০১ গ্যাসের পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ ও সমন্বয়
সংকুচিত বায়ুর মোট খরচের ৮০% শক্তি খরচে প্রতিফলিত হয়। তাই, বিভিন্ন ধরণের স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের জন্য, তাদের ভিন্ন ভিন্ন নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা অনুযায়ী ভিন্ন ভিন্ন নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা নির্বাচন করা উচিত। বিভিন্ন ধরণের স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসার এবং প্রস্তুতকারকের মধ্যেকার পার্থক্য কার্যক্ষমতার ক্ষেত্রে ব্যাপক ভিন্নতা আনতে পারে। সবচেয়ে আদর্শ অবস্থা হলো স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের পূর্ণ লোডকে এর বায়ু খরচের ঠিক সমান করা।
উদাহরণস্বরূপ, গিয়ারবক্সের ট্রান্সমিশন রেশিও-এর সতর্ক নির্বাচনের মাধ্যমে এটি অর্জন করা যেতে পারে, যা প্রসেস স্ক্রু এয়ার (OSG) স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারগুলিতে প্রচলিত। সংকুচিত বায়ু ব্যবহারকারী বেশিরভাগ সরঞ্জামই স্ব-নিয়ন্ত্রিত, অর্থাৎ চাপ বাড়ালে প্রবাহও বাড়ে, যে কারণে এগুলি একটি স্থিতিশীল ব্যবস্থা তৈরি করে, যেমন নিউম্যাটিক কনভেয়িং, অ্যান্টি-আইসিং এবং ফ্রিজিং ইত্যাদি। স্বাভাবিক পরিস্থিতিতে, প্রবাহ অবশ্যই নিয়ন্ত্রণ করতে হবে, এবং ব্যবহৃত নিয়ন্ত্রণ সরঞ্জামটি স্ক্রু এয়ার (OSG) স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের সাথে সমন্বিত থাকে। এই ধরনের সমন্বয় ব্যবস্থার দুটি প্রধান প্রকার রয়েছে:
ড্রাইভ মোটরের গতি ক্রমাগত নিয়ন্ত্রণ করে গ্যাসের পরিমাণ সামঞ্জস্য করুন, অথবা চাপের পরিবর্তন অনুযায়ী ভালভ ক্রমাগত নিয়ন্ত্রণ করে গ্যাসের পরিমাণের অবিচ্ছিন্ন সামঞ্জস্য সাধন করুন। এর ফলে একটি সামান্য চাপের পরিবর্তন (০.১ থেকে ০.৫ বার) ঘটে, এই পরিবর্তনের পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার বিবর্ধন ফাংশন এবং এর গতি দ্বারা নির্ধারিত হয়।
২. লোডিং এবং আনলোডিং অ্যাডজাস্টমেন্ট হলো সবচেয়ে প্রচলিত অ্যাডজাস্টমেন্ট সিস্টেম, এবং এই দুটির মধ্যবর্তী চাপের পরিবর্তনও গ্রহণযোগ্য। নিয়ন্ত্রণের পদ্ধতিটি হলো, উচ্চ চাপে প্রবাহ সম্পূর্ণরূপে বন্ধ করে দেওয়া (আনলোড), এবং চাপ সর্বনিম্ন মানে নেমে এলে প্রবাহ পুনরায় চালু করা (লোড)। চাপের এই পরিবর্তন প্রতি একক সময়ে অনুমোদিত লোডিং/আনলোডিং চক্রের সংখ্যার উপর নির্ভর করে, যা সাধারণত ০.৩ থেকে ১ বারের মধ্যে থাকে।
০২ বায়ুর পরিমাণ সমন্বয়ের মূলনীতি
২.১ পজিটিভ ডিসপ্লেসমেন্ট স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসরের (প্রেশার রিলিফ ভালভ) নিয়ন্ত্রণ নীতি
এর মূল নীতি পদ্ধতিটি হলো: অতিরিক্ত চাপ বায়ুমণ্ডলে ছেড়ে দেওয়া। প্রেসার রিলিফ ভালভের সবচেয়ে সহজ ডিজাইন হলো স্প্রিং লোডিং ব্যবহার করা, এবং স্প্রিং-এর টেক-অফ ফোর্স চূড়ান্ত চাপ নির্ধারণ করে। প্রেসার রিলিফ ভালভ সাধারণত একটি রেগুলেটর দ্বারা নিয়ন্ত্রিত সার্ভো ভালভ দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়। এই সময়ে, চাপ সহজেই নিয়ন্ত্রণ করা যায়। যখন স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসার চাপের মধ্যে চালু করা হয়, তখন সার্ভো ভালভ একটি আনলোডিং ভালভ হিসাবেও কাজ করতে পারে, কিন্তু প্রেসার রিলিফ ভালভ প্রচুর শক্তি খরচ করে কারণ স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারকে সম্পূর্ণ ব্যাক প্রেসারে ক্রমাগত কাজ করতে হয়। ছোট স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের জন্য একটি সমাধান রয়েছে। এই ধরনের ভালভ স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারকে আনলোড করার জন্য সম্পূর্ণরূপে খোলা থাকে, এবং কম্প্রেসারটি বায়ুমণ্ডলীয় চাপের ব্যাক প্রেসারে কাজ করে। এই পদ্ধতির বিদ্যুৎ খরচ আরও সাশ্রয়ী।
২.২ বাইপাস সমন্বয়
নীতিগতভাবে, বাইপাস অ্যাডজাস্টমেন্ট এবং প্রেসার রিলিফ ভালভের কাজ একই, পার্থক্য হলো চাপ থেকে নির্গত বাতাসকে ঠান্ডা করে স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসরের এয়ার ইনলেটে ফিরিয়ে দেওয়া হয়। এই পদ্ধতিটি সাধারণত প্রসেস স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসরগুলিতে ব্যবহৃত হয় এবং গ্যাসটি সরাসরি বায়ুমণ্ডলে নির্গত করা উচিত নয়, কারণ এটি ব্যয়বহুল।
২.৩ থ্রটলিং-ইন
ইনলেট থ্রটলিং হলো প্রবাহ কমানোর একটি সুবিধাজনক উপায়, যার মাধ্যমে ইনলেটে নিম্নচাপ তৈরি করে স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসরের কম্প্রেশন রেশিও বাড়ানো হয় এবং এটিকে একটি ছোট অ্যাডজাস্টমেন্ট রেঞ্জের জন্য ব্যবহার করা হয়। লিকুইড ইনজেকশন স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসরগুলো উচ্চ কম্প্রেশন রেশিও সমর্থন করে এবং এটিকে সর্বোচ্চ ১০% পর্যন্ত কমিয়ে আনা যায়। উচ্চ কম্প্রেশন রেশিওর কারণে এই পদ্ধতিতে তুলনামূলকভাবে বেশি শক্তি খরচ হয়।
২.৪ মিটার-ইন ইনলেট সহ চাপ উপশমকারী ভালভ
এটি বর্তমানে একটি তুলনামূলকভাবে প্রচলিত অ্যাডজাস্টমেন্ট পদ্ধতি, যার মাধ্যমে সবচেয়ে বড় অ্যাডজাস্টমেন্ট রেঞ্জ (০ থেকে ১০০%) পাওয়া যায় এবং এতে শক্তি খরচও কম হয়। স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের আনলোডেড (শূন্য প্রবাহ) পাওয়ার ফুল লোডের মাত্র ১৫ থেকে ২০%। যখন ইনটেক ভালভ বন্ধ থাকে, তখন একটি ছোট ছিদ্র খোলা থাকে এবং একই সাথে স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসার থেকে বাতাস বের করে দেওয়ার জন্য ভেন্টটি খোলা থাকে। স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের প্রধান ইউনিটটি ইনলেট ভ্যাকুয়াম এবং কম ব্যাক প্রেসারের অবস্থায় কাজ করে। এটি গুরুত্বপূর্ণ যে প্রেসার রিলিজ দ্রুত হওয়া উচিত এবং নির্গত বাতাসের পরিমাণ কম হওয়া উচিত, যাতে ফুল লোড থেকে নো লোডে যাওয়ার কারণে সৃষ্ট অপ্রয়োজনীয় ক্ষতি এড়ানো যায়। সিস্টেমটির জন্য একটি সিস্টেম ভলিউম (অ্যাকুমুলেটর) প্রয়োজন, যার আকার আনলোডিং এবং লোডিংয়ের মধ্যে প্রয়োজনীয় প্রেসার ডিফারেন্সিয়াল এবং প্রতি ঘন্টায় অনুমোদিত সাইকেলের সংখ্যার উপর নির্ভর করে।
৫-১০ কিলোওয়াটের কম ক্ষমতার ওএসজি (OSG) স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারগুলো সাধারণত অন/অফ পদ্ধতিতে নিয়ন্ত্রণ করা হয়। যখন চাপ ঊর্ধ্বসীমায় পৌঁছায়, তখন মোটরটি সম্পূর্ণ বন্ধ হয়ে যায়; যখন চাপ নিম্নসীমার চেয়ে কমে যায়, তখন মোটরটি পুনরায় চালু হয়। এই পদ্ধতিতে মোটরের উপর চাপ কমানোর জন্য একটি বড় সিস্টেম ভলিউম অথবা চালু ও বন্ধ হওয়ার মধ্যবর্তী সময়ে একটি বড় চাপের পার্থক্যের প্রয়োজন হয়। প্রতি একক সময়ে চালুর সংখ্যা কম হলে এটি একটি কার্যকর সমন্বয় পদ্ধতি।
২.৫ গতি সমন্বয়
স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের গতি অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন, টারবাইন বা ফ্রিকোয়েন্সি-নিয়ন্ত্রিত বৈদ্যুতিক মোটরের মাধ্যমে নিয়ন্ত্রিত হয়, যার ফলে প্রবাহ নিয়ন্ত্রিত হয়। এটি একটি স্থির আউটলেট চাপ বজায় রাখার একটি কার্যকর পদ্ধতি। স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের প্রকারভেদে সমন্বয়ের পরিসর ভিন্ন হয়, তবে লিকুইড ইনজেকশন স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারগুলোর পরিসর সবচেয়ে বড়। কম লোডের ক্ষেত্রে, এয়ার ইনটেক সীমাবদ্ধতা সহ বা ছাড়াই গতি নিয়ন্ত্রণ এবং চাপ উপশম প্রায়শই একত্রিত করা হয়।
বৈদ্যুতিক মোটর দ্বারা চালিত স্ক্রু এয়ার ওএসজি (OSG) স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের ক্ষেত্রে, গতি বৈদ্যুতিক সরঞ্জাম দ্বারা নিয়ন্ত্রণ করা যায়। এর ফলে, চাপের পরিবর্তনের একটি ক্ষুদ্র পরিসরের মধ্যে মোটরের গতি নিয়ন্ত্রণ করা এবং সংকুচিত বায়ুকে স্থির রাখার সুযোগ তৈরি হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি সাধারণ ইন্ডাকশন মোটর ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারের সাহায্যে গতি সমন্বয় করে এই প্রয়োজনটি মেটাতে পারে। এটি সিস্টেমের চাপ ক্রমাগত ও নির্ভুলভাবে পরিমাপ করে এবং তারপর সেই চাপের সংকেতকে মোটরের ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টার নিয়ন্ত্রণ করতে দেয়। এর মাধ্যমে মোটরের গতি নিয়ন্ত্রণ করা যায় এবং স্ক্রু এয়ার ওএসজি (OSG) স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের গ্যাসের পরিমাণকে বায়ু ব্যবহারের সাথে নিখুঁতভাবে খাপ খাইয়ে নেওয়া যায়, যার ফলে সিস্টেমটিকে ±০.১ বারের মধ্যে বজায় রাখা সম্ভব হয়।
২.৬ পরিবর্তনশীল নিষ্কাশন পোর্ট সমন্বয়
ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের ক্ষেত্রে, কেসিং-এর দৈর্ঘ্য বরাবর এক্সহস্ট পোর্টের অবস্থান ইনটেক প্রান্তের দিকে সরিয়ে এর ডিসপ্লেসমেন্ট সামঞ্জস্য করা যায়। এই পদ্ধতিতে পার্ট লোডে উচ্চ বিদ্যুৎ খরচ হয় এবং এটি তুলনামূলকভাবে অপ্রচলিত।
২.৭ সাকশন ভালভ আনলোডিং
পিস্টন স্ক্রু এয়ার (OSG) স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারে আনলোডিংয়ের জন্য সাকশন ভালভকে যান্ত্রিকভাবে খোলা অবস্থানে রাখা যায়। পিস্টনের অবস্থান পরিবর্তনের সাথে সাথে বাতাস ভেতরে ও বাইরে চলাচল করে। এর ফলে শক্তির অপচয় ন্যূনতম হয়, যা সাধারণত ফুল-লোড শ্যাফট পাওয়ারের ১০%-এর কম। একটি ডাবল-অ্যাক্টিং স্ক্রু এয়ার (OSG) স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারে সাধারণত মাল্টি-স্টেজ আনলোডিং করা হয় এবং একবারে একটি সিলিন্ডারের ভারসাম্য রক্ষা করা হয়, যাতে গ্যাসের পরিমাণ সরবরাহ ও চাহিদাকে আরও ভালোভাবে মেটাতে পারে। প্রসেস ফ্লো স্ক্রু এয়ার (OSG) স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারে একটি আংশিক আনলোডিং পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়, যা পিস্টন আংশিক স্ট্রোকে থাকাকালীন ভালভ খোলার সুযোগ দেয়, যার ফলে গ্যাসের পরিমাণ অবিচ্ছিন্নভাবে নিয়ন্ত্রণ করা সম্ভব হয়।
২.৮ ক্লিয়ারেন্স ভলিউম
পিস্টন স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারে ক্লিয়ারেন্স ভলিউম পরিবর্তন করে সিলিন্ডারের পূরণের মাত্রা কমানো হয়, যার ফলে গ্যাসের পরিমাণ হ্রাস পায়, এবং বাহ্যিকভাবে সংযুক্ত একটি ভলিউমের মাধ্যমেও ক্লিয়ারেন্স ভলিউম পরিবর্তন করা যায়।
২.৯ লোডিং-আনলোডিং-শাটডাউন
৫ কিলোওয়াটের বেশি ক্ষমতার স্ক্রু এয়ার ওএসজি (OSG) স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের জন্য, এটি সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত পদ্ধতি, যার অ্যাডজাস্টমেন্টের পরিসর বড় এবং লস কম। প্রকৃতপক্ষে, এটি অন/অফ অ্যাডজাস্টমেন্ট এবং বিভিন্ন আনলোডিং সিস্টেমের একটি সমন্বয়। পজিটিভ ডিসপ্লেসমেন্ট স্ক্রু এয়ার ওএসজি (OSG) স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের সবচেয়ে সাধারণ রেগুলেশন নীতি হলো “বায়ু উৎপাদন”/”বায়ু উৎপাদন নেই” (লোড/আনলোড)। যখন বায়ুর প্রয়োজন হয়, তখন একটি সোলেনয়েড ভালভে সংকেত পাঠানো হয়, যা স্ক্রু এয়ার ওএসজি (OSG) স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের ইনটেক ভালভকে সম্পূর্ণ খোলা অবস্থানে নিয়ে যেতে নির্দেশ দেয়। ইনটেক ভালভটি হয় সম্পূর্ণ খোলা (লোডেড) অথবা সম্পূর্ণ বন্ধ (আনলোডেড) থাকে, এর কোনো মধ্যবর্তী অবস্থান নেই।
প্রচলিত নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি হলো সংকুচিত বায়ু সিস্টেমে একটি প্রেসার সুইচ স্থাপন করা। সুইচটির দুটি সেট করার মতো মান থাকে, একটি হলো সর্বনিম্ন চাপ (লোডিং) এবং অন্যটি সর্বোচ্চ চাপ (আনলোডিং)। স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসার সেটপয়েন্ট সীমার মধ্যে কাজ করে, যেমন ০.৫ বার। যদি বায়ুর চাহিদা কম থাকে, বা একেবারেই প্রয়োজন না হয়, তবে স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারটি লোড ছাড়াই (আইডলিং) চলতে থাকে এবং এই আইডলিং সময়ের দৈর্ঘ্য একটি টাইম রিলে দ্বারা সেট করা হয় (উদাহরণস্বরূপ, ২০ মিনিটে সেট করা)। নির্ধারিত সময় পর, স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারটি বন্ধ হয়ে যায় এবং চাপ সর্বনিম্ন মানে না নামা পর্যন্ত পুনরায় চালু হয় না। এটি নির্ভরযোগ্য এবং নিশ্চিন্ত নিয়ন্ত্রণের একটি প্রচলিত পদ্ধতি এবং বর্তমানে এটি সাধারণত ছোট স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারগুলিতেই বেশি দেখা যায়।
এই প্রচলিত সিস্টেমটিকে আরও উন্নত করে প্রেসার সুইচের পরিবর্তে একটি অ্যানালগ প্রেসার ট্রান্সমিটার এবং একটি দ্রুত ইলেকট্রনিক অ্যাডজাস্টমেন্ট সিস্টেম যুক্ত করা হয়েছে। রেগুলেটিং সিস্টেমের সাথে একত্রে, প্রেসার ট্রান্সমিটারটি যেকোনো সময়ে সিস্টেমের চাপের পরিবর্তন শনাক্ত করে। সিস্টেমটি সময়মতো মোটর চালু করে এবং ইনটেক ভালভের খোলা ও বন্ধ হওয়া নিয়ন্ত্রণ করে। ±০.২ বারের মধ্যে দ্রুত এবং সূক্ষ্ম নিয়ন্ত্রণ অর্জন করা সম্ভব। যদি কোনো বাতাস ব্যবহার না করা হয়, তাহলে চাপ স্থির থাকে এবং স্ক্রু এয়ার ওএসজি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারটি খালি অবস্থায় (আইডলিং) চলে। আইডলিং চক্রের দৈর্ঘ্য নির্ধারণ করা যায় মোটরটি অতিরিক্ত গরম না হয়ে কতবার চালু ও বন্ধ হতে পারে এবং পরিচালনার সময়কার সাশ্রয়ের উপর ভিত্তি করে। সাশ্রয়ের কারণ হলো, সিস্টেমটি বাতাস ব্যবহারের প্রবণতা অনুযায়ী আইডলিং বন্ধ করবে নাকি চালিয়ে যাবে, সেই সিদ্ধান্ত নিতে পারে।
০৩ সারাংশ
সংক্ষেপে, সংকুচিত বায়ু বিভিন্ন ক্ষেত্রে এবং বিভিন্ন বায়ু ব্যবহারের পরিস্থিতিতে ব্যবহৃত হয়। প্রতিটি স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসারের বায়ু প্রবাহের পদ্ধতি ভিন্ন, তবে এটি ব্যবহারকারীর বায়ু প্রবাহের পরিমাণের উপর ভিত্তি করে তৈরি। স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসার ইউনিট নিরবচ্ছিন্ন এবং অবিচ্ছিন্ন বায়ু সরবরাহ নিশ্চিত করতে তার নিজস্ব বায়ু প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ এবং সমন্বয় পদ্ধতির উপর নির্ভর করে। বিভিন্ন স্ক্রু এয়ার কম্প্রেসার প্রস্তুতকারক তাদের নিজস্ব ব্র্যান্ডের কম্প্রেসারের কর্মক্ষমতা উন্নত করতে, শক্তি দক্ষতা সর্বাধিক করতে এবং গ্রাহকের চাহিদা মেটাতে বিভিন্ন সমন্বয় নীতি ব্যবহার করে থাকে; উচ্চ নির্ভুলতা, কম রক্ষণাবেক্ষণ এবং চাপ ও প্রবাহের মতো প্যারামিটার পরিমাপ করার ক্ষমতার মাধ্যমে এটি বিভিন্ন ক্ষেত্রের প্রয়োগ পূরণ করে।
পোস্ট করার সময়: ০৮-সেপ্টেম্বর-২০২৩
