществлять сервоуправление изменением объема зазора на разных уровнях, а также контролировать объем выходящих газов компрессора и коэффициент сжатия на разных этапах. 4. Содержание строительства проекта: система управления ASSV1.0 предназначена для работы с регулирующими клапанами, которые принимают стандартные токовые сигналы в диапазоне 4–20 мА. Её можно легко интегрировать в существующие системы управления типа DCS пользователя. К сигналам, которые необходимо передавать, относятся сигналы управления от системы DCS (токовые сигналы 4–20 мА), а также давление на входе и выходе компрессора на разных этапах его работы. Под контролем датчика давления система управления ASSV1.0 автоматически регулирует степень сжатия на последующих этапах в соответствии с установленным соотношением сжатия. С помощью контроллера PLC вычисляется параметр, необходимый для управления пропорциональным клапаном, что позволяет контролировать объем и давление. Основные этапы реализации проекта по оснащению компрессора системой управления ASSV1.0 включают: 4.1 Часть приводных механизмов — для выполнения задач управления снимаются все исходные крышки компрессора, после чего устанавливается гидравлический привод с цилиндром регулировки зазора. 4.2 Часть с приборами — приборы включают контроллер PLC, преобразователь аналого-цифрового формата, цветной ЖК-экран с сенсорным управлением, источник питания с регулировкой напряжения и привод для пропорционального клапана; все они размещаются в взрывозащищенном корпусе на месте установки. 4.3 Часть гидравлического устройства — гидравлическая система обеспечивает гидравлическую энергию для гидравлических исполнительных механизмов; она соединена с блоком управления приборами и может быть установлена непосредственно на полу рядом с компрессором, расположенным в защищенном от вибраций помещении. Рисунок 6. Установка системы управления ASSV1.0 на объекте. 4.4 Этап установки — Компания Джиуцзян Даань предоставляет полный набор технической документации, связанной с компонентами системы управления ASSV1.0, а также необходимую техническую поддержку, что позволяет завершить настройку системы. Схема установки системы управления ASSV1.0 показана на рисунке 6 и в основном включает в себя следующие части:: 4.4.1 Установите цилиндры зазора для приводов на всех уровнях 4.4.2 Установите гидравлические масляные станции 4.4.3 Установите все гидравлические металлические трубы и шланги 4.4.4 Установите все кабели шкафа управления, внешние кабели шкафа управления и т. д. 4.4.5 Установите датчики смещения и кабели 5 Конфигурация системы основана на структурных условиях работы компрессора на месте и стандартном плане конфигурации системы управления ASSV1.0. Рекомендуемый базовый комплект поставки указан в таблице ниже.: Цилиндр зазора привода 45 # Датчик смещения Чанчжоу Тяньюй CHM0xxxMGR Уплотнительное кольцо Tebeckford в Пекине, опорное кольцо фторкаучук, ПТФЭ, полиуретан Топливный бак британской гидравлической станции Hulett, самодельный взрывозащищенный двигатель из нержавеющей стали 304 YBxn3100L/3KW (указан) Печатная плата гидравлического масла Наньян, сплав алюминия, самодельный электромагнитный реверсивный клапан DSG-01-3C4/D24 Датчик давления Youyan 3051 Предохранительный клапан Rosemount DBDH6K10/10Mpa Ручной реверсивный клапан Huade SDF-02-01 Самодельный аккумулятор NXQ-25 Прецизионный фильтрующий элемент Fenghua 5U-JFX-76H Институтский манометр 707 DS63-D Биметаллическая температура Ухань Пайсян WSX-71 Гидравлическое реле уровня известкования YKJD24-300 Гидравлический воздушный фильтр известкования EF3-40 Гидравлический затвор для известкования YKF-02-02 Самодельный термометр уровня жидкости YWZ-300T Впускной фильтр гидравлического насоса для известкования XU-63X80-J Гидравлический запорный клапан для известкования JF-01-01 Самодельный гидравлический масляный насос ALP2A-D-16 Итальянская система управления Mazzucci ПЛК S7-200 Дисплей Siemens Цветной 10-дюймовый сенсорный ЖК-экран Модуль AD Kunlun Tongtai Mitsubishi или клеммная колодка Siemens JX--02--01 Импульсный источник питания Phoenix SE-350 Тайвань Реле MEAN WELL Выключатель питания Omron Z8030 Взрывозащищенный приборный ящик Huarong YX-01 Система обнаружения безопасности Huarong Преобразователь давления Daan AST Американский запорный клапан Rosemount JF-01-01 самодельный манометр Y100BFZ Шанхай Ичуань пневматический односторонний клапан KA-15 (согласно SMC) Электромеханический пневматический редукционный клапан Xinyang клапан QTY-8 (указанный SMC) Нефтепровод Leqing Shunyuan из нержавеющей стали 304 Самооборудованный цилиндр с водяным охлаждением В комплект поставки входят цилиндры с цилиндром, системы шкафа управления и цилиндр с цилиндром для кабелей шкафа управления, но не включает шкаф управления для кабелей диспетчерской и силовых кабелей. Область обслуживания: не включает установку цилиндров с запасом на месте и подключение электрических приборов; предусматривает руководство по установке, настройке и обучению на месте. Примечание: вся вышеуказанная настройка осуществляется в соответствии с требованиями заводской комплектации. Преимущества системы 6: Преимущества использования контрольной системы ASSV1.0 заключаются прежде всего в следующем. 6.1 Управляемость системой. После установки на компрессорное оборудование системы управления ASSV1.0 возможно автоматическое регулирование нагрузки компрессора в диапазоне от 60% до 100% с помощью гидравлических исполнительных механизмов – в ручном режиме, в автоматическом режиме на месте или с использованием системы DCS. Регулировка объема воздуха, выдаваемого компрессором, упрощается: достаточно изменить положение зазора в гидроцилиндре исполнительного механизма, после чего система автоматически подстраивает значение давления на выходе. После использования управление компрессором становится более рациональным; это позволяет обеспечить плавную загрузку компрессора, бесшумное переключение и его остановку. 6.2 Безопасность системы. Система управления ASSV1.0 использует довольно обычные электрогидравлические устройства управления и исполнительные механизмы; она обладает функцией фиксации положения, что позволяет избежать колебаний нагрузки. Система управления также обладает функцией ручной настройки: в случае неисправности блока управления с помощью приборов, можно использовать ручный клапан переключения для регулировки величины зазора, что обеспечивает надежную работу компрессора. В исполнительном механизме предусмотрены отверстия для сброса воздуха, что обеспечивает отсутствие проникновения воздуха в гидравлическую систему и утечки масла в цилиндры компрессора. При превышении установленного уровня утечки подается сигнал тревоги или сигнал высокого уровня утечки. Когда утечка достигает уровня высокой тревоги, насос системы управления останавливается, а зазоры между деталями увеличиваются, что обеспечивает непрерывную работу компрессора. 6.3 Надежность системы. Все основные компоненты системы управления ASSV1.0 произведены известными зарубежными производителями. Отличный и тщательно продуманный дизайн и качественное производство обеспечивают высокую надежность данного продукта. С момента внедрения в 2008 году используемые устройства по-прежнему работают исправно, а эффект от энергосбережения проявляется немедленно. Благодаря таким преимуществам, как низкая цена, надежность и безопасность, простота установки и минимальное обслуживание, постепенно вытесняет импортное оборудование. 6.4 Энергоэффективность системы. Основные характеристики компрессора: мощность на валу (кВт) – 1600 (для электродвигателя – 1800); давление всасывания на каждом этапе (МПа) – 2,4/5,16/10,13; температура всасываемого газа на каждом этапе (°C) – 40/40/40; температура выходящего газа на каждом этапе (°C) – 118/110/103. Параметры работы: расход газа (Нм³/ч) – 11000. Давление всасывания на каждом этапе (МПа) – 2,2/4,625/8,8. Объем сжимаемого газа, необходимый для удовлетворения фактических потребностей, составляет примерно 69% от проектного объема. При используемой схеме регулирования через обходной канал около 31% энергии, затрачиваемой на сжатие газа, теряется. Кроме того, тратится большое количество охлаждающей воды для охлаждения сжатого газа при высоком давлении и температуре. При использовании в настоящее время наиболее энергоэффективной бесступенчатой системы регулирования расхода газа ASSV1.0 с бесступенчатой регулировкой зазора можно добиться значительной экономии электроэнергии и воды, а также получить ощутимую экономическую выгоду. По предварительным расчетам, исходя из 31% от фактического расхода потока, можно снизить осевую мощность примерно на 496 кВт. При годовом количестве часов работы в 8000 можно сэкономить около 3,968 млн кВт·ч электроэнергии в год. При стоимости электроэнергии 0,70 юаня за кВт·ч это позволит сэкономить примерно 2,7776 млн юаней в год. Ниже приведена оценка эффекта энергосбережения после установки на данный компрессор системы ASSV1.0 при различных нагрузках:
| Нагрузка на компрессор (%) | 100 | 90 | 80 | 70 | 71 | 60 |
|---------------------------|-----|----|----|----|----|----|
| Мощность на валу (кВт) | 1600| 1440| 1280| 1120| 1104| 960 |
| Снижение мощности на валу (кВт) | 0 | 160 | 320 | 480 | 496 | 640 |
| Экономия на электроэнергии (тыс. юаней) | 0 | 89,6 | 179,2 | 268,8 | 277,76 | 358,4 |
С учетом реальных условий эксплуатации данного компрессора, при снижении мощности на валу на 31%, годовая экономия на электроэнергии составит примерно 277,76 тысяч юаней. Таким образом, затраты на приобретение оборудования окупятся за короткий срок. Мы по-прежнему проектируем регулируемый объем зазора в размере 60%, а объемы приводных цилиндров на каждом уровне также рассчитываются исходя из этого значения. Выше приведены результаты теоретических расчетов. После установки на этот аппарат системы регулировки зазора, с учетом таких факторов, как производительность компрессора в реальных условиях, колебания давления, утечки через клапаны и потери мощности двигателя, мы определили целевой показатель в размере 69% от мощности вала. В результате ежегодная экономия на электроэнергии составит не менее 2 777 600 юаней. Учитывая довольно консервативный подход к проектированию компрессоров и их работу в режимах с большим нелинейным степенным коэффициентом сжатия, диапазон регулирования зазора у нас составляет 60–100%. Опираясь на опыт применения различных многоступенчатых компрессоров на действующих предприятиях, мы спроектируем для вашего компрессора, исходя из его модели, трехступенчатую систему с тремя цилиндрами для регулирования зазора, чтобы предложить вам оптимальную конфигурацию. 7. Ситуация с использованием на рынке: С момента внедрения системы управления ASSV1.0 в 2008 году на компрессорах во многих предприятиях нефтегазовой отрасли, таких как Sinopec, CNPC, CNOOC, а также на местных нефтеперерабатывающих заводах, была установлена наша система регулировки зазора. Основными клиентами являются филиалы Sinopec в Цзиньмэне и Чжанцзяне, филиал CNPC в Цзиньси, филиалы Sinopec в Тяньцзине и на нефтяном месторождении Чжунъюань, а также предприятия типа Qilu Petrochemical, Shandong HuiFeng Petrochemical, Shandong Changyi Petrochemical и Shandong Jingbo Chemical. Эффективность экономии энергии очень высока. Для предприятий, потребляющих большое количество электроэнергии, использование эффективных продуктов системы управления ASSV1.0 позволяет не только сократить ненужные расходы на электроэнергию, но и внести свой вклад в сокращение выбросов и экономию энергии. Наконец, приветствуем руководство и специалистов компании Shandong Hai Chemical Co., Ltd. в нашей компании с целью ознакомления с нашей деятельностью и выбора нашей системы управления расходом газа ASSV1.0 с постоянной регулировкой! Спасибо за просмотр! Пожалуйста, давайте много ценных советов!
1.2.1 Данный компрессор оснащен системой бесступенчатой регулировки объема зазорного пространства ASSV1.0. Благодаря этому ежегодно удается сэкономить примерно 0,31*1600*8000 = 3 968 000 кВт·ч электроэнергии, что в пересчете на юани составляет около 3 968 000 * 0,70 = 2 777 600 юаней. Следовательно, инвестиции могут окупиться уже в краткосрочной перспективе. 1.2.2 Энергосбережение и снижение затрат, высокая окупаемость инвестиций ； 1.2.3 Низкая цена — примерно 30% от цены импортного оборудования ； 1.2.4 Низкая стоимость использования, практически не требует обслуживания. 2. Предпосылки проекта и необходимость его реализации. Для установок гидрогенизации воскового масла компании Shandong Hai Chemical Co., Ltd., а именно для компрессоров нового типа C1102A/B моделей 4M32-13, 82/24-186, согласно данным, полученным в результате осмотра объекта на месте, расчетный расход водорода составляет примерно 16000 Нм3/ч. В реальных условиях эксплуатации данного оборудования объем газа, необходимый для производства, составляет примерно 11000 Нм³/ч. Этот показатель соответствует примерно 69% от общего количества газа, требуемого для работы оборудования. При этом мощность валов оборудования по-прежнему остается на уровне полной нагрузки, что приводит к потере примерно 31% от всей мощности валов. Традиционными способами регулировки объема воздуха в поршневых компрессорах являются регулировка с помощью клапана подачи воздуха, регулировка с использованием постоянной зоны свободного пространства и боковая регулировка. При этом регулировка клапана подачи воздуха и регулировка камеры запаса осуществляются постепенно, тогда как регулировка через обходной путь является регулировкой с затратой энергии. В настоящее время регулировка клапанов впуска в ходе некоторых процессов является способом с большим диапазоном регулировки и хорошей энергосберегающей эффективностью. Данный способ позволяет осуществлять бесступенчатую регулировку объема воздуха в диапазоне 20–100%, однако поскольку время открытия впускного клапана должно быть строго определенным, предъявляются высокие требования к системе управления и исполнительным механизмам, что влечет за собой значительные затраты. Компания Shandong Youcheng Energy Saving Technology Co., Ltd., используя патентованную технологию «Устройство для безступенчатой регулировки зазора в поршневых двигателях с компрессорами», разработала систему безступенчатой регулировки объема потока газа ASSV1.0 (далее — система ASSV1.0). Без изменения первоначальной конструкции самого компрессора и его системы управления, производится лишь модификация крышки цилиндра компрессора с удалением первоначальной крышки, обеспечивающей зазор. Благодаря интеллектуальному регулированию с помощью электрогидравлического механизма, в соответствии с заданными параметрами управления можно автоматически осуществлять плавную бесступенчатую регулировку расхода в диапазоне от 60% до 100%, а также регулировку степени сжатия на каждом этапе. Кроме того, можно легко обеспечить плавный запуск, переключение и остановку компрессора; при этом в течение короткого времени можно проводить техническое обслуживание и ремонт системы управления без необходимости останавливать компрессор. Система управления ASSV1.0 использует проверенный и универсальный метод управления гидравлическими системами с помощью ПЛК, что позволяет автоматически регулировать производительность компрессора и степень сжатия на каждом этапе. Система отличается низкими затратами на внедрение и обслуживание, высокой стабильностью выходного потока воздуха, гибкостью настройки параметров и надежностью в работе. Благодаря отсутствию избыточного объема воздуха, проходящего многократно через впускной клапан, потери на сопротивление минимальны, что сокращает срок износа впускного и выпускного клапанов. Кроме того, эффективность экономии энергии также выше по сравнению с методом регулировки с помощью клапанов, открывающихся на определенный ход. Учитывая вышеизложенное, мы рекомендуем установить на новый водородный компрессор 4M32-13,82/24-186 моделей C1102A/B для установки гидрогенизации парафинового масла в компании «Шаньдун Хайхуагонг Юсянь Гунси» энергосберегающее оборудование с системой управления ASSV1.0, разработанной нашей компанией. 3 Принцип работы и состав системы управления ASSV1.0
3.1 Принцип работы
На рисунке 1 представлена схематическая диаграмма компрессора с постоянным зазором Vc, а также диаграмма индикаторной работы для идеального газа. На графике горизонтальная ось V обозначает изменение объема цилиндра, а вертикальная ось P — изменение давления в цилиндре. P1 и P2 соответственно обозначают давление при впуске и выхлопе воздуха. На рисунке 1—2—3—4 показана схема цикла полного выпуска выхлопных газов при наличии объема свободного пространства Vc. Благодаря наличию зазорного объема Vc газ начинает поступать в цилиндр лишь после того, как поршень переместится вправо до положения 4; при этом объем газа в цилиндре увеличивается с Vc до V4, а давление понижается с P2 до P1. Длина соответствующего отрезка для объема входящего воздуха составляет 4–1, процесс сжатия — 1–2, процесс выпуска выхлопных газов — 2–3, а процесс расширения — 3–4. Площадь, ограниченная линиями 1—2—3—4—1, представляет собой работу, необходимую для одного цикла движения. На рисунке 2 показана схема компрессора с фиксированным зазором Vc и увеличенным объемом зазора до Vc′, а также диаграмма рабочей энергии идеального газа. На графике горизонтальная ось V обозначает изменение объема цилиндра, а вертикальная ось P — изменение давления в цилиндре. P1 и P2 соответственно обозначают давление при впуске и выхлопе воздуха. Длина соответствующего отрезка для объема входящего воздуха составляет 4′-1, процесс сжатия — 1—2′, процесс выпуска воздуха — 2′—3, процесс расширения — 3—4′. Площадь, ограниченная линиями 1–2′–3–4′–1, представляет собой работу, необходимую для одного цикла движения. При увеличении зазора до Vc′ снижаются как объем выхлопных газов, так и энергозатраты. Регулировка регулируемого зазора представляет собой метод, при котором на основе фиксированной регулировки зазора фиксированный зазор заменяется зазором с возможностью непрерывной регулировки его объема. Удаляется крышка, обеспечивающая соединение помещения для контроля вспомогательного зазора с цилиндром; регулируемый цилиндр напрямую соединен с внешним цилиндром, в результате чего газ, проходящий через регулируемый цилиндр, практически не теряет энергии из-за сопротивления. Как показано на рисунке 3 — в схеме регулировки зазора и на диаграмме рабочего процесса, — при необходимости снижения объема выхлопных газов можно увеличить объем зазора до Vc′. В этом случае диаграмма цикла мощности будет иметь вид 1–2′–3–4′. Количество поступающего воздуха уменьшается от длины отрезка 4–1, соответствующей полному объему поступающего воздуха, до длины отрезка 4′–1. Процесс сжатия происходит по линии 1–2′; скорость увеличения силы на поршне в процессе сжатия меньше, чем в случае, когда объем зазора равен Vc. Количество выходящего воздуха уменьшается от длины отрезка 2–3, соответствующей полному объему выходящего воздуха, до длины отрезка 2′–3. Поскольку не существует дополнительного сопротивления, в процессе цикла расширения 3–4′ газ оказывает давление на поршень компрессора, что снижает нагрузку на шатуны и connecting rods. Когда необходимо, чтобы объем выхлопных газов из внешнего цилиндра был равен нулю, можно увеличить объем свободного пространства до Vc″. В этом случае газ под высоким давлением, находящийся в этом свободном пространстве, расширяется до момента окончания процесса всасывания Vs. Линии расширения и сжатия сливаются в одну, как показано на рисунке 3: линии 1–3–3–4″. Как видно из принципа работы системы управления ASSV1.0, показанного на рисунке 4, для двухдействующих цилиндров можно использовать обычные электрогидравлические устройства управления. С помощью контроля положения поршня с запасом можно достичь непрерывной регулировки объема выходящего газа от 60% до 100%. Система управления ASSV1.0 — это цифровая электрогидравлическая система безступенчатой регулировки расхода газа, разработанная специально для поршневых компрессоров; она подходит для компрессоров с радиальным расположением газовых клапанов. Система управления может регулировать объем подаваемого газа в соответствии с заданными параметрами, указанными значениями или путем ручного ввода данных. Это осуществляется с помощью электрохидравлической системы управления положением, состоящей из программируемого контроллера PLC, пропорциональных клапанов, датчиков положения и сервоцилиндров. Благодаря этому поршень цилиндра с зазором может перемещаться по прямой линии в соответствии с входными сигналами. Таким образом обеспечивается регулирование объема зазора на разных уровнях, что в свою очередь позволяет контролировать объем выходящих газов компрессора и соотношение сжатия между ступенями. В исполнительной части цилиндра имеется функция защиты от утечек: она предотвращает попадание воздуха в гидравлическую систему и утечку масла в цилиндр компрессора. Рисунок 4. Принцип работы поршня с регулируемым зазором в системе управления ASSV1.0. 3.2 Состав системы показан на схеме основных компонентов системы управления ASSV1.0. Как видно на рисунке 5, в компрессоре с одним цилиндром и первой ступенью, оснащенном системой управления ASSV1.0, основные компоненты включают систему управления приборами, гидравлическую систему управления, исполнительные механизмы в виде гидроцилиндров, а также электрические и гидравлические трубопроводы. 3.2.1 Система управления приборами. Система управления приборами включает в себя контроллер PLC, модули АЦП для сбора сигналов и устройства отображения информации. Она обеспечивает обработку сигналов между внутренними компонентами системы и пользовательской системой DCS. Эта система служит своего рода мостом, соединяющим систему управления ASSV1.0 с пользовательской системой DCS. Благодаря ей осуществляется автоматическое управление в соответствии с требованиями к давлению, расходу и температуре. 3.2.2 Гидравлическая система управления. Станция гидравлического масла подает высокодавленное гидравлическое масло в исполнительные механизмы. Благодаря встроенному шестеренчатому насосу давление гидравлического масла повышается от атмосферного до примерно 14 МПа (точное значение давления зависит от максимального давления воздуха при входе и выходе из компрессора). Автозаправочная станция включает в себя такие компоненты, как насос моторного масла, электромагнитный клапан, пропорциональный клапан, реле температуры, датчик давления, переключатель уровня жидкости, фильтр, бак и т. д. Рисунок 5. Схема основных компонентов системы управления ASSV1.0. Рисунок 3.2.3. Исполнительный механизм в виде гидроцилиндра. Исполнительный механизм состоит из цилиндра с зазором, гидроцилиндра, поршня и датчика положения. Благодаря электрогидравлической системе управления, в которую входят программируемый контроллер PLC, пропорциональный клапан, датчик положения и сервогидроцилиндр, поршень цилиндра с зазором может перемещаться по прямой линии в соответствии с входными сигналами. Это позволяет осуществлять сервоуправление изменением объема зазора на разных уровнях, а также контролировать объем выходящих газов компрессора и коэффициент сжатия на разных этапах. 4. Содержание строительства проекта: система управления ASSV1.0 предназначена для работы с регулирующими клапанами, которые принимают стандартные токовые сигналы в диапазоне 4–20 мА. Её можно легко интегрировать в существующие системы управления типа DCS пользователя. К сигналам, которые необходимо передавать, относятся сигналы управления от системы DCS (токовые сигналы 4–20 мА), а также давление на входе и выходе компрессора на разных этапах его работы. Под контролем датчика давления система управления ASSV1.0 автоматически регулирует степень сжатия на последующих этапах в соответствии с установленным соотношением сжатия. С помощью контроллера PLC вычисляется параметр, необходимый для управления пропорциональным клапаном, что позволяет контролировать объем и давление. Основные этапы реализации проекта по оснащению компрессора системой управления ASSV1.0 включают: 4.1 Часть приводных механизмов — для выполнения задач управления снимаются все исходные крышки компрессора, после чего устанавливается гидравлический привод с цилиндром регулировки зазора. 4.2 Часть с приборами — приборы включают контроллер PLC, преобразователь аналого-цифрового формата, цветной ЖК-экран с сенсорным управлением, источник питания с регулировкой напряжения и привод для пропорционального клапана; все они размещаются в взрывозащищенном корпусе на месте установки. 4.3 Часть гидравлического устройства — гидравлическая система обеспечивает гидравлическую энергию для гидравлических исполнительных механизмов; она соединена с блоком управления приборами и может быть установлена непосредственно на полу рядом с компрессором, расположенным в защищенном от вибраций помещении. Рисунок 6. Установка системы управления ASSV1.0 на объекте. 4.4 Этап установки — Компания Джиуцзян Даань предоставляет полный набор технической документации, связанной с компонентами системы управления ASSV1.0, а также необходимую техническую поддержку, что позволяет завершить настройку системы. Схема установки системы управления ASSV1.0 показана на рисунке 6 и в основном включает в себя следующие части:: 4.4.1 Установите цилиндры зазора для приводов на всех уровнях 4.4.2 Установите гидравлические масляные станции 4.4.3 Установите все гидравлические металлические трубы и шланги 4.4.4 Установите все кабели шкафа управления, внешние кабели шкафа управления и т. д. 4.4.5 Установите датчики смещения и кабели 5 Конфигурация системы основана на структурных условиях работы компрессора на месте и стандартном плане конфигурации системы управления ASSV1.0. Рекомендуемый базовый комплект поставки указан в таблице ниже.: Цилиндр зазора привода 45 # Датчик смещения Чанчжоу Тяньюй CHM0xxxMGR Уплотнительное кольцо Tebeckford в Пекине, опорное кольцо фторкаучук, ПТФЭ, полиуретан Топливный бак британской гидравлической станции Hulett, самодельный взрывозащищенный двигатель из нержавеющей стали 304 YBxn3100L/3KW (указан) Печатная плата гидравлического масла Наньян, сплав алюминия, самодельный электромагнитный реверсивный клапан DSG-01-3C4/D24 Датчик давления Youyan 3051 Предохранительный клапан Rosemount DBDH6K10/10Mpa Ручной реверсивный клапан Huade SDF-02-01 Самодельный аккумулятор NXQ-25 Прецизионный фильтрующий элемент Fenghua 5U-JFX-76H Институтский манометр 707 DS63-D Биметаллическая температура Ухань Пайсян WSX-71 Гидравлическое реле уровня известкования YKJD24-300 Гидравлический воздушный фильтр известкования EF3-40 Гидравлический затвор для известкования YKF-02-02 Самодельный термометр уровня жидкости YWZ-300T Впускной фильтр гидравлического насоса для известкования XU-63X80-J Гидравлический запорный клапан для известкования JF-01-01 Самодельный гидравлический масляный насос ALP2A-D-16 Итальянская система управления Mazzucci ПЛК S7-200 Дисплей Siemens Цветной 10-дюймовый сенсорный ЖК-экран Модуль AD Kunlun Tongtai Mitsubishi или клеммная колодка Siemens JX--02--01 Импульсный источник питания Phoenix SE-350 Тайвань Реле MEAN WELL Выключатель питания Omron Z8030 Взрывозащищенный приборный ящик Huarong YX-01 Система обнаружения безопасности Huarong Преобразователь давления Daan AST Американский запорный клапан Rosemount JF-01-01 самодельный манометр Y100BFZ Шанхай Ичуань пневматический односторонний клапан KA-15 (согласно SMC) Электромеханический пневматический редукционный клапан Xinyang клапан QTY-8 (указанный SMC) Нефтепровод Leqing Shunyuan из нержавеющей стали 304 Самооборудованный цилиндр с водяным охлаждением В комплект поставки входят цилиндры с цилиндром, системы шкафа управления и цилиндр с цилиндром для кабелей шкафа управления, но не включает шкаф управления для кабелей диспетчерской и силовых кабелей. Область обслуживания: не включает установку цилиндров с запасом на месте и подключение электрических приборов; предусматривает руководство по установке, настройке и обучению на месте. Примечание: вся вышеуказанная настройка осуществляется в соответствии с требованиями заводской комплектации. Преимущества системы 6: Преимущества использования контрольной системы ASSV1.0 заключаются прежде всего в следующем. 6.1 Управляемость системой. После установки на компрессорное оборудование системы управления ASSV1.0 возможно автоматическое регулирование нагрузки компрессора в диапазоне от 60% до 100% с помощью гидравлических исполнительных механизмов – в ручном режиме, в автоматическом режиме на месте или с использованием системы DCS. Регулировка объема воздуха, выдаваемого компрессором, упрощается: достаточно изменить положение зазора в гидроцилиндре исполнительного механизма, после чего система автоматически подстраивает значение давления на выходе. После использования управление компрессором становится более рациональным; это позволяет обеспечить плавную загрузку компрессора, бесшумное переключение и его остановку. 6.2 Безопасность системы. Система управления ASSV1.0 использует довольно обычные электрогидравлические устройства управления и исполнительные механизмы; она обладает функцией фиксации положения, что позволяет избежать колебаний нагрузки. Система управления также обладает функцией ручной настройки: в случае неисправности блока управления с помощью приборов, можно использовать ручный клапан переключения для регулировки величины зазора, что обеспечивает надежную работу компрессора. В исполнительном механизме предусмотрены отверстия для сброса воздуха, что обеспечивает отсутствие проникновения воздуха в гидравлическую систему и утечки масла в цилиндры компрессора. При превышении установленного уровня утечки подается сигнал тревоги или сигнал высокого уровня утечки. Когда утечка достигает уровня высокой тревоги, насос системы управления останавливается, а зазоры между деталями увеличиваются, что обеспечивает непрерывную работу компрессора. 6.3 Надежность системы. Все основные компоненты системы управления ASSV1.0 произведены известными зарубежными производителями. Отличный и тщательно продуманный дизайн и качественное производство обеспечивают высокую надежность данного продукта. С момента внедрения в 2008 году используемые устройства по-прежнему работают исправно, а эффект от энергосбережения проявляется немедленно. Благодаря таким преимуществам, как низкая цена, надежность и безопасность, простота установки и минимальное обслуживание, постепенно вытесняет импортное оборудование. 6.4 Энергоэффективность системы. Основные характеристики компрессора: мощность на валу (кВт) – 1600 (для электродвигателя – 1800); давление всасывания на каждом этапе (МПа) – 2,4/5,16/10,13; температура всасываемого газа на каждом этапе (°C) – 40/40/40; температура выходящего газа на каждом этапе (°C) – 118/110/103. Параметры работы: расход газа (Нм³/ч) – 11000. Давление всасывания на каждом этапе (МПа) – 2,2/4,625/8,8. Объем сжимаемого газа, необходимый для удовлетворения фактических потребностей, составляет примерно 69% от проектного объема. При используемой схеме регулирования через обходной канал около 31% энергии, затрачиваемой на сжатие газа, теряется. Кроме того, тратится большое количество охлаждающей воды для охлаждения сжатого газа при высоком давлении и температуре. При использовании в настоящее время наиболее энергоэффективной бесступенчатой системы регулирования расхода газа ASSV1.0 с бесступенчатой регулировкой зазора можно добиться значительной экономии электроэнергии и воды, а также получить ощутимую экономическую выгоду. По предварительным расчетам, исходя из 31% от фактического расхода потока, можно снизить осевую мощность примерно на 496 кВт. При годовом количестве часов работы в 8000 можно сэкономить около 3,968 млн кВт·ч электроэнергии в год. При стоимости электроэнергии 0,70 юаня за кВт·ч это позволит сэкономить примерно 2,7776 млн юаней в год. Ниже приведена оценка эффекта энергосбережения после установки на данный компрессор системы ASSV1.0 при различных нагрузках:
| Нагрузка на компрессор (%) | 100 | 90 | 80 | 70 | 71 | 60 |
|---------------------------|-----|----|----|----|----|----|
| Мощность на валу (кВт) | 1600| 1440| 1280| 1120| 1104| 960 |
| Снижение мощности на валу (кВт) | 0 | 160 | 320 | 480 | 496 | 640 |
| Экономия на электроэнергии (тыс. юаней) | 0 | 89,6 | 179,2 | 268,8 | 277,76 | 358,4 |
С учетом реальных условий эксплуатации данного компрессора, при снижении мощности на валу на 31%, годовая экономия на электроэнергии составит примерно 277,76 тысяч юаней. Таким образом, затраты на приобретение оборудования окупятся за короткий срок. Мы по-прежнему проектируем регулируемый объем зазора в размере 60%, а объемы приводных цилиндров на каждом уровне также рассчитываются исходя из этого значения. Выше приведены результаты теоретических расчетов. После установки на этот аппарат системы регулировки зазора, с учетом таких факторов, как производительность компрессора в реальных условиях, колебания давления, утечки через клапаны и потери мощности двигателя, мы определили целевой показатель в размере 69% от мощности вала. В результате ежегодная экономия на электроэнергии составит не менее 2 777 600 юаней. Учитывая довольно консервативный подход к проектированию компрессоров и их работу в режимах с большим нелинейным степенным коэффициентом сжатия, диапазон регулирования зазора у нас составляет 60–100%. Опираясь на опыт применения различных многоступенчатых компрессоров на действующих предприятиях, мы спроектируем для вашего компрессора, исходя из его модели, трехступенчатую систему с тремя цилиндрами для регулирования зазора, чтобы предложить вам оптимальную конфигурацию. 7. Ситуация с использованием на рынке: С момента внедрения системы управления ASSV1.0 в 2008 году на компрессорах во многих предприятиях нефтегазовой отрасли, таких как Sinopec, CNPC, CNOOC, а также на местных нефтеперерабатывающих заводах, была установлена наша система регулировки зазора. Основными клиентами являются филиалы Sinopec в Цзиньмэне и Чжанцзяне, филиал CNPC в Цзиньси, филиалы Sinopec в Тяньцзине и на нефтяном месторождении Чжунъюань, а также предприятия типа Qilu Petrochemical, Shandong HuiFeng Petrochemical, Shandong Changyi Petrochemical и Shandong Jingbo Chemical. Эффективность экономии энергии очень высока. Для предприятий, потребляющих большое количество электроэнергии, использование эффективных продуктов системы управления ASSV1.0 позволяет не только сократить ненужные расходы на электроэнергию, но и внести свой вклад в сокращение выбросов и экономию энергии. Наконец, приветствуем руководство и специалистов компании Shandong Hai Chemical Co., Ltd. в нашей компании с целью ознакомления с нашей деятельностью и выбора нашей системы управления расходом газа ASSV1.0 с постоянной регулировкой! Спасибо за просмотр! Пожалуйста, давайте много ценных советов!