게시판 > 질답게시판 > compressor 성능의 최적화

Stefano

10-08-05 11:45

(1) 배출압력과 유량의 관계
Compressor중 Positive Displacement 형 압축기는 모터의 회전수, 가스의 흡입압력에 따라 유량이 비례합니다. 이 압축기의 모터의 동력은 유량과 압축비가 늘어나면 늘어나게 됩니다.

그러나 원심식 압축기의 경우라면 배출압력에 따라서도 유량이 크게 달라집니다. 즉 원심식압축기는 원심펌프의 성능곡선처럼 배출압력이 낮아지면 유량이 늘어나게 됩니다. 아래의 Performance Chart의 예를 찾아보세요. 세로축은 압력을 Head로 나타낸 것이고 가로축은 유량입니다.

http://novakurniawan.files.wordpress.com/2010/06/performance-curve.jpg

(2) 최적 효율의 압축기 선정
배출압력은 시스템에서 필요한 압력과 압축 후 저장해 두려는 탱크의 압력, 등에 의해 설정하는데 압력과 유량이 정해진 상태라고 하면 위의 성능곡선에서 등고선 형태로 나타낸 효율 곡선을 찾아보고 최고의 효율을 나타내는 점을 찾으면 최고효율을 갖는 압축기 모델을 찾아낼 수 있습니다.

(3) 압축기의 최적의 운전
이미 압축기의 모델이 정해져 설치되어 있는 상태에서 최적의 운전조건을 찾으려면 다음 수식을 이용하여 최소의 경비가 들어가는 조건을 탐색해야 합니다

(압축기 연간 운전비) = (운전동력비, 연간)+(보수정비비,연간)+(감가상각비,연간).......(1)

기기장치의 설치가격과 수명이 정해졌다면 감가상각비는 고정비로 변동없을 것이고 나머지 운전동력비와 보수정비비에 의해 비용이 결정되는데 최적화를 위해서는 운전압력과 유량에 따른 동력비와 보수비 데이터를 정리해 두어야 합니다.
위의 (1)식의 최저치를 취하기 위한 제한요소는 압축기의 유량한계, 최고압력한계, 사용량의 한계 등입니다. 이 범위 이내의 가능한 영역에서 압력과 유량에 대해서 최적점을 찾아낼 수 있을 것입니다.

나루토 totosmart

10-08-09 11:59

제 생각입니다.

>배관 사이즈가 동일하면 더 큰 압이 걸리면 유량 자체가 늘어나는 것은 아닌지?? 궁금합니다.
쉽게 설명하자면, 더 큰압이 걸리면 압력이 증가하므로 유량은 감소하지 않을까요?

>그리고 원래 설계치 discharge 압는 8.5kg/cm2이고 이때 유량이 750m3/hr까지 가능한 설비인데.
>현재 운전중인 compressor는 discharge압이 7.3 bar 정도이고 유량은 470m3/hr가 나옵니다.
여러가지 원인이 있겠지만, 모터의 원인(노후라든지;;)이 있을 수 있습니다. 아니면 전류의 양에 문제가 있을수도 있구요. 모터에 들어가는 전류의 양을 체크해 보신 후 compressor에 들어가는 축동력을 계산해 보시는게 좋을 거 같네요;;여기까지 이상이 없다면 compressor의 문제일 가능성이 높을 거 같네요;;

Stefano

10-08-09 14:31

(Q1) >배관사이즈가 동일하면 더 큰 압력이 걸리면 유량자체가 늘어나는 것은 아닌지??..<
=>(A1) 배관사이즈가 동일하다고 해도 유량이 달라질 수 있는데 부피유량이 같다고 해도 압력이 높아지면 질량유량이 늘어나게 됩니다. 배관을 흐르는 유체의 질량유량은 다음 수식으로 나타낼 수 있는데
(mass flow, m kg3/s) = (Volume Flow, q m3/s)*(Density, ρ kg/m3)...(1)가 됩니다.

m = q*ρ ...................(2) ............q가 상수라면 m은 ρ에 비례
q = m/ρ ...................(3) ............m이 상수라면 q는 ρ에 반비례

(QQ1) < 더 큰압이 걸리면 압력이 증가하므로 유량은 감소하지 않을까요? >
==>(AA1)같은 부피유량이라고 하여도 압력이 높아지면 ρ가 증가하게 됩니다. 부피유량이 정해진 상태에서 압력이 더 걸리면 밀도에 비례하게 됩니다. 질량유량이 정해진 상태라면 밀도가 증가하면 부피유량이 작아집니다. 이 질문의 경우 후자 즉 (3)식의 경우입니다.

(Q2) Compressor가 제 유량을 압축하지 못한다 ??
이는 여러가지 원인이 있을 수 있습니다. 우선 유량의 단위가 무엇인지 확인해 보세요. (Nm3/h인지 Am3/h인지 ?)
1) Suction Line에 공급되는 Gas 유량이 줄어든 경우
2) Suction Line에 공급되는 Gas의 압력이 줄어든 경우
3) 왕복시 압축기의 밸브(Suction or Discharge Valve)의 누설로 "Volumetric Efficiency"가 떨어진 경우
4) 원심압축기에서 Shaft Seal에서의 누설이 증가한 경우