receptor de aire

Con su forma cilíndrica regordeta, apariencia de color negro azabache, falta de actividad dinámica visible y, a menudo, ubicación oculta, es fácil ver por qué los receptores de aire suelen quedar huérfanos en la familia de los sistemas de aire de planta. Hay confusión y debate sobre lo que hace, dónde debe ir, qué tan grande debe ser, cómo debe canalizarse y si es necesario. El receptor de aire es uno de los componentes menos conocidos pero posiblemente el más útil que se puede utilizar para mejorar la eficiencia operativa. Pero los depósitos de aire deben ser una parte integral de cualquier sistema de aire de la planta, principalmente para mejorar su eficiencia. Estos son los propósitos clásicos:

eliminación de contaminantes — Los receptores desnudos (sin reguladores de presión ni controladores de flujo) agregan un volumen significativo al sistema de tuberías. Este volumen reduce la velocidad del flujo de aire y favorece el desprendimiento de partículas finamente divididas de lubricante líquido o condensado del flujo de aire. Estos líquidos separados pueden luego drenarse del receptor en lugar de fluir con aire comprimido o gas para crear efectos adversos aguas abajo.

Atenuación de pulsaciones — Un receptor montado cerca de la descarga del compresor atenúa el pulso de presión de un compresor de desplazamiento positivo (rotativo o alternativo) a una fracción de su amplitud original. Esto reduce la posibilidad de sobrecargar o acortar la vida útil del compresor debido a una respuesta resonante a la frecuencia de entrega del compresor.

Presión estable — Los receptores combinados con reguladores de presión o controladores de flujo pueden crear una banda o diferencial de presión efectivo entre los lados de suministro y demanda. Un ejemplo típico: 95 psig en el receptor, 90 psig el sistema es estable. Esto permite que el lado de la demanda opere a su presión efectiva más baja y, por lo tanto, a la demanda más baja. El aire almacenado con presión diferencial crea reservas para satisfacer la demanda máxima a corto plazo que excede el suministro de aire actual, sin encender ni cargar otro compresor.

Un cambio de presión de una atmósfera (menos de 15 psi) acomoda un volumen igual de aire libre en el receptor. Esto se puede utilizar para receptores primarios, receptores secundarios en el lado de la demanda (operaciones de servicio con aumento de la demanda) o incluso como almacenamiento de reducción de picos fuera de línea.

Control mejorado del compresor — Los receptores de volumen apropiado pueden reducir y mitigar las variaciones de presión causadas por el uso intermitente de aire comprimido. Los controles del compresor que normalmente responden a la presión pueden ajustar suavemente la salida del compresor sin necesidad de ajustes frecuentes en todo su rango de control. Si una operación tiene control de capacidad, pero solo un pequeño segmento de la tubería, el sumidero proporcionará la cantidad total de almacenamiento necesaria para controlar la ejecución eficiente.

Existen otras formas efectivas de manejar el estrés de estabilización, dependiendo de la dinámica del sistema. Un sistema de control en red puede administrar el suministro de aire comprimido para mantener una presión objetivo establecida en la entrada del sistema. Además, el compresor de ajuste de transmisión de velocidad variable puede mantener presiones diferenciales tan bajas como 1 psig en todo su rango operativo, eliminando el aumento de la banda de control.

Controle los costos de energía

La gerencia de la industria comenzó a enfocarse en el control de costos de energía para reducir los costos de producción, y los gerentes de energía rápidamente se dieron cuenta de que el aire comprimido era su servicio más costoso. Después de todo, se necesitan 8 hp de electricidad para producir 1 hp de aire comprimido. El aire ya no se considera gratis.su costo debe
Y se puede gestionar.

Los primeros esfuerzos en la gestión de costos de aire comprimido se centraron en lo obvio: controlar las fugas y reducir el uso. Pero después de una reducción significativa en el uso de aire, las auditorías de energía a menudo muestran una reducción mínima o nula en el consumo de electricidad real. Este resultado decepcionante generalmente se debe a la ausencia de un depósito de aire, además de una tubería de interconexión deficiente o demasiado pequeña desde el compresor hasta la entrada del sistema.

Un almacenamiento eficaz insuficiente no permite que el control de la capacidad del compresor traduzca una menor demanda de aire en una menor energía de entrada. La mayoría de los controles de descarga no pueden establecerse y permanecer lo suficientemente inactivos (como porcentaje del tiempo de ejecución) sin un almacenamiento válido. Tampoco pueden optimizar el control y el apagado automáticos de arranque/parada.

El rango de operación normal para el suministro de aire comprimido es de 10 psig. La capacidad de almacenamiento efectiva se crea donde se neutraliza la correa (es decir, 10 psig de presión de trabajo de la correa se neutraliza en el punto donde se requieren 10 psid para pasar aire a través de tuberías de interconexión, secadores, filtros, etc., y hacia el sistema de demanda).

una pequeña historia
Casi todos los sistemas de aire de la planta solían tener un compresor conectado al depósito de aire. Esta disposición cambió con la llegada de los compresores centrífugos, de paletas y de tornillo rotativo a finales de los años sesenta y setenta. Dos características sorprendentes de las primeras demostraciones de ventas de la unidad rotativa fueron:

• No crean pulsaciones dañinas en el aire de escape.

• Con un compresor rotativo, no necesita un depósito de aire, siempre que su tubería proporcione un almacenamiento mínimo de «al menos 1 galón por cfm de capacidad del compresor de aire».

Los primeros modelos rotativos y centrífugos estaban equipados con controles de descarga de regulación y soplado, respectivamente, que cumplían con estas expectativas. Las mejoras en el control de descarga de los compresores rotativos y centrífugos a principios y mediados de la década de 1980 buscaron minimizar las ineficiencias de carga baja de los arreglos anteriores. Si bien estos controles a veces funcionaban bien en sistemas de tuberías de gran diámetro, los mitos sobre el almacenamiento comenzaron a desmoronarse. Las instalaciones que dependían del volumen de conductos para el almacenamiento de aire descubrieron que los ahorros de energía de sus nuevos controles eran inexistentes o muy inferiores a los prometidos originalmente.

Pregunta de contribución
Muchas revisiones del sistema de aire de fábrica revelan situaciones que impiden que los proveedores operen de manera óptima para satisfacer la demanda:

• Pérdida de alta presión entre la descarga del compresor y el receptor o sistema de aire, lo que provoca la pérdida de la banda de frecuencia operativa antes de llegar al conducto de distribución/receptor de aire. Las pérdidas de presión pueden ser causadas por secadores y filtros mal seleccionados, tuberías de interconexión que son demasiado pequeñas y configuraciones de tuberías de alta velocidad con extremos sin salida, Tes secundarias y otros generadores de contrapresión excesiva.

• Controladores de flujo del receptor de aire grandes existentes (5000 a 20,000 galones), pero almacenamiento efectivo insuficiente entre ellos y el suministro de aire. Pueden estabilizar la presión (si no se desvían en contratiempos), pero no permiten una operación óptima del control de la capacidad de suministro.

Hay excepciones a esto, pero en general la situación se vuelve más problemática. Los controles electrónicos sofisticados no solo permiten un control más limitado sobre la descarga, sino que también muestran cómo la falta de un depósito de aire puede generar problemas de energía.

La pérdida de estrés es la culpable
En los sistemas instalados en las décadas de 1980 y 1990, encontramos que en el 85% al ​​90% de las instalaciones, la pérdida de presión de las tuberías de interconexión, secadores y filtros era excesiva. De los últimos 15 sistemas de aire de plantas que auditamos, encontramos que cuatro tenían tanques grandes y controladores de presión/flujo instalados. Estos fueron pasados ​​por alto en tres plantas en un intento de restablecer la presión.(Recuerde, el regulador puede ser un estrangulador). La cuarta planta usa un controlador de presión/flujo, pero solo entrega de 2000 a 2100 de sus 3000 cfm disponibles al lado de la demanda a la presión mínima requerida de 90 psig.

El culpable en estas situaciones es la pérdida de presión excesiva a plena carga (18 a 25 psig) debido a la instalación incorrecta de tuberías. En ambas plantas, las pérdidas en las tuberías se vieron exacerbadas por pérdidas de presión normales de 4 a 5 psid en el secador y de 3 a 5 psid en el filtro.(Los filtros efectivos proporcionan 1 psid o menos y una vida útil de diseño de 5 años para reducir tales pérdidas de alta presión. Con la orientación adecuada, los secadores pueden sobredimensionarse).

Los fabricantes con visión de futuro cometieron estos costosos errores al tratar de resolver el problema de la energía del aire comprimido.(Un consultor experto en sistemas de aire puede evitar estos errores). No existe una varita mágica para un sistema de aire, pero un receptor de aire correctamente instalado y operado (con los datos correctos) puede ser una excelente herramienta para mejorar el sistema.

Hoy en día, la mayoría de los consultores de sistemas de aire comprimido, fabricantes de compresores e ingenieros de diseño descartan el mito del uso de tuberías para el almacenamiento. Recomiendan usar un receptor de aire comprimido real en cada instalación, con suficiente capacidad para crear un tiempo de inactividad efectivo.

Esta información fue proporcionada por Hank van Ormer, presidente de la Fuerza Aérea de EE. UU., Baltimore, Ohio. Para mayor información por favor visite www.airpowerusainc.com .

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