Como escolher o controlo de sequenciamento correto para compressores de ar

Para uma instalação com vários compressores de ar, a utilização de um sistema de controlo de sequenciação é uma boa prática para otimizar o funcionamento dos compressores sequenciados. Se os perfis de funcionamento, ou seja, os dados do perfil de consumo atual do sistema de ar comprimido para cada compressor, indicarem que os compressores foram subutilizados, estes funcionam com uma eficiência inferior do sistema. Neste caso, a sequenciação automática do compressor será decidida por um controlador PLC para operar os compressores mais eficientes. Só esta atualização do sequenciador pode poupar uma quantidade significativa de custos de funcionamento do compressor.

Os sequenciadores são sistemas de controlo que arrancam sequencialmente vários sistemas de compressores industriais, fazendo funcionar apenas o número mínimo necessário, com base num sinal de pressão, normalmente com apenas um a funcionar em modo de carga parcial e os restantes a plena carga ou desligados.

Neste artigo, queremos apresentar-lhe os problemas mais comuns que pode encontrar com os sequenciadores de compressores de ar e como escolher o equipamento correto.

Problemas com sistemas de controlo sequencial para compressores de ar

1. Algoritmo inadequado para a situação. Por exemplo, o controlo em cascata de compressores centrífugos. Isto quase garante que um centrífugo estará em descarga a maior parte do tempo, desperdiçando cerca de 75% da sua potência a plena carga.
2. A lógica de controlo e a cablagem não são alteradas quando o equipamento, especialmente os compressores, é substituído.
3. Nem todos os compressores funcionam corretamente no modo automático. Isto pode ser causado por:
   • Cablagem e/ou programação incompleta ou inadequada da interface, mais frequentemente no lado do compressor.
   • O compressor é colocado manualmente no local por razões de fiabilidade reais ou aparentes.
4. Vários compressores estão em carga parcial. Três exemplos comuns:
   • Integração incompleta: Se o compressor estiver a produzir pouco ou nenhum ar devido a descarga ou modulação local, o sequenciador arrancará e carregará o compressor seguinte em carga parcial.
   • Definição local incorrecta: As definições de modulação local estão no mesmo intervalo que as definições do sequenciador. O sequenciador arranca o compressor uma vez, mas a pressão nunca chega a ser suficientemente elevada para o descarregar. As configurações locais reduzem a capacidade primeiro. Em seguida, outro compressor é chamado para iniciar quando a demanda aumenta. O seqüenciador também não está ciente disso.
   • Compressores muito separados: Os controlos locais accionam um compressor para funcionar fora de fase com a entrada do controlo principal, que está longe dele.
5. Curto-ciclo (carga/descarga rápida): Pode causar a acumulação de óleo em compressores de parafuso com óleo e problemas de fiabilidade em compressores de parafuso e centrífugos sem óleo. Tem várias causas:
   • Diferencial de pressão de funcionamento demasiado elevado.
   • Armazenamento de controlo inadequado, causando tempos rápidos de bombagem e purga.
   • Diferencial de pressão excessivo através do equipamento de tratamento. A banda de controlo efectiva do compressor é reduzida pela queda de pressão dinâmica através do tratamento. Isto é normalmente causado por um compressor isolado atrás de um secador e de um filtro restritivo individual.
   • Diferentes pontos de controlo local e do sequenciador. O sequenciador pode estar a utilizar a pressão a jusante do secador e o compressor é descarregado com base numa pressão a montante.
6. Arranques excessivos do motor. Isto pode danificar o motor. Para além dos problemas de ciclos curtos, pode ser causado por:
   • Os temporizadores no sequenciador não estão corretamente definidos ou não podem ser definidos.
   • O sequenciador não está definido corretamente.

   Integração incorrecta de um compressor VS. Isto pode causar o seguinte:

   • O compressor VS é controlado de forma discreta, podendo estar em carga de base (velocidade máxima), desligado ou a funcionar sem controlo, dependendo das definições. Todos os compressores VS controlam a sua própria velocidade através dos seus controlos internos, pelo que um simples sequenciador é normalmente alheio a estes problemas.
   • O VS pode "perseguir" o compressor que está a ser carregado e descarregado pelo sequenciador. A falta de armazenamento, afinação ou localização do compressor pode causar este problema.

Como escolher os sequenciadores certos para compressores de ar

Estas são as nossas recomendações para uma sistema de controlo sequencial para compressores de ar seja bem sucedido e continue a funcionar durante toda a vida do sistema.

1. Seleccione uma arquitetura de controlo que seja mais adequada para gerir o sistema de ar comprimido. Tenha em mente que o ar comprimido é um serviço essencial que é muito caro para operar, e ainda mais caro se falhar. A falta de controlos e, em particular, de monitorização, pode ser uma má decisão a longo prazo.
2. Em primeiro lugar, efetuar uma auditoria do sistema e avaliar o sistema existente com o máximo de pormenor possível. Recomenda-se o seguinte:
   • Registar as variáveis primárias da sala do compressor durante 1-2 semanas.
   • Calcular o perfil do caudal total de ar comprimido, a potência total e a eficiência do sistema (acfm/kW).
   • Desenvolver vários conceitos de projectos alternativos, desde a adaptação de controlos a novos equipamentos, em função do orçamento.
   • Desenvolver uma especificação preliminar do sistema de gestão do ar comprimido.

   Alguns fornecedores de compressores estão qualificados para o efeito. Os auditores independentes também têm um valor significativo.

3. Selecionar a melhor empresa para conceber e instalar o sistema de gestão do ar comprimido com base em questões de arquitetura e nos resultados da auditoria.
4. Desenvolver desenhos de aprovação do sistema de gestão e revê-los. Isto deve incluir uma sequência lógica escrita.
5. Selecionar um empreiteiro para instalar o sistema de gestão. Este deve ser capaz de trabalhar em estreita colaboração com o auditor, o eletricista/engenheiro local, o fornecedor do sistema de gestão e o fornecedor do compressor. Se outras questões mecânicas estiverem a ser feitas ao mesmo tempo (armazenamento, tubagem, secadores), considere a possibilidade de os subcontratar a um único empreiteiro chave-na-mão.
6. Identificar e modificar primeiro as interfaces do compressor. Estas devem ser testadas para garantir que estão prontas para serem controladas pelo sistema de gestão.
7. Após a aprovação, criar e programar o sistema de gestão.
8. Ter todos os aspectos mecânicos e de instrumentação concluídos e aprovados.
9. Entregar o sistema de gestão.
10. Testar as interfaces e colocar o sistema em funcionamento. Deve passar por modos de falha e de exceção suficientes para que o sistema fique pronto a funcionar.
11. Recolher os dados durante pelo menos uma semana e fornecê-los ao fornecedor do sistema de gestão ou ao auditor para análise. Se possível, permitir o acesso remoto direto para extrair os dados, através do sistema HMI da instalação ou de um modem GSM.
12. Elaborar um relatório de comissionamento/comissionamento com base nestes dados.
13. Efetuar a afinação final.
14. Documentar bem o sistema. No mínimo, deve incluir um P&ID geral, esquemas eléctricos para o controlador e a cablagem da interface, e a sequência de funcionamento escrita.
15. Pendure um cartaz gravado na parede perto do controlador com os pontos de regulação aprovados.
16. Formação dos operadores.
    As questões mais importantes que afectam o desempenho do ssistema de controlo sequencial para compressores de ar estão relacionados com as pessoas e a atividade. É necessário garantir que as pessoas certas estão a fazer a coisa certa com a tecnologia certa, ao preço certo, da forma certa e na sequência certa. Se um projeto de integração for executado corretamente, as pessoas certas e a sequenciadores para compressores de ar têm muito mais probabilidades de funcionar corretamente.