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  왕복동 압축기의 용량 제어 방식 질문
  글쓴이 : 갈밭새   고유ID : galbatsae     날짜 : 18-12-07 11:24     조회 : 364    
   캡처.JPG (87.2K), Down : 16, 2018-12-07 11:28:13
안녕하세요 인터넷 화학공학을 통해 정말 많은 것을 배우고 있는 석유화학 회사 신입입니다.

제가 왕복동 압축기에 대해 공부하고 있는데 왕복동 압축기의 용량 제어 방식이 여러가지 중에
흡입 unloader 밸브를 열었다 닫았다 하여 가스량 조절로 용량을 제어 하는 방식이 있다고 봤습니다

4STEP 일경우 4개의 밸브가 다 닫히면 100% 부하고 1개가 열릴 경우 75%, 2개가 열릴 경우 50%,
다 열리면 0% 부하라고 이해했는데 관련 설명 표(첨부파일 표)는 이 내용과 달라 제가 제대로 이해하지 못한건지
궁금하여 질문드립니다

고수님들의 고견 부탁드립니다.

스테파노 Stefano   18-12-07 15:01
(1) 일반적으로,  2개의 왕복, 모두 4개의 Cylinder별로 Suction Valve Unloder를 1단 흡입측에서 사용할 경우라면 Unloading Valve의 수효 0,1,2,3,4 에 따라 100%,75%,50%,25%,0%의 부하가 되겠지만, 

올려놓은 도면에서의 밸브는 2개씩 묶어서 Solenoid Valve(SV)가 동작하기 때문에 SV-001과 SV-002가 Unloader 동작 수효()에 따라,  0(4) , 50(2), 100(0)%로 Load를 조절하고  75%와 100%는 다른 밸브 즉 SV-003과 SV-004의 조합으로 조절하는 것으로 보입니다.

따라서 SV-003과  SV-004의 기능으로 봐서 SV-003은 열면 Loading 닫으면 25% Unloding 기능을 보유한 것으로 보이고 SV-004은 열면 25%를 Unloading 시킬 수 있는 용도로 사용되는 것으로 추측됩니다.   

(2) 즉, SV-001,002가 모두 닫힌그 상태에서...

SV-004가 닫혀있고 SV-003이 완전히 열리면(Deenergize상태) 100% Load가 유지되고,  SV-003이 완전히 닫힌상태에서 SV-004가 열리면  75% Load가 유지되도록 한 것으로 봅니다.

그리 Load 조절하도록 한 이유는 아마 75~100% 영역에서는 어느 정도 비례조절 기능에 의해 Unloading하도록 하기위한 것으로 보입니다.  즉 SV-001,002가 모두 닫힌상태(3-Way Solenoid가 대기 Vent상태)에서 100% Loading 상태가 되는데 그 상태에서 SV-003과 004의 밸브 Position에 따라 75%~100%가 유지되는 것이지요

(3) SV-003, 004 이들 두 Valve의 Unloading은 SV-001, SV-002에 연결되어 있는 4개의 Suction Valve Lifting 방식과는 다른 것으로 보기 때문에 구체적 Unloading 방식을 조사하여 답글로 소개해 주세요.
     
갈밭새 galbatsae   18-12-12 11:00
답변 감사합니다!

말씀하신 내용을 토대로 더 조사해봐야겠네요
스테파노 Stefano   18-12-15 18:25
(1) 인터넷에서 Unloading 방법과 관련된 내용을 찾아봤더니 미국 대학서열 10위 정도의 퍼듀대학에셔 연구해본 자료를 발견하였습니다. 

Cylinder와 Valve Plate를 가진 왕복 (혹은 왕복동) Compressor의 Unloading 방법에는  아래의 세가지를 혼합하여 사용한다고 합니다. 

i) SVL (Suction Valve Lifter) 식
ii) THU (Top Head Unloading) 방식
iii) BSU (Blocked Suction Unloading) 방식 

SVL 방식은 Unloading 하고자하는 단 Cylinder의 Suction Valve Plate를 들어올리는 방식이고,  THU 방식은 Discharge에서 Suction측으로 Bypass시키는 방법인데 Compressor 본체의 Head에서 Suction으로 연결된 통로에 내장되어 있는 것이고,  BSU는 Unloading 하고자 하는 단의 Suction을 아예 닫아버리는 방식인데 이 Valve도 본체에 내장되어 있는 것을 사용하고 있습니다.

참고 Site:  http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.823.1227&rep=rep1&type=pdf 
 

(2) 질문에서 올려놓은 Sketch를 기준으로 설명하자면  해당 Compressor는  위의 i), ii), iii)을 모두 사용하고 있습니다.

SOV-001과  SOV-002는 각각 2개씩의 Cylinder의 Suction Valve Lifting을 위한 동작기에 공급하는 Air Valve로 곧  SVL방식으로 동작하고 있고 이들을 사용하여 SVL 밸브의 수효, 4, 2, 0에 따라 0%, 50%, 100%의 Load로 Control하고 있습니다.

이어서 75%, 100% Load에 해당하는 조절은 THU와 BSU의 조합으로 이루어 지는데,  즉 

SOV-003 (Suction Blocking Valve On-off 용)은 BSU로 동작하는 용도로 사용하는 SOV이고 이 SBV 밸브가 열리면 Loading 닫히면 Unloading 상태가 되는 목적으로 사용되는 것으로 보입니다.   

SOV-004 (Bypass Valve On-Off용)은 THU 방식 동작 용도로 사용하는 THU 밸브가 닫히면 Loading상태, 열리면 Unloading 상태가 되는 것으로 보입니다 .

따라서 100% Load에서는 SOV-001, 002로 Unloadling Valve Lifter를 모두 닫아서 100% 부하가 유지되도록 한 상태에서  Suction Valve(SOV-003 사용)를 열어 BSU를 모두 열고 THU는 (SOV-004를 사용) Bypass를 닫음으로 100% Load 상태가 되는 것이고,

70% Load에서는 위의 100% Load 조건에서 SOV-004를 사용해서 THU 동작으로 Bypass가 유지되도록 함으로써 75%의 부하를 유지하는 것으로 봅니다.     

(3) 결국 SOV-001/002는  SVL 방식에 사용되는 것이고 SOV-003은 BSU 방식, 그리고 SOV-004는 THU 방식에 사용되고 있으므로  세가지 Unloading 방식을 모두 사용하고 있습니다.

아직도 의문이 남는 것은 Bypass Valve 두기를 모두 열었는데도 정확히 25%의 Load만 줄어들고 있다는 것입니다.  설계시 미리 유량을 그리되도록 설정해 두도록 한 것으로 생각됩니다.
갈밭새 galbatsae   18-12-17 15:07
우와 스테파노님 정말 존경스럽습니다
저는 구글에 아무리 찾아도 제어 방식에 대한 자세한 자료를 못 찾았었는데

자료를 찾아주셔서 정말 감사합니다!!
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