Как режим загрузки компрессоров влияет на энергопотребление

Энергопотребление компрессорной установки зависит не только от давления и объёма производимого сжатого воздуха, но и от того, как распределяется нагрузка между компрессорами. При работе нескольких агрегатов существенное значение имеют последовательность их включения, продолжительность работы под нагрузкой, холостой ход и частота пусков.

Для оценки необходимо сопоставить каскад управления компрессорами с фактической загрузкой агрегатов. Даже при нормальном давлении в сети компрессорная может расходовать дополнительную электроэнергию из-за частых включений и совместной работы нескольких агрегатов на холостом ходу. Однако наличие таких потерь необходимо подтверждать данными о режимах эксплуатации.

Какие данные необходимы для анализа загрузки компрессоров

Исходную основу составляют графики производительности компрессоров, сведения о холостом ходе и частоте включений. Эти данные позволяют установить, как меняется загрузка агрегатов и каким образом система управления реагирует на изменение потребности в сжатом воздухе.

Графики производительности необходимы для сопоставления работы отдельных компрессоров в рассматриваемые периоды. Сведения о холостом ходе показывают, когда агрегаты продолжают работать без соответствующей полезной подачи воздуха. Частота включений характеризует повторяемость переходов между режимами.

Перед анализом определяют границы рассматриваемой системы — состав компрессоров, работа которых включена в оценку, — и период наблюдения. Данные отдельных агрегатов должны относиться к сопоставимым временным интервалам. Иначе невозможно достоверно установить, какие компрессоры одновременно находились под нагрузкой или работали на холостом ходу.

Сопоставление каскада управления и фактической загрузки

Каскад управления определяет последовательность работы компрессоров при изменении потребности системы в сжатом воздухе. Для оценки его энергетического влияния необходимо сопоставить предусмотренное управление с фактической загрузкой каждого агрегата.

Основной вопрос проверки — насколько согласованно работают компрессоры при изменении общей потребности в воздухе. Для этого графики производительности рассматривают совместно со сведениями о холостом ходе и включениях оборудования.

Если отдельные агрегаты изменяют режимы работы, необходимо установить, как эти изменения связаны с загрузкой остальных компрессоров. При этом нельзя делать вывод о неэффективности каскада только по количеству работающих машин: требуется учитывать фактическое распределение нагрузки.

Такое сопоставление позволяет определить, какие особенности работы системы подтверждены исходными данными и какие режимы требуют дополнительной проверки.

Частые пуски и одновременный холостой ход

Частые пуски компрессоров и совместная работа нескольких агрегатов на холостом ходу могут сопровождаться дополнительными энергетическими затратами даже при поддержании нормального давления в сети.

Это обстоятельство важно для интерпретации работы компрессорной: нормальное давление подтверждает определённые условия подачи сжатого воздуха, но не характеризует само по себе эффективность распределения нагрузки между агрегатами.

Для проверки необходимо определить, действительно ли частые включения или совместный холостой ход присутствуют в рассматриваемом периоде. Затем эти режимы сопоставляют с графиками производительности и работой каскада управления.

При этом обнаружение холостого хода не означает автоматически, что вся соответствующая работа является устранимой потерей. Достаточность исходных данных должна позволять различать подтверждённый режим эксплуатации и предполагаемое энергетическое влияние этого режима.

Почему разового измерения при полной нагрузке недостаточно

Разовый замер при полной нагрузке характеризует только условия, существовавшие в момент измерения. Он не показывает, как часто компрессоры включаются, сколько времени работают на холостом ходу и каким образом распределяется нагрузка между ними в течение длительного периода.

Поэтому результат такого измерения нельзя автоматически распространять на годовую эксплуатацию компрессорной. Для оценки энергопотребления за период необходимы сведения о повторяемости и продолжительности характерных режимов работы.

Если графики производительности и данные о переключениях отсутствуют, годовое влияние каскада управления остаётся неопределённым. В такой ситуации требуется уточнение исходной информации, а не перенос показателей полной нагрузки на всё время работы оборудования.

Результат проверки и пределы выводов

Результатом анализа является оценка согласованности каскада управления с фактической загрузкой компрессоров. Она позволяет определить, имеются ли подтверждённые признаки частых пусков или совместного холостого хода и достаточно ли данных для оценки их энергетического влияния.

Если исходных сведений недостаточно, необходимо уточнить графики производительности компрессоров, продолжительность холостого хода и частоту включений. При изменении режима эксплуатации сопоставление выполняют повторно для соответствующих условий.

В выводах разграничивают фактически установленные режимы, расчётные оценки энергопотребления и предположения о причинах дополнительных затрат.

Главное ограничение: разовый замер при полной нагрузке не даёт достоверной картины годовой работы компрессорной. Без фактических данных нельзя утверждать наличие конкретных дефектов управления или гарантировать экономию электроэнергии от изменения режима загрузки.

Особенности обследования таких систем рассматриваются на странице «Компрессорное оборудование и системы сжатого воздуха». Оценка зарегистрированного расхода энергоресурсов представлена на странице «Анализ энергопотребления». Другие технические публикации доступны в разделе «Материалы».