Open/Close Menu Compresores para Aire Comprimido, Compresores de Tornillo, Compresores de Pistón, Secadores, Compresores Quincy

En el siguiente artículo vamos a poner sobre la mesa de discusión algunas recomendaciones generales sobre los compresores de velocidad variable. A continuación, un listado de las situaciones en donde es recomendable tener un compresor de este tipo.

1.Se conocen los niveles de demanda y el tamaño del compresor, y la demanda varía entre 30% y 80% del máximo del compresor.

2. El perfil de la demanda no se encuentra en el extremo inferior a menudo.

3. No se anticipan cambios importantes en el uso en los próximos 10 años.

4. El sistema actualmente está centralizado y es probable que siga siendo así.

5. Usted puede permitirse un compresor de respaldo del mismo tamaño.

La demanda varía entre 30 y 80%

En este punto es importante definir si la demanda de aire comprimido va a oscilar entre un 30 y 80%. Ya sea que esto se defina por medio de una auditoría energética, la asesoría técnica de un especialista o una referencia previa de cuál es la demanda actual.

La razón por la que se menciona que la demanda no debe variar por debajo del 30% del pico es que la eficiencia de la mayoría de los compresores VFD comienza a disminuir a una velocidad del 50% y empeora a medida que alcanza la velocidad mínima. Además, el aceite del compresor no funcionará lo suficientemente caliente como para alcanzar una velocidad mínima durante períodos prolongados, lo que causará problemas de confiabilidad. Curiosamente, el motor es una excepción. Se opera más caliente a la velocidad más baja. Esto se debe a que es una aplicación de par constante, lo que lo hace tenga un par más alto a baja velocidad, y el enfriamiento del motor disminuye significativamente a baja velocidad, si fija un amperímetro en la corriente de una fase del motor, puede ver que la corriente del embobinado no disminuye significativamente  a velocidades más bajas.

La razón por la que no desea estar con frecuencia por encima del 80% es que su eficiencia también se reduce en el nivel más alto y la corriente es alta en ese momento porque la pérdida de eficiencia del compresor a su máxima velocidad es más alta que la de un compresor de velocidad fija con las mismas características. La Figura 1 muestra una curva de rendimiento típica (de la hoja de datos CAGI) para un compresor de tornillo VFD de 50 hp.

Figura 1 Curva de rendimiente de un compresor de 50hp de velocidad variable

El tiempo de baja demanda es excesivo

Si la planta está presurizada todo el tiempo, pero solo funciona un turno, esto significaría que el compresor de aire solo está alimentando las fugas dos tercios del tiempo. Las plantas más pequeñas, donde los compresores VFD individuales funcionan bien, tienen menores fugas y más tiempo de inactividad para solucionarlos. La gráfica de la Figura 2 es para una operación de dos turnos con un segundo turno bajo, se recortó para que fuera un solo turno, abajo. El tiempo de finalización baja fue de 80 horas por semana. Los compresores VFD individuales son buenos para las operaciones de dos y tres turnos, o aquellos en los que el compresor se apaga por la noche, no las operaciones de un solo turno que permanecen presurizadas la mayor parte del tiempo.

Aquí está una regla sobre la baja demanda: si la demanda está por debajo del 30% del tamaño del VFD, más del 30% del tiempo, un solo compresor VFD podría no ser una buena opción

Figura 2: Midiendo los períodos de baja demanda.

El proceso de producción estable

Algunas plantas están construidas para hacer una cosa, y funcionan hasta que el equipo haya llegado al final de su vida útil o el mercado desaparezca. Esto es típico cuando una vez se realiza una gran inversión, como un fabricante de películas estirables con dos líneas de producción. Esta es una planta relativamente pequeña que puede alimentarse con un compresor de aire de 50 hp, y las demandas no son tan variables, en su mayoría requieren mantener presión y cilindros pequeños. En el extremo más grande, podría ser una pequeña planta de cartón corrugado o de cartón con una máquina. Sin embargo, los sistemas a medida que crecen se vuelven más aleatorios en su demanda y cambian con más frecuencia. Especialmente las plantas que llamo “colecciones de coches clásicos”. Estas plantas son un gran almacén en el que un grupo de inversores lanza maquinaria de producción usada al azar. Como un fabricante de alimentos plásticos (operación de moldeo) o un fabricante de pastillas para la salud. Ya que hay un montón de maquinaria usada disponible en el mercado, y se puede comprar y colocar en un camión de plataforma plana con bastante facilidad, la planta es una colección de un montón de máquinas usadas que se ajustan a nichos de mercado. Los sistemas pequeños generalmente admiten una o dos líneas de producción, y la planta se construye y se ejecuta en el terreno con esas líneas. Las plantas más grandes son a veces colecciones de líneas de producción siempre cambiantes. Puede medir todo lo que desee y debería, pero no podrá alcanzar el punto óptimo de un compresor VFD.

Aquí está una regla sobre la aleatoriedad de la demanda: si el sistema de producción de la planta es estable, un solo compresor VFD podría ser una buena opción.

El sistema está centralizado

El funcionamiento de un sistema de aire comprimido que tiene un compresor de aire VFD supuestamente único en un área y otros compresores conectados, que se pretendía reemplazar, no suele funcionar bien después de algunos años. Los otros compresores pueden iniciarse automática o manualmente, y hacer que el VFD no funcione más en su punto óptimo. Por lo tanto, evite estos escenarios mediante la aplicación de compresores VFD a sistemas ya centralizados, o haga que los sistemas se centralicen eliminando los valores atípicos y construyendo el centro.

En general, la mayoría de las plantas de fabricación más pequeñas no tienen en absoluto una “sala de compresores”. Los equipos de aire comprimido (compresores, secadores, tanques) están ubicados en cualquier lugar donde haya espacio, a menudo no en el mismo lugar entre sí. Yo llamo a estas “áreas del compresor”. Las plantas más grandes y bien diseñadas tienen (o tuvieron) una sala de compresores centralizada que está diseñada lo suficientemente grande, y tiene un suministro eléctrico y capacidad de enfriamiento adecuados, para el mayor sistema de aire comprimido potencial que pueda ser necesario. ¿Con qué frecuencia ocurre esto? No a menudo. Incluso los sistemas “centralizados” terminan en el “barrio pobre” de la planta, la parte antigua donde no se está realizando la inversión, y los nuevos equipos y adiciones salen a la periferia, y se agrega otro compresor. ¿No todos los nuevos edificios de producción necesitan un compresor? Los diseñadores de edificios creen que sí …

Como se puede ver en mis comentarios, según la experiencia en cientos de plantas, el número de plantas con salas de compresores centralizados que permanecerán de esa manera no es la mayoría. Como ingeniero de instalaciones, diseñador de sistemas o proveedor, debe mover la administración en esa dirección, si no todo de una sola vez, gradualmente. Considere la distribución de la tubería, el almacenamiento y otros factores en esa decisión.

De todos modos, si tiene un circuito de tuberías y un solo compresor suficientemente grandes para al menos el 50% por encima de la demanda máxima actual, es probable que esté de acuerdo con la suposición de que la ubicación del cuarto del compresor es estable durante la vida útil de la planta. Ahora puede ubicar un compresor VFD en esa sala, brindar enfriamiento y ventilación adecuados, con su dispositivo de reserva justo al lado y secadores para ambos, idealmente con controles de demanda.

Aquí está una regla sobre la centralización: si la sala del compresor es nueva o se puede modificar para que se centralice permanentemente, un solo compresor VFD podría ser una buena opción.

Un compresor de respaldo de la misma potencia

Si gasta todos sus fondos en un compresor de aire y no puede obtener un compresor de respaldo, simplemente redujo significativamente la confiabilidad de su planta. Usted es más confiable con dos compresores con 20 años funcionando que con uno nuevo. Los compresores VFD pueden ser complicados mientras atraviesan una fase inicial de instalación y si no tiene respaldo, es posible que la planta se apague debido a la mala calidad de la energía, la vibración, el aire de enfriamiento a alta temperatura y muchas otras cosas que compresores de velocidad fija solían tolerar.

Aquí está una regla sobre compresor de respaldo para un VFD: tener compresor de respaldo del mismo tamaño.

Conclusión

Si instala su único compresor VFD de acuerdo con estas reglas, tendrá una buena oportunidad de alcanzar sus objetivos, solo asegúrese de cumplirlos:

1. Permanezca en el rango de velocidad 30-80%.

2. No usar para operación de un solo turno con sistemas de aire siempre presurizados.

3. Aplicar a sistemas de consumo de aire estables.

4. Aplicar a los sistemas de compresores de aire centralizados.

5. Tener un respaldo del mismo tamaño que el compresor VFD

Compresor 50hp VFD VS Otro tipo de compresores
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