文档介绍：能量调节机构的自动化改造
0 陈
刚
沈乃璋
摘要介绍了螺杆制冷压缩机能量调节机构的工作原理,
对在用压缩机上存在的能量滑阀位置不稳定的问题进行了分析,找出原因。针对问题提出利用 PLC 进行自动化改造的思路,
并付之实施。
通过调节活塞的移
动来实现螺杆压缩机能量滑阀的“加
载、减载、停止”三种状态, 以达到控制吸入压力的目的。图示为滑阀正在“加载”。
二、存在问题及原因分析
在冰机使用过
程中, 滑阀位置不稳定的现象较为普遍。特别是螺杆制冷压缩机经检修后,运行了一段时间,这种现象尤为突出。当滑阀停留在一个非全负荷的
位置时, 就会缓慢
衢化***化学有限公司购进的螺杆制冷冰机,其螺杆压缩机的
能量调节分别通过手动四通阀和三位四通电磁阀来控制。几年来在运行过程中,由于维护保养较好,冰机基本满足了生产的需要。但也暴露出一些不足,如压缩机在运行中出现输气量不稳定的问题(即滑阀位置不稳定) 。为此需要操作人员经常去调节。
随着机电一体化技术的发展,和对国外先进冰机使用体会的加
深,对该螺杆制冷压缩机的能量调节机构进行了自动化改造。
一、能量调节系统简介
螺杆制冷压缩机为容积式压缩机,采用滑阀调节能量,即在两个转子高压侧,装有一个能够相对于螺杆轴向移动的滑阀,通过改变螺杆的有效轴向工作长度,使能量在 100 %和 10 %之间连续无级调节。
图 1 为滑阀的移动与能量调节的原理图。图 1a 示出全
负荷时滑阀的位
置,吸入的气体经转子压缩后, 从排气口全部排出, 其能量为 100 % ; 图
1c 示出部分负荷时滑阀的位置, 吸入的气体部分未被
压缩, 从旁通口返
回到压缩机的吸入端。图 1b 的实线和虚线分别对应上述两种工况。
公司目前在用的有两种能量调节系统, 即手动四通
阀能量调节系统
图 2 四通阀能量调节系统
图 3 三位四通电磁阀能量调节系统
向加载方向移动,对螺杆压缩机不断进行加载,直至全负荷,使
压缩机输气量增大,导致受控的“吸气压力”这一指标产生漂移。这时需操作人员经常加以调节, 以防吸入压力严重偏离指标。由于这种调节都是滞后的,就不可避免地影响了生产的稳定。
通过分析和解体检查, 找到了导致这一现象的主要原因。螺杆制冷压缩机在运行时,有一个朝滑阀加载方向的排气压力作用在滑阀上,促使其进行加载运动,而驱动滑阀的液压活塞与
液压缸之间总存在泄漏(O 形密封圈不可能起到完全密封的作
用) ,所以就导致了滑阀朝加载方向移动。而且 O 形密封圈的泄漏量越大,滑阀位置不稳定的现象就越严重。
以往,处理办法是在一个运行周期之后,更换 O 形密封圈。这对滑阀位置不稳定的现象在短时间内会有所改善,但无法根本解决问题。
三、改造措施
从控制理论的角度来看,现有的能量调节机构是一个开环系统(如图 4) ,系统中无反馈回路。即操作人员根据指令来调
节滑阀位置,使螺杆制冷压缩机实现所需的吸入压力。这其中由于干扰的存在,会使吸入压力偏离原控制值。
经分析研究决定在该系统增加反馈回路,如图5所示,根据
图 1 滑阀位置与负荷关系
(图 2) 和三位四通
电磁阀能量调节系统( 图 3) 。这两种调节系统,都是由操作人
员根据生产实际需要,手动操作四通阀或开关三位四通电磁阀,
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