永久磁石VSDスクリューエアコンプレッサー

スクリューコンプレッサーで採用されている最も一般的な制御原理は、「ロード-アンロード」制御方式です。 この方式では、コンプレッサーモーターは連続的に動作しますが、吐出圧力に応じて負荷がかかる (空気を生成する) こともあれば、負荷が解除されることもあります。 無負荷のスクリューコンプレッサーは圧縮空気を生成しませんが、問題は依然として大量の電力を消費することです。私の経験では、負荷がかかっているときに必要な電力の 30% を超えることがよくあります。 したがって、長時間スクリューコンプレッサーを無負荷で運転すると、圧縮空気の生成という点で何のメリットもなくエネルギーが消費されるため、非効率的になります。

VSD コンプレッサーはスクリューの速度を調整し、したがって空気の流れを調整しますが、これは空気の需要が変動してコンプレッサーの能力を下回るレベルに達した場合にのみ発生します。 したがって、機械は空気の生成にほとんどの時間を費やしますが (オフロード状態になったり、空気需要レベルが非常に低い場合にはスイッチをオフにしたりすることもできます)、ロードアンロード制御方式で使用されるエネルギーよりも少ないエネルギーで済みます。 空気の流れと必要な電力は、コンプレッサーモーターの速度に比例します。 負荷に常に費やすコンプレッサーを同等の容量の VSD コンプレッサーに置き換えても、エネルギーの節約にはなりません。VSD 自体全体でエネルギー損失があることを考えると、実際にはエネルギー消費が増加する可能性があります。 したがって、既存のコンプレッサーの容量使用率が評価されていない場合、VSD コンプレッサーがエネルギーを節約するという主張には注意する必要があります。 VSD コンプレッサー制御に関連する「標準」省エネはありません。

VSD コンプレッサーには、潜在的なエネルギー節約に加えて、さらなる利点もあります。 通常、小型のエアレシーバーで操作できます。レシーバーをまったく使用していない現場も多く見かけますが、一般的にはこれをお勧めしません。 吐出圧力は、「ロード/アンロード」制御に必要な 2 つの圧力の間で変動する必要がなく、一定レベルで制御することもできます。 この安定した圧力により、機器の寿命が延び、漏れの傾向が減り、より一貫したプラントの運転が可能になります。

上記のすべてを考慮すると、スクリューコンプレッサーの負荷が不十分な場合に可変速制御を実装するのは、一概には言えないように思えます。 しかし、どのような負荷が VSD 制御への移行のきっかけとなるでしょうか? 最終的な決定を下すには、このレビューをケースバイケースで定量的に実行する必要があります。 既存のコンプレッサーへの VSD の改造は推奨されず、ほとんどの OEM は改造された VSD を備えたマシンの保証を無効にすることに注意することも重要です。 OEM から私が受け取った意見は、VSD マシンは当初からそのように設計されており、既存の固定速度マシンのエアエンドは一般に限られた速度範囲で動作できるものの、従来のマシンと比較すると柔軟性が低下するというものです。 VSD ユニットを使用するため、潜在的な節約が制限されます。 したがって、VSD 制御への変更は通常、交換用の VSD マシンを購入し、できれば公正価値で既存の固定速度マシンを売却することを意味します。 エネルギーの節約にもかかわらず、これはあまり見返りのない取り組みになる可能性があります。 では、他の選択肢は何でしょうか?

選択肢の 1 つは、VSD 制御を追求する代わりに、固定速度コンプレッサーに熱回収システムを取り付けることです。 このアプローチでは、コンプレッサーへの入力エネルギーのかなりの部分 (多くの場合 > 80%) が回収され、暖房、プロセス水の加熱、炉への空気供給の加熱など、さまざまな用途に使用できます。またはバーナー。 これは一般に、コンプレッサーを VSD コンプレッサーに交換するよりもはるかに安価なオプションですが、適切なヒートシンクが存在する場合にのみ実行できます。 つまり、ロード/アンロード制御の考え方では、圧縮空気の生成に必要なエネルギー使用量の点で必要以上のコストがかかる可能性がありますが、それでもこのエネルギーのほとんどを回収できるということです。 回収されたエネルギーは電気代を削減するか、暖房用途に応じてボイラーや炉の燃料など電気以外のエネルギー媒体の需要を減らすことができます。 石炭など、電気よりも大幅に安価な燃料の代わりに熱を使用する場合、経済性を慎重に考慮する必要があります。