To download all ACMV lecuters in PDF format
www.acmv.org
 
HOME
eBooks
FORUM
Lecture
Air Compressors and Compressed Air Systems > Chapter – 4 (Part 2 of 2) > Air Compressors (Part 2 of 2) > > www.acmv.org
Air Compressors and Compressed Air Systems > Chapter – 4 (Part 2 of 2) > Air Compressors (Part 2 of 2) >


Chapter-4 Air Compressors (Part 2 of 2) Fundamental and BasicConcept

Chapter-4 Air Compressors (Part 2 of 2)

Contents

၄.၃.၂ ေလကို အဆင္႔ဆင္႔ဖိသိပ္ျခင္း (Multistage Compression) 1

၄.၃.၃ Reciprocating Compressor မ်ား၏ အားသာခ်က္မ်ား ႏွင့္ အားနည္းခ်က္မ်ား 1

၄.၄ Rotary Air Compressors. 2

၄.၄.၁ Oil - Cooled Rotary Helical Screw Compressors. 3

၄.၄.၂ Non - Lubricated Rotary Screw.. 4

၄.၄.၃ Screw Compressor မ်ား၏  အားသာခ်က္မ်ား ႏွင့္ အားနည္းခ်က္မ်ား 4

၄.၅ Sliding Vane Rotary Compressors. 5

၄.၅.၁ Vane Compressors. 5

.................................................. ..................................................................................၄.၆ Scroll Compressors. 6

၄.၆.၁ Scroll Compressor မ်ား၏ အားသာခ်က္မ်ား ႏွင့္ အားနည္းခ်က္မ်ား 6

၄.၇ Tooth Compressors. 6

၄.၈ Lobe Compressors. 6

၄.၉ Liquid Ring Compressors. 7

၄.၁၀ Dynamic Compressors. 7

၄.၁၁ Axial Compressor 7

၄.၁၂ Centrifugal Air Compressors. 7

၄.၁၂.၁ Centrifugal Compressor မ်ား၏ အားသာခ်က္မ်ား ႏွင့္ အားနည္းခ်က္မ်ား 8

 

 

၄.၃.၂ ေလကို အဆင္႔ဆင္႔ဖိသိပ္ျခင္း (Multistage Compression)

Multistage compression မ်ား၏ အားသာခ်က္မ်ားမွာ

(၁)

ပထမအဆင့္ ဆလင္ဒါ(cylinder)မွ ထြက္ၿပီးေနာက္ ဒုတိယအဆင့္ ဆလင္ဒါ(cylinder)တစ္ခု အတြင္းသုိ႔ မဝင္မီ ျပင္ပမွ(external) cooler ျဖင့္ compressed air ကို ေအးေအာင္ ျပဳလုပ္ႏုိင္သည္။

(၂)

ေသးငယ္သည့္ flywheel ကိုသာ အသံုးျပဳၿပီး multi-crank machine ျဖစ္ေသာေၾကာင့္ တုန္ခါမွႈနည္း သည္။

(၃)

Mechanical balance ပိုေကာင္းသည္။ Uniform torque ရႏုိင္သည္။

(၄)

ဆလင္ဒါ တစ္ခုခ်င္းစီ ဖိအားနိမ့္(lower pressure)ေသာေၾကာင့္ volumetric efficiency ပိုမ်ားမ်ား ရႏုိင္သည္။

(၅)

ဖိသိပ္(compress)ရန္အတြက္ လုိအပ္ေသာ စြမ္းအား(power)ကို ေလ်ွာ့ခ်ႏုိင္သည္။

(၆)

ျမန္ႏႈန္းျမင့္ျမင့္(high speed)ျဖင့္ ေမာင္းႏုိင္သည္။

(၇)

အပူခ်ိန္နိမ့္(working temperature)ေသာေၾကာင့္ lubrication ပိုေကာင္းသည္။

(၈)

ေပါ့ပါးသည့္ ဆလင္ဒါ(cylinder)မ်ားကို အသံုးျပဳႏုိင္ေသာေၾကာင့္ ေလယိုစိမ့္မႈ(leakage) နည္းသည္။

ပံု ၄-၁၆ Multi Stage Compressor and Inter-coolers

Compressor ၏ capacity (RPM ႏွင့္ volumetric efficiency) ေလ်ာ့နည္းမသြားေစရန္၊ လုိအပ္သည့္ အခါမ်ား high compression ratio ရရွိရန္ႏွင့္ စြမ္းအင္သံုးစြဲမႈ(power input)နည္းေစရန္ အတြက္ inter-cooling ျပဳလုပ္ထားေသာ multi-staging compressor မ်ားကို အသံုးျပဳၾကသည္။

ပံုမွန္အားျဖင့္ အဆင့္မ်ား(stages)အားလံုး ျမန္ႏႈန္း(speed) တူညီၾကသည္။ Compressor တစ္ခုလံုး၏ volumetric efficiency သည္ ပထမအဆင့္(first stage)မွ volumetric efficiency ႏွင့္ တူညီသည္။ ပထမအဆင့္(first stage)သုိ႔ ဝင္ေရာက္လာသည့္ ေလအပူခ်ိန္ႏွင့္ တျခားေသာ stage မ်ားသုိ႔ ဝင္ေရာက္လာသည့္ ေလအပူခ်ိန္ႏွင့္ တူညီလ်ွင္ အေကာင္းဆံုး(perfect) inter-cooling ျဖစ္သည္ဟု ေျပာႏုိင္သည္။

Stage တစ္ခုစီအတြက္ လိုအပ္သည့္(work input)သည္ ထုိ stage တြင္ compress လုပ္ရမည့္ pressure ratio ေပၚတြင္ မူတည္ေနသည္။ Stage မ်ား အားလံုးတြင္ air flow တူညီၾကသည္။ အဆင့္(stage) တစ္ခုခ်င္းစီ work input ကို သင့္ေလ်ာ္ေအာင္ထားျခင္းျဖင့္ compression ratio မ်ားကို ညီမ်ွေအာင္ ျပဳလုပ္ ႏုိင္သည္။

ပံု(၄-၁၇) တြင္ compression ကို အဆင့္ ႏွစ္ဆင့္(two stage)ခြဲ၍ ျပဳလုပ္ေသာေၾကာင့္ shaded area သည္ သက္သာသြားသည့္ အလုပ္(work saved) ျဖစ္သည္။ Single-stage unit သည္ ေလအဝင္(inlet)မွ ေလထြက္သည့္(discharge) အခ်ိန္အထိ တစ္ဆင့္သာ compress လုပ္သည္။  ေယဘုယ်အားျဖင့္ 95 psi (6.5bar)ထက္ နိမ့္သည့္ ဖိအား(pressure range)အတြက္ တစ္ဆင့္သာ compress လုပ္ရန္(single stage

operation သာလုပ္ရန္) လိုအပ္သည္။

        Multi-stage unit မ်ားတြင္ ေလဝင္ (inlet)မွ ေလထြက္သည့္(discharge) အခ်ိန္အထိ အဆင့္မ်ားစြာ(ႏွစ္ဆင့္မက) compress လုပ္ရသည္။ တစ္ဆင့္ၿပီး(stage)၍ ေနာက္တစ္ဆင့္သို႔ မေရာက္ခင္ အခ်ိန္တြင္ ေလကို အေအးခံ ႏုိင္ေသာေၾကာင့္ compress လုပ္ရန္ လိုအပ္သည့္အလုပ္(work) ပမာဏ ကို ေလ်ွာ့ခ်ႏုိင္သည္။

ေယဘုယ်အားျဖင့္ 100 မွ 175 psig (10bar မွ 12bar) ဖိအားအတြင္း လိုအပ္လ်ွင္ two-stage operation ျပဳလုပ္ရန္ လုိသည္။ Three-stage reciprocating compressor မ်ားသည္ ဖိအား 250 psig (13.8 bar) အထိ ေရာက္ေအာင္ ဖိသိပ္ (compress) ႏုိင္စြမ္း ရွိသည္။

ပံု ၄-၁၇ Two stages compressor

သီအုိရီအရ multiple stage unit မ်ားသည့္ single stage unit မ်ားထက္ ပို၍ efficient ျဖစ္ၾက သည္။

 

Drive အမ်ိဳးအစားမ်ား

Air compressor မ်ားကို လ်ွပ္စစ္ေမာ္တာ(electric motor) သုိ႔မဟုတ္ အင္ဂ်င္(engine) သုိ႔မဟုတ္ ေရေႏြးေငြ႔(steam) သုိ႔မဟုတ္ တာဘုိင္(turbine) ျဖင့္ ေမာင္းၾကသည္။ စက္မႈလုပ္ငန္း(industrial) မ်ားတြင္ လ်ွပ္စစ္ေမာ္တာျဖင့္ ေမာင္းေသာ air compressor မ်ားကို   အမ်ားဆံုး ေတြ႔ရေလ့ရွိသည္။

အႀကီးစား(heavy-duty)လုပ္ငန္းခြင္မ်ားႏွင့္ လ်ွပ္စစ္ဓာတ္အားမရႏုိင္သည့္ သတၱဳတြင္းမ်ားေရႊ႕ေျပာင္း ႏုိင္ေသာ(mobile) air compressor မ်ားကို ဒီဇယ္အင္ဂ်င္ သုိ႔မဟုတ္ တာဘုိင္(turbine)ျဖင့္ ေမာင္းၾကသည္။

၄.၃.၃ Reciprocating Compressor မ်ား၏ အားသာခ်က္မ်ား ႏွင့္ အားနည္းခ်က္မ်ား

Single-Acting, Air-Cooled Reciprocating Air Compressors

အားသာခ်က္မ်ား (Advantages)

(၁)

အရြယ္အစား ေပါ့ပါး ေသးငယ္သည္။

(၂)

လုပ္ငန္းငယ္မ်ား အတြက္ အလြန္ သင့္ေလ်ာ္သည္။

(၃)

Unloaded အခ်ိန္တြင္ စြမ္းအင္ အနည္းငယ္သာ သံုးစြဲသည္။

(၄)

အသံုးျပဳသည့္ေနရာအနီးတြင္ တပ္ဆင္ထားႏုိင္ေသာေၾကာင့္ ပိုက္တုိ၍ ဖိအားက်ဆင္းမႈ နည္းသည္။

(၅)

သီးျခား cooling system တပ္ဆင္ထားရန္ မလုိအပ္ေပ။

(၆)

အသံုးျပဳရန္ အလြန္လြယ္ကူသည္။

(၇)

ဖိအားအမ်ိဳးမ်ိဳးျဖင့္ ေမာင္းႏုိင္သည္။

(၈)

သာမာန္႐ုိးရွင္းသည့္ ျပဳျပင္ထိန္းသိမ္းမႈမ်ားသာ ျပဳလုပ္ရန္လိုသည္။

အားနည္းခ်က္မ်ား(Disadvantages)

(၁)

စက္ေဟာင္းလာလ်ွင္ ေလထဲသုိ႔ ေခ်ာဆီမ်ား ပိုမို ေရာက္ရွိ ႏုိင္သည္။

(၂)

အသံဆူညံသည္။

(၃)

လည္ပတ္ရန္ ကုန္က်စရိတ္(operating cost)မ်ားသည္။

(၄)

အခ်ိန္ျပည့္အဆက္မျပတ္ ေမာင္းရန္မျဖစ္ႏုိင္ေပ။ တစ္နာရီေမာင္းၿပီးလ်ွင္ တစ္နာရီရပ္နားေပးရန္လိုသည္။

(၅)

အသံုးျပဳရန္လိုအပ္သည့္ ဖိအားထက္ ပုိမ်ားသည့္ ဖိအားျဖင့္ receiver ထဲတြင္ သိမ္းဆည္း ထားရသည္။ ထိုကဲ့သုိ႔ ပိုျမင့္ သည့္ဖိအားသို႔ ေရာက္ေအာင္ ေမာင္းရျခင္း ေၾကာင့္ efficient မျဖစ္ေပ။

(၆)

ရရွိႏုိင္သည့္ efficiency သည္  22 မွ 24 kW/100 CFM အတြင္းျဖစ္သည္။

(၇)

အလြန္ႀကီးမားေသာ လုပ္ငန္းမ်ားအတြက္ မသင့္ေလ်ာ္ေပ။

Double-Acting Water-Cooled Reciprocating Air Compressors

အားသာခ်က္မ်ား(Advantages)

(၁)

Multi-stage compressor မ်ားသည္ single stage compressor ထက္ ပုိ၍ efficiency ေကာင္းသည္။

(၂)

လုပ္ငန္းငယ္မ်ားအတြက္ အလြန္ သင့္ေလ်ာ္သည္။

(၃)

Unloaded အခ်ိန္တြင္ စြမ္းအင္ အနည္းငယ္ခန္႔သာ သံုးစြဲသည္။

(၄)

အသံုးျပဳရန္ အလြန္ လြယ္ကူသည္။

(၅)

ဖိအားအမ်ိဳးမ်ိဳးျဖင့္ေမာင္းႏုိင္သည္။

(၆)

Three-step(0%-50%-100%) သုိ႔မဟုတ္ five-step(0%-25%-50%75%-100%) စသည့္ ေလထြက္ႏႈန္း(capacity)control လုပ္ႏုိင္သည့္နည္းမ်ားကိုသံုးလ်ွင္ part-load efficiency ေကာင္းသည္။

(၇)

ပံုမွန္ ျပဳျပင္ထိန္းသိမ္းမႈမ်ား ျပဳလုပ္ရန္လိုသည္။

အားနည္းခ်က္မ်ား(Disadvantages)

(၁)

Rotary air compressor မ်ားထက္ ပို၍ ေစ်းႀကီးသည္။

(၂)

တပ္ဆင္ရန္အတြက္ ေနရာက်ယ္က်ယ္ ရွိရန္ လိုအပ္သည္။

(၃)

ေခ်ာဆီျဖင့္ အပူမ်ားကို ဖယ္ထုတ္သည့္ စက္ျဖစ္ ေသာေၾကာင့္ ေလထဲသုိ႔ ေခ်ာဆီမ်ား ေရာက္ရွိသြား ႏုိင္သည္။

(၄)

တုန္ခါမႈ ျမင့္မားေသာေၾကာင့္ အထူးခုိင္ခံသည့္ foundation သံုးရန္ လိုသည္။

(၅)

အသင့္သံုးႏုိင္သည့္စက္အစံုအျဖစ္ဝယ္ယူမရႏုိင္။ Flywheel ကို အသံုးျပဳရန္လိုသည္။

(၆)

အထူးကြ်မ္းက်င္သူမ်ားသာ ျပဳျပင္ထိန္းသိမ္းျခင္း ျပဳလုပ္ႏုိင္သည္။

(၇)

ရရွိႏုိင္သည့္ efficiency သည္  15 မွ 16 kW/100 CFM(single-stage) အတြင္းျဖစ္သည္။

၄.၄ Rotary Air Compressors

Rotary compressor မ်ားတြင္ piston မပါဝင္ဘဲ အဆက္မျပတ္ လည္ေနသည့္ rotor ပါရွိသည္။ အင္ဂ်င္ သုိ႔မဟုတ္ ေမာ္တာ စသည့္ prime mover မ်ားျဖင့္ တုိက္႐ုိက္ တြဲ၍ တပ္ဆင္ထားေသာေၾကာင့္ reciprocating compressor ႏွင့္ ႏႈိင္းယွဥ္လ်ွင္ စေမာင္းသည့္ အခ်ိန္ျဖစ္ေပၚေသာ torque အလြန္နည္းသည္။ ျမန္ႏႈန္းျမင့္ျမင့္ (high speed)ျဖင့္ ေမာင္းႏိုင္ေသာေၾကာင့္ reciprocating compressor ႏွင့္ ႏႈိင္းယွဥ္လ်ွင္ ေလထြက္ႏႈန္း(air output) မ်ားသည္။

Rotary compressor မ်ားတြင္ အစိတ္အပုိင္း အနည္းငယ္သာ ပါဝင္ေသာေၾကာင့္ ပ်က္စီးႏႈန္း(failure rate) နည္းသည္။ ေသးငယ္ေသာ foundation သာ လုိအပ္သည္။ တုန္ခါမႈ(vibration) အလြန္ နည္းသည္။

Rotary compressor မ်ားကို ေအာက္ပါ အတိုင္း ခြဲျခားႏုိင္သည္။

(၁)

Screw compressor မ်ား

(၃)

Lobe compressor မ်ား

(၂)

Vane type compressor မ်ား

(၄)

Scroll compressor မ်ား ျဖစ္ၾကသည္။

Rotary air compressor မ်ားသည္ positive displacement compressor မ်ားျဖစ္ၾကသည္။ အသံုးမ်ားသည့္ rotary air compressor မ်ား၏ အရြယ္အစားသည္ 5HP မွ 900 HP အတြင္းျဖစ္ၾကသည္။ Rotary screw compressor မ်ားကို lubricated အမ်ိဳးအစား အျဖစ္ လည္းေကာင္း၊ ေခ်ာဆီကင္းမဲ့သည့္ dry (oil free) အမ်ိဳးအစား အျဖစ္လည္းေကာင္း ေလသန္႔စင္မႈ လုိအပ္ခ်က္အေပၚ မူတည္၍ ေရြးခ်ယ္ တပ္ဆင္ ၾကသည္။

ပံု ၄-၁၈ screw compressor မ်ား ထုတ္ေပးႏုိင္သည့္ဖိအားမ်ား(Pressure ranges)

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/5/5e/IngersollRand_R-series-R110.jpg/360px-IngersollRand_R-series-R110.jpg

http://www.atlascopco.sg/Images/ac0037260_456.jpg

small.bmp

Rotary Screw Compressor အလုပ္လုပ္ပံု

ေလစုပ္ယူျခင္း - Intake( 1 )

ေလမ်ားသည္ ေလဝင္ေပါက္(inlet aperture)မွတဆင့္ လည္ေနသည့္(rotor) screw အသြားမ်ား ဆီသုိ႔ ဝင္ေရာက္သြားသည္။

ပံု ၄-၁၉ Intake ( 1 )

Compression ( 2 ) + ( 3 )

Discharge ( 4 )

ေလဖိသိပ္ျခင္း Compression ( 2 ) + ( 3 )

Rotor လည္ေနေသာေၾကာင့္ ေလဝင္ေပါက္(inlet aperture) ပိတ္သြားၿပီး၊ အသြားမ်ား အၾကားရွိ ေနရာ၏ထုထည္ တျဖည္းျဖည္း က်ဥ္းလာၿပီး ဖိအားျမင့္ တက္လာသည္။ ထိုအခ်ိန္တြင္ lubricated compressor ျဖစ္လ်ွင္ ထိုအခ်ိန္တြင္ ေခ်ာဆီမ်ားကို ထည့္ေပးရသည္။

ေလထုတ္ျခင္း Discharge ( 4 )

ေလဖိသိပ္ျခင္း(compression) ၿပီးေျမာက္သည္။ ဖိအားျမင့္သည့္ ေလမ်ား ေလထြက္ေပါက္(discharge port) မွ တစ္ဆင့္ distribution ပိုက္မ်ား အတြင္းသို႔  ေရာက္သြားသည္။

၄.၄.၁ Oil - Cooled Rotary Helical Screw Compressors  

22 CFM မွ 3,100 CFM အထိ ေလပမာဏ လုိအပ္လ်ွင္ ေခ်ာဆီျဖင့္ေအးေစသည့္(oil cooled) rotary helical screw compressor မ်ားကို အသံုးျပဳၾကသည္။ Helical ပံုသ႑န္ screw ကို အသံုးျပဳထားေသာေၾကာင့္ helical screw compressor ဟုေခၚျခင္း ျဖစ္သည္။ ဖိအား150 မွ 400 psia ရရန္ အတြက္ two-stage rotary-screw compressor ကို အသံုးျပဳၾကသည္။  အဆင့္ႏွစ္ဆင့္(two stage) ျဖစ္ေသာေၾကာင့္ အဆင့္(stage) တစ္ခုစီတြင္ compression ratio နည္းၾကသည္။

ထုိ႔ေၾကာင့္ rotor ၏ အဝင္ႏွင့္အထြက္တြင္ ဖိအားျခားနားမႈ(pressure differential across the rotor) နည္းေသာေၾကာင့္ thrust-bearing တြင္ ထမ္းထားရသည့္ ဝန္ပမာဏ ေလ်ာ့နည္းသည္။ Two-stage unit တြင္ ေလဝင္ေပါက္ ႏွင့္ ေလထြက္ေပါက္ ႏွစ္ေပါက္ ပါရွိရန္ လုိအပ္ေသာေၾကာင့္ ေစ်းႀကီးသည္။ Lubricated compressor မ်ား ေခ်ာဆီမ်ားကို ေလထဲသုိ႔ဝင္ေရာက္ေစၿပီး ေလကို ဖိသိပ္ေသာေၾကာင့္ျဖစ္ေပၚလာေသာ အပူ (heat of compression)ကို ေခ်ာဆီက စုပ္ယူသြားသည္။ ထုိ႔ေၾကာင့္ ေခ်ာဆီ၏ အပူခ်ိန္ ျမင့္တက္လာသည္။ (တစ္နည္းအားျဖင့္ ပူလာသည္။)

ထုိ႔ေနာက္ ပူလာေသာေခ်ာဆီကို heat exchanger အတြင္း ေလ(air) သို႔မဟုတ္ ေရ(water)ျဖင့္ ျပန္၍ ေအးေစသည္။ Compressor အတြင္းသာ ေအးေစေသာေၾကာင့္ ေလကုိပူေစမည့္ ေနရာမရွိႏုိင္ေပ။ ထုိ႔ေၾကာင့္ oil cooled rotary-screw compressor မ်ားကို အျမင့္ဆံုးဝန္(maximium load) ႏွင့္ အျမင့္ဆံုး ဖိအား(pressure)ျဖင့္ (၂၄)နာရီပတ္လံုး အဆက္မျပတ္ ေမာင္းႏုိင္သည္။ အနားေပးရန္ မလိုေပ။

တစ္ျခားေသာ continuous-duty air compressor မ်ား ျဖင့္ ႏႈိင္းယွဥ္လ်ွင္ oil - cooled rotary-screw

Compressor ၏ အားသာခ်က္မ်ား မွာ

(၁)

ေခ်ာဆီျဖင့္ ေအးေစ(oil cooling)ေသာေၾကာင့္ compressorအတြင္းရွိ အပူခ်ိန္(internal temperature)ကို အနိမ့္ဆံုးျဖစ္ေအာင္ ထိန္းထားႏုိင္သည္။ တစ္ျခားေသာ compressor မ်ား ျဖင့္ ႏႈိင္းယွဥ္လ်ွင္ အထြက္ေလ(discharge air)၏ အပူခ်ိန္ အလြန္နိမ့္သည္။  အထြက္ေလ(discharge air)၏ အပူခ်ိန္သည္ ေလထု အပူခ်ိန္ထက္ 180°F(82°C) ပိုမ်ားသည္။ တျခားေသာ compressor အမ်ိဳး အစားမ်ားမွ ထြက္ေသာေလမ်ားသည္ ထိုအပူခ်ိန္ ထက္ပို၍ ျမင့္မားၾကသည္။ အထြက္ေလ(discharge air)သည္ အလြန္ သန္႔ရွင္းသည္။ မီးေလာင္ထားသည့္ ေခ်ာဆီမ်ားႏွင့္ ကာဗြန္မ်ား မပါဝင္ေပ။

(၂)

Rotary အမ်ိဳးအစား ျဖစ္ေသာေၾကာင့္ ျမန္ႏႈန္း(speed) မ်ားသည္။ အထူးသျဖင့္ အရြယ္အစား ႀကီးသည့္ compressorမ်ား၌ ပိုျမန္သည့္ speed ကို ရနိုင္သည္။ ေနရာယူသည့္ ပမာဏခ်င္း ႏႈိင္းယွဥ္လ်ွင္ ေသးငယ္သည့္ေနရာ ေလမ်ားမ်ားထုတ္ေပး ႏုိင္သည္။ ထုိ႔ေၾကာင့္ foundation အတြက္ ေနရာ က်ဥ္းက်ဥ္း ႏွင့္ စက္ခန္းေနရာ အနည္းငယ္သာ လိုအပ္သည္။

(၃)

အရြယ္အစား ေသးငယ္သည့္အျပင္ ဆူညံသံ ျဖစ္ေပၚမႈလည္း နည္းသည္။ လ်ွပ္စစ္ေမာ္တာျဖင့္ ေမာင္းေသာ compressor ကို တစ္မီတာအကြာ အကြာအေဝးမွ တုိင္းလ်ွင္ 75 dBမွ 85 dB ခန္႔သာရွိသည္။ ေရြ႕လ်ားေနသည့္ အစိတ္အပိုင္းမ်ား ပါဝင္မႈ နည္းေသာေၾကာင့္ ထြက္သည့္ အပူပမာဏ နည္းသည္။ တစ္နည္းအားျဖင့္ ထြက္လာသည့္ ေလ၏ အပူခ်ိန္ နိမ့္သည္။ စက္ တုန္ခါမႈ(vibration)နည္းသည္။

(၄)

အစိတ္အပိုင္း အနည္းငယ္သာ ပါဝင္ေသာေၾကာင့္ အပုိပစၥည္း(spare part)အနည္းငယ္ကိုသာ သိမ္းထားရန္ လုိသည္။ ျပဳျပင္ထိန္းသိမ္းမႈမ်ား ျပဳလုပ္လုပ္ရန္ လြယ္ကူသည္။ အျမဲေမာင္းေနရန္ လိုအပ္ သည့္ load ကို “Base Load” ဟုေခၚသည္။ Rotary compressor အမ်ိဳးအစားမ်ားသည္ base load ကို ေမာင္းရန္ အေကာင္းဆံုး ျဖစ္သည္။

http://behance.vo.llnwd.net/profiles7/310795/projects/967985/e7d9bc18c1fa486480714029b570bd1b.jpg

ပံု ၄-၂၀ Screw compressor တစ္လံုးကို ျဖတ္၍ ျပထားသည့္ပံု ျဖစ္သည္။

http://www.ontariocompressor.com/images/saver11.gif

ပံု ၄-၂၁ Screw compressor မ်ား၏ အတြင္းပိုင္းကို ေဖာ္ျပထားပံု

ေအာက္တြင္ Rotary screw compressor တစ္လံုး၏ schematic diagram ကိုေဖာ္ျပထားသည္။

Male rotor ႏွင့္ female rotor ကို water-cooled compressor အံု(housing) ထဲတြင္ တပ္ဆင္ ထားသည္။ Gearbox ျဖင့္ တြဲ၍ တပ္ဆင္ ထားသည္။

http://www.poonapneumatic.com/images/schematic-diagram.jpg

ပံု ၄-၂၂

 

1. Air filter

2. Intake valve

3. Airend

4. Coupling

5. Motor

6. Minumum pressure valve

7. Separator elemet

8. Blow down valve

9. Receiver tank

10. Ball valve - drain

11. Oil filter

12. Thermal valve

13. Oil cooler

14. Aftercooler

15. Ball valve - service line

16. Fan

17. Pressure transmitter

18. Temperature sensor

19. Moisture separator

 

 

၄.၄.၂ Non - Lubricated Rotary Screw

 

 

ပံု ၄-၂၃ Oil injected screw compressor တစ္လံုး၏ အဓိက အစိတ္အပိုင္းမ်ား

 

http://www.classzero.com/images/oilfree%20rotary%20screw%20casing.jpg

ပံု၄-၂၄ Rotary screw compressorကုိ နည္းသံုးမ်ိဳးျဖင့္controlလုပ္လ်ွင္ျဖစ္ေပၚႏုိင္သည့္characteristic မ်ား

Non-lubricated rotary screw မ်ားကို “clearance-type” compressor မ်ားအျဖစ္ သတ္မွတ္ ေခၚဆုိ ၾကသည္။ အဘယ္ေၾကာင့္ဆုိေသာ္ အတြင္းရွိ အစိတ္အပိုင္းမ်ား(internal parts)သည္ တစ္ခုႏွင့္ တစ္ခု ထိေတြ႔ျခင္း မရွိေသာေၾကာင့္ ျဖစ္သည္။ Compression chamber အတြင္း၌ ဂီယာ(Gear)ျဖင့္ ခ်ိတ္ဆက္ ေမာင္းနွင္သည္။ Compression chamber အတြင္း၌ ေခ်ာဆီ(lubrication oil) ထည့္ေပးရန္ မလုိအပ္ေပ။ Cylinder နံရံမ်ားကို water jacket မွ ေရမ်ား ျဖန္းေပးျခင္းျဖင့္ ေအးေစသည္။  400 CFM မွ 12,000 CFM ထုတ္ေပးႏုိင္သည့္ oil-free rotary helical screw compressor မ်ားကို ေစ်းကြက္တြင္ ရရွိနိုင္သည္။

serew ops.bmp

ပံု ၄-၂၅ Screw compressor တစ္လံုး၏ အဓိက အစိတ္အပိုင္းမ်ား ႏွင့္ အလုပ္လုပ္ပံုကို ေဖာ္ျပထားသည္။

၄.၄.၃ Screw Compressor မ်ား၏  အားသာခ်က္မ်ား ႏွင့္ အားနည္းခ်က္မ်ား

Lubricant-Injected Rotary Screw Compressors

အားသာခ်က္မ်ား (Advantages)

(၁)

အရြယ္အစား ေသးငယ္သည္။ စက္တစ္စံု အျဖစ္ ဝယ္ယူႏုိင္သည္။

(၂)

Compressor တန္ဖိုး ေစ်းသက္သာသည္။

(၃)

တုန္ခါမႈမရွိ(Vibration-free) ေသာေၾကာင့္ အထူးခုိင္ခံသည့္ foundation သံုးရန္မလုိ။

(၄)

System demand ႏွင့္ ကိုက္ညီသည့္ part-load capacity control လုပ္ႏုိင္သည္။ ဆီလဲျခင္း၊ ဆီစစ္မ်ားလဲျခင္း စသည့္ ပံုမွန္ ျပဳျပင္ ထိန္းသိမ္းမႈမ်ား ျပဳလုပ္ရန္ လိုသည္။

(၅)

Oil flooded(continuous inter-cooling) စက္မ်ားသည္ efficiency ေကာင္းေလ့ ရွိသည္။

(၆)

ျပဳျပင္ထိန္းသိမ္းခ သက္သာသည္။

(၇)

ရပ္နားရန္ မလုိပဲ အခ်ိန္ၾကာျမင့္စြာ အဆက္မျပတ္ ေမာင္းႏုိင္သည္။

(၈)

ဆူညံသံ နိမ့္သည္။

အားနည္းခ်က္မ်ား (Disadvantages)

(၁)

Full ႏွင့္ part-load ျဖင့္ေမာင္းသည့္အခါ water-cooled reciprocating air compressor မ်ားေလာက္ efficiency မေကာင္းေပ။

(၂)

ေလထဲသုိ႔ ေခ်ာဆီမ်ား ေရာက္ရွိ ေရာေႏွာသြားေသာေၾကာင့္ ဆီမ်ားကို ျပန္ခြဲထုတ္ရန္ air/lubricant separator ကိုအသံုးျပဳရသည္။

(၃)

ရရွိႏုိင္သည့္ efficiency သည္  18 မွ 19  kW/100 CFM (single-stage အတြက္) အတြင္းျဖစ္သည္။

Two-stage compressor မ်ား၏ efficiency သည္  16 မွ 17 kW/100 CFM  အတြင္းျဖစ္သည္။

(၄)

Unloaded အခ်ိန္full load power ၏ ၄၀% မွ ၉၀% အထိ စြမ္းအင္သံုးစြဲသည္။

(၅)

အလယ္အလတ္ load မ်ားအတြက္သာ သင့္ေလ်ာ္သည္။

 

Lubricant-Free Rotary Screw Air Compressors

အားသာခ်က္မ်ား (Advantages)

(၁)

Compressor ၊ dryer ၊ receiver စသည္တုိ႔ အျပည့္အစံု ပါဝင္သည့္ စက္တစ္စံုအျဖစ္ ဝယ္ယူႏုိင္သည္။

(၂)

ေခ်ာဆီကင္းေသာ ေလမ်ား(lubricant-free air) ရႏိုင္သည္။

(၃)

အလြန္ခုိင္ခံေသာ foundation မ်ား သံုးရန္ မလိုေပ။

(၄)

ဆူညံသံ နိမ့္သည္။

(၅)

ျပဳျပင္ထိန္းသိမ္းခ သက္သာသည္။

(၆)

ရပ္နားရန္မလုိပဲ အခ်ိန္ၾကာျမင့္စြာ အဆက္မျပတ္ ေမာင္းႏုိင္သည္။

အားနည္းခ်က္မ်ား(Disadvantages)

(၁)

ေခ်ာဆီသံုးသည့္ အမ်ိဳးအစား(lubricant-injected type)ထက္ ပုိ၍ ေစ်းႀကီးသည္။

(၂)

ေခ်ာဆီသံုးသည့္ အမ်ိဳးအစား(lubricant-injected type)ထက္ ပို၍ efficiency ညံ့သည္။

(၃)

အကန္႔အသတ္ျဖင့္သာ Load/Unload  နည္း  သုိ႔မဟုတ္ VSD ျဖင့္ capacity control လုပ္ႏုိင္သည္။

(၄)

ေခ်ာဆီသံုးသည့္ အမ်ိဳးအစား(lubricant-injected type) ထက္ ျပဳျပင္ ထိန္းသိမ္းခ ကုန္က်စရိတ္ ပိုမ်ား သည္။

(၅)

ရရွိႏုိင္သည့္ efficiency သည္  18 မွ 22  kW/100 CFM အတြင္း ျဖစ္သည္။(100 CFM ရရန္ စြမ္းအင္ 18 kW မွ 20 kW သံုးစြဲလိမ့္မည္။)

(၆)

Unloaded အခ်ိန္full load power ၏ ၄၀% မွ ၉၀% အထိ စြမ္းအင္ သံုးစြဲသည္။

(၇)

အလယ္အလတ္ load မ်ားအတြက္သာ သင့္ေလ်ာ္သည္။

၄.၅ Sliding Vane Rotary Compressors

၄.၅.၁ Vane Compressors

Vane compressor မ်ားကို အထူးျပဳလုပ္ထားသည့္ cast alloy မ်ားျဖင့္ျပဳလုုပ္ၾကသည္။ Vane compressor မ်ား အားလံုးနီးပါးသည္ oil lubricated အမ်ဳိးအစား ျဖစ္ၾကသည္။ Radial direction အတိုင္း ေရြ႕လ်ားႏိုင္ေသာ blade မ်ား ပါရွိသည့္ rotor ကို stator husing အတြင္း၌ တပ္ဆင္ထားသည္။ Rotor လည္သည့္အခါ vane မ်ားကို ဖိသြင္းသကဲ့သို႔ ျဖစ္သြားၿပီး rotor ႏွင့္ stator အၾကားရွိ air pocket ၏ ထုထည္က်ဥ္းသြားၿပီး အတြင္းရွိ ပိတ္မိေနသည့္ ေလသည္ ဖိအား ျမင့္တက္လာသည္။ ထို႔ေနာက္ vane သည္ ေလထြက္ေပါက္(outlet port)ကို ျဖတ္ေက်ာ္သြားသည့္အခါ compressed air မ်ား ထြက္သြားသည္။

Sliding vane rotary compressor မ်ားသည္ လည္ပတ္ေနသည့္ vane မ်ားအၾကားတြင္ ေလမ်ား ပိတ္မိေနၿပီး၊ vane မ်ား တစ္ပတ္ျပည့္ေအာင္ လည္မိခ်ိန္တြင္ vane အၾကားရွိ ေနရာသည္ တျဖည္းျဖည္း ေသးငယ္လာၿပီး ေလဖိအားလည္း တျဖည္းျဖည္း ျမင့္တက္လာသည္။

ေနာက္ဆံုး ထြက္ေပါက္သုိ႔ေရာက္ခ်ိန္၌ ေလဖိအားသည္ အလိုရွိသည့္ discharge pressure သုိ႔ ေရာက္သြားသည္။ ေခ်ာဆီမ်ား(lubricant)ကို ေလေပၚသုိ႔ျဖန္းေပးျခင္းျဖင့္ အပူမ်ား(heat of compressoion) ကို ဖယ္ထုတ္ပစ္သည္။ ေခ်ာဆီ(lubricant)သည္ vane ထိပ္ဖ်ား၌ လြတ္ေနသည့္ေနရာမ်ားကိုလည္း seal အေနျ့ဖင့္ ပိတ္ဆုိ႔ေပးသည္။

 ပံု ၄-၂၆ Sliding vane rotary compressor အလုပ္လုပ္ပံု

Sliding vane rotary compressor မ်ားမွ ေလထုထည္ 3,000 CFM ခန္႔ ထုတ္ေပးႏုိင္္သည္။ ထုိ compressor မ်ားကို oil injected အမ်ိဳးအစား၊ oil- flooded အမ်ိဳးအစား ႏွင့္ oil-free type အမ်ိဳးအစားမ်ား အျဖစ္ ရရွိႏုိင္သည္။ ေမာင္းရန္ ကုန္က်စရိတ္နည္းျခင္း ႏွင့္ တုန္ခါမႈမရွိျခင္းတုိ႔သည္ အားသာခ်က္မ်ား ျဖစ္သည္။ အသံုးျပဳသည့္ ေနရာတြင္ foundation မရွိပဲ တပ္ဆင္ႏုိင္သည္။ 

Variable Speed Drive(VSD) နည္း၊ Load/Unload နည္း၊ adjustable rotor length နည္း ႏွင့္ throttling လုပ္ျခင္းနည္း မ်ားျဖင့္ vane rotary compressorမ်ားကို control လုပ္ႏုိင္သည္။

Variable speed drive နည္း

Part load  တြင္ efficient အျဖစ္ဆံုး ျဖစ္သည္။

Load/unload နည္း

Part load  တြင္ efficient ျဖစ္သည္။

Adjustable rotor length နည္း

Part load  တြင္ efficient အနည္းငယ္ ျဖစ္သည္။

Throttling လုပ္ျခင္းနည္း

Part load  တြင္ efficient သိပ္မျဖစ္ပါ။

Rotary positive displacement compressor မ်ားသည္ reciprocating compressor ထက္ ပို၍ ေသးငယ္ၿပီး၊ ပို၍ ဆူညံသံ နည္းသည္။ တပ္ဆင္ရန္ေနရာ(footprint) အနည္းငယ္သာ လုိသည္။ Screw compressor မ်ား၏ အဓိက အားသာခ်က္သည္ မရပ္နားပဲ အဆက္မျပတ္ ေမာင္းႏုိင္သည္။ Reciprocating compressor မ်ားကို  60% duty cycle ထက္ ပိုမ်ားသည့္ duty cycle ျဖင့္ ေမာင္းရန္ မျဖစ္ႏုိင္ေပ။

Two-stage rotary compressor မ်ားသည္  single-stage reciprocating compressor မ်ားထက္ပို၍ efficient ျဖစ္သည္။ သုိ႔ေသာ္ two-stage၊ double-acting reciprocating compressor မ်ား၏ efficiency ေလာက္ မေကာင္းေပ။ Rotary compressor မ်ား ၏ အားနည္းခ်က္သည္ part load ျဖင့္ေမာင္းလ်ွင္ efficiency သိသိသာသာ က်ဆင္းသြားသည္။ Part load တြင္ reciprocating compressor မ်ားကို ယွဥ္၍ မရႏုိင္ေပ။

၄.၆ Scroll Compressors

Scroll compressor သည္ oil free(dry) အမ်ဳိးအစား displacement compressor ျဖစ္သည္။ ေလထုထည္(volume)ကုိ ေလ်ာ့နည္း သြားေအာင္ ျပဳလုပ္ျခင္းျဖင့္ ဖိအား မ်ားေစသည္။ Scroll compressor တြင္ ေရြ႕လ်ားေနသည့္ spiral ႏွင့္ မေရြ႕လ်ားႏိုင္သည့္ spiral ဟူ၍ spiral ႏွစ္ခု ပါရွိသည္။ တစ္ခုႏွင့္တစ္ခု 180º phase displacement ျဖစ္ေအာင္ ျပဳလုပ္ထားေသာေၾကာင့္ ေလ၏ ထုထည္နည္းျခင္း မ်ားျခင္းျဖစ္ေပၚသည္။ Scroll compressor မ်ားသည္ radial stability ေကာင္းသည္။ Air pocket အတြင္းရွိ ဖိအားျခားနားခ်က္ (pressure difference)သည္ intet ႏွင့္ outlet ရွိ ဖိအားျခားနားခ်က္(pressure difference)ထက္ ပိုနည္း ေသာေၾကာင့္ ေလယိုစိမ့္မႈ(leakage) နည္းသည္။ ေရြ႕လ်ားႏိုင္သည့္ spiral ကို crank shaft မွ တစ္ဆင့္ ေမာင္းေပးသည္။

Scroll compressor မ်ားသည္ ေမာင္းသည့္အခါ အလြန္ၿငိမ္သက္သည္။ ဆူညံသံ နည္းသည္။ တုန္ခါမႈ (vibration) လံုးဝ မရွိေပ။ Torque ေျပာင္းလဲျခင္း(variation) မရွိသေလာက္ နည္းသည္။

Inside of a scroll compressor

working principle scroll compressor

Scroll Compressor Operation

ပံု ၄-၂၇ Scroll compressorတစ္လံုး၏အတြင္းပိုင္းရွိ element မ်ား၏ အလုပ္လုပ္ပံုကို ေဖာ္ျပထားသည္။

၄.၆.၁ Scroll Compressor မ်ား၏ အားသာခ်က္မ်ား ႏွင့္ အားနည္းခ်က္မ်ား

အားသာခ်က္မ်ား

(၁)

ဆူညံသံ အလြန္တိတ္ဆိတ္သည္။

(၂)

အရြယ္အစား ေသးငယ္သည္။

(၃)

႐ုိးရွင္းသည့္ ဒီဇုိင္းျဖစ္သည္။ ေရြ႕လ်ားေနသည့္ အစိတ္အပိုင္းမ်ား မပါဝင္ေပ။

(၄)

ျပဳျပင္ထိန္းသိမ္းမႈ အနည္းငယ္သာလုိသည္။

(၅)

ေခ်ာဆီကင္းသည့္ ဒီဇုိင္းျဖစ္သည္။(Oil-free design)

အားနည္းခ်က္မ်ား

(၁)

ေလထြက္ႏႈန္း(capacity)နည္းသည့္ စက္မ်ားသာ ရႏုိင္သည္။

(၂)

အျခား compressor မ်ားႏွင့္ ႏႈိင္းယွဥ္လ်ွင္ ေစ်းႀကီး သည္။

(၃)

စက္တစ္စံုတစ္ခု ခြ်တ္ယြင္းလ်ွင္ သုိ႔မဟုတ္ ပ်က္လ်ွင္ ျပဳျပင္ရန္ မျဖစ္ႏုိင္။

(၄)

ထြက္လာသည့္ ေလမ်ား အလြန္အပူသည္။ အပူခ်ိန္ အလြန္ျမင့္သည္။

၄.၇ Tooth Compressors

            Tooth compressor compression chamber အတြင္း၌ လည္ေနသည့္ rotor ႏွစ္ခု ပါရွိသည္။ tooth compressor မ်ားသည္ အဆင့္ သံုးဆင့္ျဖင့္ ေလကိုဖိသိပ္(compress လုပ္)ၾကသည္။

  ေလကိုစုပ္ယူျခင္း(intake)၊ ဖိသိပ္ျခင္း(compression) ႏွင့္ ထုတ္ပစ္ျခင္း(outlet) တို႔ ျဖစ္သည္။ Intake အဆင့္တြင္ ေလကို စုပ္ယူၿပီး compression chamber အတြင္း၌ ပိတ္မိသြားေအာင္ ျပဳလုပ္သည္။ Compression အဆင့္၌ rotor သည္ လည္ေနေသာေၾကာင့္ ေလထုထည္(volume) တျဖည္းျဖည္း နည္းသြားၿပီး ဖိအား မ်ားလာသည္။ Outlet အဆင့္တြင္ ဖိသိပ္ၿပီးသားေလကို ထုတ္ပစ္သည္။ ထို႔ေနာက္ ေလမ်ားကို ထပ္မံ စုပ္ယူျခင္းျဖင့္ စတင္ျပန္သည္။

ပံု ၄-၂၈

Rotor မွ channel ကိုဖြင့္ေပးၿပီး Compressed Air မ်ားကို compressor chamber မွ ထြက္သြားေစ သည္။

Rotor ႏွစ္ခုကို ဂီယာျဖင့္ ဟန္ခ်က္ညီေအာင္ ျပဳလုပ္ထားသည္။ အမ်ားဆံုးရရွိႏိုင္သည့္ compression ratio သည္ 4.5 ျဖစ္သည္။ ပိုျမင့္သည့္ ဖိအား(pressure) ရရွိရန္အတြက္ multi stage compressor ကိုအသံုးျပဳႏိုင္သည္။

          

ပံု ၄-၂၉ Tooth compressor ၏ compression ျပဳလုပ္ပံုအဆင့္အဆင့္ကိုေဖာ္ျပထားသည္။

၄.၈ Lobe Compressors

Lobe compressors မ်ားကို “clearance-type” compressors မ်ားအျဖစ္သတ္မွတ္ေခၚဆုိၾကသည္။

imp.png

ပံု ၄-၃၀

Lobe compressor မ်ား၏ impeller မ်ားသည္ တစ္ခုႏွင့္တစ္ခု ေမာင္းျခင္း(drive)မရွိပဲ gear arrangementျဖင့္သာ ေမာင္းႏွင္ၾကသည္။ Compressor အတြင္းရွိ drive system ျဖစ္ေသာ rotor ႏွင့္ lobe တုိ႔ အခ်က္က်က် ဟန္ခ်က္ညီညီ အလုပ္လုပ္ေနေအာင္ timing gear က ေဆာင္ရြက္ေပးၾကသည္။

ေခ်ာဆီ(lubricant)မ်ား bearing ႏွင့္ gear အနီးေနရာတြင္သာရွိေနေစရန္ ႏွင့္ compression chamber အတြင္းသုိ႔ မဝင္ေရာက္ေစရန္ အတြက္ ကာရံေပးထားရသည္။ End cover ႏွင့္ rotor အၾကားရွိ လြတ္ေနသည့္ ေနရာ၏ အကြာအေဝး(clearance)သည္ အလြန္ အဓိကက်သည္။ 100 မွ 500 CFM ထုတ္ေပး ႏုိင္သည့္ oil-free rotary lobe compressor မ်ားကို ေစ်းကြက္တြင္ ရရွိနိုင္သည္။

၄.၉ Liquid Ring Compressors

            Liquid ring compressor မ်ားသည္ displacement compressor မ်ားျဖစ္ၾကသည္။ Rotor ေပၚတြင္ blade မ်ားကို အေသ တပ္ဆင္ထားသည္။ Rotor ကို housing ထဲ၌ eccentrically တပ္ဆင္ ထားသည္။ Housing ထဲတြင္ ေခ်ာဆီမ်ားျဖင့္ ျပည့္ေနသည္။ Blade wheel အၾကား၌ရွိေသာ ထုထည္(volume)သည္ cyclically ေျပာင္းလဲ ေနသည္။

၄.၁၀ Dynamic Compressors

Roto-dynamic compressor မ်ားကို ေအာက္ပါအတုိင္း ခြဲျခားႏုိင္သည္။

(၁) Centrifugal compressors ႏွင့္

(၂) Axial flow compressors တုိ႔ျဖစ္သည္။

            Dynamic compressor မ်ားကို axial ဒီဇိုင္းႏွင့္ radial ဒီဇိုင္းဟူ၍ ႏွစ္မ်ဳိး ခဲြျခားႏိုင္သည္။ Radial ဒီဇိုင္းကို turbo သို႔မဟုတ္ radial turbo ဟုလည္းေခၚၾကသည္။ Axial ဒီဇိုင္းကို centrifugal compressor ဟုလည္း ေခၚၾကသည္။

 

Dynamic compressor မ်ားသည္ ဖိအား ပံုေသ(constant pressure) ထုတ္ေပးႏိုင္သည္။ Displacement compressor မ်ားသည္ ေလထြက္ႏႈန္း ပံုေသ(constant flow) ထုတ္ေပးႏိုင္သည္။

Dynamic compressor မ်ား၏ စြမ္းေဆာင္ရည္(performance)သည္ ျပင္ပအေျခအေနမ်ား ေပၚတြင္ မူတည္သည္။ အဝင္ဖိအား(inlet pressure)အနည္းငယ္ ေျပာင္းလဲ႐ံုျဖင့္ ေလထြက္ႏႈန္း(capacity)မ်ားစြာ ေျပာင္းလဲႏိုင္သည္။ Centrifugal compressor မ်ား၏ ထူးျခားခ်က္သည္ radial discharge flow ျဖစ္သည္။ လည္ေနသည့္ impeller ၏ အလယ္(center) အတြင္းသုိ႔ ေလမ်ားဝင္ေရာက္ၿပီး blade မ်ား အၾကားမွ တစ္ဆင့္ centrifugal force ေၾကာင့္ အျပင္သို႔ အရွိန္ျပင္းျပင္းျဖင့္ ထြက္သြားသည္။ ထိုေလမ်ားသည္ diffuser သုိ႔မဟုတ္ volute အတြင္း၌ Kinetic Energy(K.E)မွ Potential Energy(P.E)သို႔ေျပာင္းလဲကာဖိအား(pressure) ျမင့္တက္ လာသည္။ Pressure ratio သည္  compressor ၏ final pressure ေပၚတြင္မူတည္သည္။

Centrifugal compressor ၏ စြမ္းအင္သံုးစဲြမႈ(power comsumption)သည္ အဝင္ေလအပူခ်ိန္ (inlet temperature) ေပၚတြင္ မူတည္သည္။ ဝင္လာသည့္ ေလအပူခ်ိန္(inlet temperature) ျမင့္ေလ စြမ္းအင္သံုးစြဲမႈ(power consumption) မ်ားေလ ျဖစ္သည္။

ထို႔ေၾကာင့္ compression stage တစ္ခုႏွင့္တစ္ခု အၾကားတြင္ inter-cooling လုပ္ေပးရန္ လိုသည္။ အဆင့္ ေျခာက္ဆင့္(6 stages) Centrifugal compressor မ်ားသည္ 25bar ဖိအား(pressure)ကို ထုတ္ေပး ႏိုင္ေသာ္လည္း ေတြ႔ႏိုင္ခဲသည္။ Impeller မ်ားကို stainless steel alloy သုိ႔မဟုတ္ aluminium ျဖင့္ ျပဳလုပ္ၾကသည္။ Centrifugal compressor မ်ား၏ shaft speed သည္ တျခား compressor မ်ား၏ shaft speed ထက္ ပိုမ်ားသည္။ 15,000 RPM မွ 100,000 RPM အတြင္းျဖစ္သည္။

၄.၁၁ Axial Compressor

Centrifugal compressor မ်ားတြင္ ေလယိုစိမ့္မႈ(leakage)ေလ်ာ့နည္းေစရန္ အတြက္ ဝင္႐ုိး(shaft) မ်ားကို သင့္ေလ်ာ္ေသာ seal တပ္ဆင္ထားရန္ လိုသည္။ Shaft seal ဟုလည္း ေခၚသည္။ ေယဘုယ် အားျဖင့္ အသံုးမ်ား ေသာ shift seal အမ်ဳိးအစား ေလးမ်ဳိး ေတြ႔ျမင္ႏိုင္သည္။

http://www.free-online-private-pilot-ground-school.com/images/dual-spool-compressor.gif

(က) Labyrinth seal

(ခ) Ring seal

(ဂ) Mechanical seal ႏွင့္

(ဃ) Hydrostatic seal တို႔ျဖစ္သည္။

Capacity တူလ်ွင္ Axial compressor မ်ား၏ အရြယ္အစားသည္ Centrifugal compressor အရြယ္အစား ထက္ ပို၍ ေသးငယ္သည္။ Constant high volume ရရွိရန္ အတြက္ Axial compressor မ်ားကို အသံုးျပဳၾကသည္။ Gas turbine မ်ားမွ လဲြလ်ွင္ Axial compressor မ်ား၏ pressure ratio သည္ (၆)ထက္ မပိုၾကေပ။

ပံု ၄-၃၁ Dual-spool axial-flow compressor

၄.၁၂ Centrifugal Air Compressors  

http://i.ytimg.com/vi/rtIF1LdZTak/0.jpg

impeller.bmp

http://www.htetechnologies.com/data/siteshare/Vendor/byid/784/media/FS-Elliott-Impeller.png

ပံု ၄-၃၂ Centrifugal compressor integral gear and impellers

            

http://www.damper-designs.co.uk/ivc%20standard.jpg

Photo 2 - Inlet front support guide vanes and first-stage rotor blades leading edges showing minimal foreign object damage

     http://www.jplcompressor.com/TA9000L.jpg

ပံု ၄-၃၃ Inlet guide vanes

ပံု ၄-၃၄ Centrifugal Air Compressor

 Centrifugal compressor မ်ားသည္ dynamic compressor မ်ားျဖစ္ၾကသည္။ Dynamic compressor မ်ားသည္ oil free compressor မ်ားျဖစ္ၾကသည္။ လည္ေနသည့္ impeller မ်ားမွ ေလကုိတြန္း၍ ေလ၏ အလ်င္(velocity) သို႔မဟုတ္ Kinetic Energy(K.E) ကို မ်ားေအာင္ျပဳလုပ္သည္။

ထုိေနာက္ velocity energy မွ pressure energy အျဖစ္သုိ႔ ေျပာင္းလဲေစသည္။ Impeller pressure energy တစ္ဝက္ခန္႔ ျဖစ္ေပၚၿပီး က်န္ရွိသည့္ pressure energy တစ္ဝက္သည္ ေလ၏ျမန္ႏႈန္းကို diffuser ႏွင့္ volute အတြင္း ေလ်ာ့နည္းေစကာ velocity energy မွ pressure energy အျဖစ္ ေျပာင္းလဲသြားသည္။

ေလဖိအားနည္းနည္း(low pressure)ႏွင့္ ေလထုထည္မ်ားမ်ား(high volume) လုိအပ္သည့္အေျခ အေနမ်ိဳးတြင္ centrifugal compressor မ်ားကို အသံုးျပဳၾကသည္။ 600 HP ထက္နိမ့္သည့္ centrifugal compressor မ်ားကိုသာ ရႏုိင္သည္။ Centrifugal compressor မ်ားသည္ oil-free အမ်ိဳးအစားမ်ား ျဖစ္ၾကသည္။ ေလထဲတြင္ ေခ်ာဆီ(oil) လံုးဝ မပါဝင္ေပ။    

Centrifugal compressor သည္ သတ္မွတ္ထားသည့္ capacity ၏ ၈၀% ထက္နည္းလ်ွင္ compressed air ကို ေလထုအတြင္းသုိ႔ ထုတ္ပစ္သည္။ “Blow-Off” လုပ္သည့္ဟုေခၚသည္။ ထုိကဲ့သုိ႔ “Blow-Off” လုပ္ပစ္ျခင္း သုိ႔မဟုတ္ compressed air ကို ေလထုအတြင္းသုိ႔ vent လုပ္ပစ္ျခင္းသည္ စြမ္းအင္ ျဖဳန္းတီးျခင္း ျဖစ္သည္။ ထုိ႔ေၾကာင့္ centrifugal compressor မ်ားကို base-load compressor မ်ား အျဖစ္သာ အသံုးျပဳ သင့္သည္။ Base-load compressor ဆုိသည္မွာ  အခ်ိန္တိုင္း 100% capacity ျဖင့္ ေမာင္းေနမည့္ compressor ကို ေခၚဆုိျခင္း ျဖစ္သည္။ Centrifugal compressor မ်ားသည္ full load efficiency အလြန္ေကာင္းေသာေၾကာင့္ base-load compressor မ်ားအျဖစ္ အသံုးျပဳ သင့္သည္။ အခ်ိန္တုိင္း ၁၀၀% ေမာင္းေနေအာင္ ဒီဇုိင္း လုပ္သင့္သည္။

Rotor shortening လုပ္ျခင္း၊ Variable Speed Drive(VSD)တပ္ဆင္ျခင္း စသျဖင့္ efficient unloading နည္းမ်ားျဖင့္ reciprocating compressor သုိ႔မဟုတ္ screw compressor ကို trim compressor အျဖစ္ တြဲ၍ တပ္ဆင္ အသံုးျပဳသည္။ လက္ရွိေမာင္းေနသည့္ load သည္ base-load compressor ၏ capacity ထက္မ်ားသည့္ အခါ partial load ျဖင့္ေမာင္းမည့္ compressor သည္ trim compressor ျဖစ္သည္။

Centrifugal compressor တြင္ inlet valve သို႔မဟုတ္ inlet guide vane ျဖင့္ capacity ကို ထိန္းခ်ဳပ္ျခင္းသည္ rotary screw compressor မ်ားတြင္ inlet valve ကို ပိတ္ျခင္း၊ ဖြင့္ျခင္းျဖင့္ capacity ကို ထိန္းခ်ဳပ္ျခင္း ႏွင့္ ပံုစံတူသည္။ ထုိသုိ႔ ျပဳလုပ္ျခင္းသည္ efficient ျဖစ္သည့္နည္း မဟုတ္ေပ။ Centrifugal compressor ၏ maximum capacity ထက္ ၇၅% - ၈၀% ထက္ နည္းေအာင္ throttling လုပ္လ်ွင္ surge ျဖစ္ေပၚ ႏုိင္သည္။ Surge ဆုိသည္မွာ compress လုပ္ၿပီးသား ေလမ်ား compressor အတြင္းသုိ႔ ျပန္လည္ ဝင္ေရာက္လာျခင္းျဖစ္သည္။ Surge ျဖစ္လ်ွင္ တုန္ခါမႈ အလြန္မ်ားၿပီး အခ်ိန္တိုအတြင္း စက္အစိတ္အပုိင္းမ်ား ပ်က္စီးႏုိင္သည္။

၄.၁၂.၁ Centrifugal Compressor မ်ား၏ အားသာခ်က္မ်ား ႏွင့္ အားနည္းခ်က္မ်ား

အားသာခ်က္မ်ား(Advantages)

(၁)

ျမင္းေကာင္ေရအား 200 HP မွ 500 HP အထိႀကီးမ်ားေသာ centrifugal air compressor မ်ားရႏုိင္သည္။

(၂)

အရြယ္အစားႀကီးေလ ေစ်းႏႈန္းခ်ိဳသာေလ ျဖစ္သည္။

(၃)

ေခ်ာဆီကင္းေသာ ေလမ်ား(lubricant-free air) ရႏိုင္သည္။

(၄)

အလြန္ခုိင္ခံေသာ foundation မ်ား သံုးရန္ မလိုေပ။

(၅)

ဖိအားျမင့္ျမင့္ လုိအပ္သည့္ လုပ္ငန္းမ်ားအတြက္ သင့္ေလ်ာ္သည္။

အားနည္းခ်က္မ်ား(Disadvantages)

(၁)

အကန္႔အသတ္ျဖင့္သာ modulation နည္း capacity control လုပ္ႏုိင္သည္။

(၂)

Rotational speed အလြန္မ်ားေသာေၾကာင့္ အထူးျပဳ လုပ္ထားသည့္ bearing မ်ားကို အသံုးျပဳရန္ လိုသည္။ Vibrations ႏွင့္ clearances ကို အျမဲမျပတ္ စစ္ေဆးေနရန္ လုိသည္။

(၃)

ဖိအားျမင့္ျမင့္ လုိအပ္လ်ွင္ inter-cooling လုပ္ရန္ လိုသည္။

(၄)

အထူးကြ်မ္းက်င္သူမ်ားသာ ျပဳျပင္ထိန္းသိမ္းျခင္း ျပဳလုပ္ႏုိင္သည္။

(၅)

Screw compressor မ်ားေလာက္ efficiency မေကာင္းေပ။

(၆)

ရရွိႏုိင္သည့္ efficiency သည္  16 မွ 20 kW/100 CFM အတြင္းျဖစ္သည္။( 100 CFM ရရန္ စြမ္းအင္ 20 kW သံုးစြဲလိမ့္မည္။)

ပင္လယ္ေရျပင္(sea level)ထက္ျမင့္သည့္ေနရာတြင္ ေမာင္းလ်ွင္ volumetric efficiency ေျပာင္းလဲပံု ကို ေအာက္တြင္ဇယားျဖင့္ေဖာ္ျပထားသည္။

Effect of Altitude on Volumetric Efficiency

Altitude Meters

Barometric

Pressure milli bar*

Percentage Relative Volumetric

Efficiency Compared with Sea Level

At 4 bar

At 7 bar

Sea level

1013

100%

100%

500

945

98.7%

97.7%

1000

894

97%

95.2%

1500

840

95.5%

92.7%

2000

789

93.9%

90.0%

2500

737

92.1%

87.0%

* 1 milli bar = 1.01972 x 10-3 kg/cm2

ထုိ႔ေၾကာင့္ ပင္လယ္ေရျပင္(sea level) ထက္ပိုျမင့္ေလေလ Volumetric Efficiency နည္းေလေလ ျဖစ္သည္။

 

A3000.bmp

A6000.bmp

ပံု ၄-၃၅ Centrifugal Air Compressor

ပံု ၄-၃၆ Centrifugal Air Compressor

Motor Sizes:

400-800 HP

(300-600 kW)

Motor Sizes:

800-1750 HP

(600-1300 kW)

Discharge Pressure Ranges:

50-150 psig

(3.5-10 barg)

Discharge Pressure Ranges:

50-150 psig

(3.5-10 barg)

Flow Ranges:

2000-4000 CFM

(3400-6800 m3/hr)

Flow Ranges:

4000-8000 CFM

(6800-13,600 m3/hr)

http://www.classzero.com/images/601914.jpg

ပံု ၄-၃ရ ‘Class Zero’ 3-stage oil-free centrifugal air compressor 400 to 800 kW

http://www.classzero.com/images/ZR_160_VSD%20FF%20transparent.jpg

ပံု ၄-၃၈ ‘Class Zero’ oil-free rotary screw air compressor 160 kW

 

-End-

 

Air Compressors and Compressed Air Systems ႏွင့္သက္ဆုိင္ေသာ ACMV Lecture မ်ား (6 Lectures)
1 Chapter - 1 Fundamental and Basic Concept Read
2 Chapter - 2 Chapter -2 Compressed Air System မ်ား ႏွင့္ အသံုးျပဳပံု (Application) Read
3 Chapter – 3 (Part 1 of 2) Distribution of Compressed Air (Part 1 of 2) Read
4 Chapter – 3 (Part 2 of 2) Distribution of Compressed Air (Part 2 of 2) Read
5 Chapter – 4 (Part 1 of 2) Air Compressors (Part 1 of 2) Read
6 Chapter – 4 (Part 2 of 2) Air Compressors (Part 2 of 2) Read
   

www.acmv.org - Air Conditioning and Mechanical Ventilation for Young Myanmar Engineers

To download all ACMV lecuters in PDF format