Kompressorlarda dalğalanmanın başa düşülməsi
Tərif: Sürtünmə nədir?
Qalxır (kompressor dalğası da adlanır) mərkəzdənqaçma və eksenel kompressorlarda şiddətli aerodinamik qeyri-sabitlikdir, burada kompressordan keçən bütün axını vaxtaşırı olaraq istiqaməti dəyişir, salınan təzyiq və adətən 0,5-10 Hz diapazonunda tezliklərlə axın yaradır. Bir dalğalanma dövrü zamanı axın bir anlıq dayanır və ya əksinə, təzyiq aşağı düşür, sonra irəliyə doğru davam edir, təzyiq yüksəlir və dövr təkrarlanır. Bu, rotorda böyük dalğalanan qüvvələr yaradır və ciddi nəticələr verir vibrasiya, yüksək səs-küy və dərhal dayandırılmadıqda kompressoru bir neçə dəqiqə ərzində məhv edə bilər.
Dalğalanma əsas etibarilə təkcə kompressorun deyil, kompressorun və onun boru kəmərinin/həcminin də daxil olduğu sistem qeyri-sabitliyidir. Bu, aşağı axın sürətlərində kompressorun təzyiq yüksəltmə qabiliyyətindən kənarda işləməyə cəhd edərkən baş verir və qarşısının alınması üçün dalğalanma xəttindən yuxarı axını saxlayan anti-davranış nəzarət sistemləri tələb olunur.
Dalğalanma Mexanizmi
Dalğalanma Dövrünün Təsviri
Tipik bir dalğalanma dövrü aşağıdakı kimi inkişaf edir:
- Axın azaldılması: Sistem tələbatı azalır, kompressordan keçən axın azalır
- Dayanma başlanğıcı: Çox aşağı axın zamanı kompressor bıçaqları dayanır (axın ayrılır)
- Təzyiq çökməsi: Dayanmış kompressor boşalma təzyiqini saxlaya bilmir
- Axının geri çevrilməsi: Boşaltma borularında/plenumda yüksək təzyiqli qaz kompressordan geriyə doğru axır
- Təzyiq bərabərləşdirilməsi: Qaz geriyə doğru axdıqca boşalma təzyiqi aşağı düşür
- İrəli axın davam edir: Təzyiq aşağı düşdükdən sonra kompressor yenidən irəli axa bilər
- Təzyiq yüksəlir: İrəli axın axıdma təzyiqini artırır
- Döngünün təkrarlanması: Yüksək təzyiq yenidən tıxaclara səbəb olur, dövrü təkrarlayır
Dalğalanma Tezliyi
- Sistemin həcmi (boru kəmərləri, plenumlar, qablar) və kompressor xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir
- Daha böyük həcmlər → aşağı dalğalanma tezliyi
- Tipik diapazon: 0,5-10 Hz
- Kiçik sistemlər: 5-10 Hz
- Böyük sistemlər: 0,5-2 Hz
- Verilmiş sistem üçün nisbətən sabit tezlik
Dalğaya səbəb olan şərtlər
Dalğalanma xəttindən kənarda fəaliyyət göstərir
Kompressorun performans xəritəsindəki dalğalanma xətti:
- Dalğalanma xətti: Kompressor xəritəsində ən sol sabit əməliyyat sərhədi
- Təhlükəsiz Əməliyyat: Yüksəlmə xəttinin sağında (daha yüksək axınlar)
- Dalğalanma zonası: Dalğalanma xəttinin solunda (qeyri-sabit, qadağandır)
- Haşiyə: Tipik olaraq, dalğalanma xəttinin sağında 10-20% axın marjası işlədir
Tetikleyici Hadisələr
- Tələbin azaldılması: Proses tələbi azalır, axın azalır
- Boşaltma məhdudiyyəti: Valfın bağlanması və ya tıxanması
- Sürətin azaldılması: Mütənasib axının azalması olmadan kompressorun yavaşlaması
- Sıxlıq Dəyişiklikləri: Kompressorun xüsusiyyətlərinə təsir edən molekulyar çəki və ya temperatur dəyişiklikləri
- Çirklənmə: Kompressor tutumunu azaldan bıçaq çöküntüləri
Təsirlər və Nəticələr
Vibration
- Amplituda: 25-50 mm/s (1-2 in/s) və ya daha çox ola bilər
- Eksenel komponent: Eksenel istiqamətdə xüsusilə ağırdır
- Aşağı Tezlik: 0,5-10 Hz pulsasiyaları
- Bütün maşın: Bütün kompressor montajı daşlayır və titrəyir
Mexanik Zərər
- Rulman çatışmazlığı: Zərbə yükləri saatlarla rulmanları məhv edir
- Sızdırmazlığın zədələnməsi: Eksenel hərəkət və təzyiqin dəyişməsi möhürləri məhv edir
- Şaftın zədələnməsi: Axının tərsinə çevrilməsindən əyilmə və burulma gərginliyi
- Bıçaq zədəsi: Yorğunluğa səbəb olan alternativ aerodinamik yüklər, bıçağın mümkün sərbəst buraxılması
- Birləşmə zədəsi: Burulma şokuna zərər verən muftalar
- Təkər yatağı: Sürətlə dəyişən itələmə rulmanı məhv edə bilər
Prosesin Nəticələri
- Aşağı axın prosesinə təsir edən təzyiq və axın rəqsləri
- Sıxılma/genişləmə dövrlərindən temperatur ekskursiyaları
- Mümkün proses pozulmaları və ya təhlükəsizlik sistemində uğursuzluqlar
- Qeyri-sabit şəraitdən məhsulun keyfiyyəti ilə bağlı problemlər
Aşkarlama
Vibrasiya imzası
- Böyük amplituda aşağı tezlikli pulsasiyanın qəfil başlanğıcı
- 0,5-10 Hz diapazonunda tezlik
- Ağır eksenel vibrasiya
- Qeyri-sabit, dəyişən amplituda
Akustik İmza
- Güclü gurultu və ya uğultu səsi
- Ritmik pulsasiya dalğalanma tezliyində eşidilir
- Fərqli və şübhəsiz
Proses göstəriciləri
- Salınan boşalma təzyiqi
- Salınan axın (əksinə çevrilə bilər)
- Temperatur dalğalanmaları
- Motor cərəyanının dəyişməsi
Qarşısının alınması: Anti-Surge Control
Anti-Surge Sistemi Komponentləri
Təkrar emal klapan
- Kompressorun emiş üçün boşaldılmasından yan keçərək sürətli işləyən klapan
- Dalğalanma xəttinə yaxınlaşdıqda axını artırmaq üçün açılır
- Lazım gələrsə, tam kompressor axını üçün ölçülür
Axın və təzyiqin ölçülməsi
- Axın sürətinin və təzyiq artımının davamlı monitorinqi
- Kompressor xəritəsində işləmə nöqtəsini təsvir edin
- Dalğalanma xəttinə yaxınlaşmanı aşkar edin
Nəzarətçi
- Dalğalanma xəttinə olan məsafəni hesablayır
- Yüklənməyə yaxınlaşdıqda təkrar emal klapanını açır (təhlükəsizlik marjası ilə)
- Müasir sistemlər adaptiv alqoritmlərdən istifadə edir
- Cavab vaxtı kritik (< 1 saniyə tipik tələb)
Əməliyyat Prosedurları
- Heç vaxt dalğalanma xəttinin solunda işləməyin
- Artışdan 10-20% axın marjasını qoruyun
- Tədricən yük dəyişiklikləri (sürətli tələbin azalmasının qarşısını almaq)
- Başlamadan əvvəl dalğalanma əleyhinə sistemin işlək olduğunu yoxlayın
- Müntəzəm olaraq anti-surge test edin
Fövqəladə Cavab
Əgər dalğalanma baş verərsə
- Dərhal Fəaliyyət: Avtomatik sistem uğursuz olarsa, təkrar emal klapanını əl ilə açın
- Axını artırın: Boşalmanı açın, müqaviməti azaldın, paralel bölmələri işə salın
- Təzyiq artımını azaldın: Dəyişən sürət varsa yavaş kompressor
- Fövqəladə söndürmə: Əgər dalğalanma 10-30 saniyə ərzində dayandırıla bilməzsə
- Yenidən başlamayın: Səbəb aşkarlanana və düzəldilənədək
Dalğadan sonrakı yoxlama
- Bıçağın zədələnməsini yoxlayın
- Rulman vəziyyətini yoxlayın
- Möhür bütövlüyünü yoxlayın
- Təkər rulmanını yoxlayın
- Xidmətə qayıtmazdan əvvəl vibrasiya təhlili aparın
Digər Qeyri-sabitliklərə qarşı artım
Sürtünmə və Dönən Stall
- Dalğalanma: Sistem miqyasında axın rəqsi, çox aşağı tezlik (0,5-10 Hz)
- Fırlanan dayaq: Annulus ətrafında fırlanan lokallaşdırılmış stall hüceyrələri, daha yüksək tezlik (0,2-0,8 × rotor sürəti)
- Ciddilik: Dalğalanma daha dağıdıcıdır, tövlə dalğanın xəbərçisi ola bilər
Artırma və təkrar dövriyyə
- Dalğalanma: Kompressora xas, axının tərsinə çevrilməsi, sistemin qeyri-sabitliyi
- Resirkulyasiya: Nasoslarda və ya kompressorlarda baş verə bilər, lokallaşdırılmış axının əksinə, daha az şiddətlidir
- Əlaqə: Resirkulyasiya kompressorlarda dalğalanmaya səbəb ola bilər
Avadanlıqları bir neçə dəqiqə ərzində məhv edə bilən mərkəzdənqaçma və eksenel kompressorlar üçün ən təhlükəli iş şəraiti dalğalanmadır. Dalğalanma mexanizmini başa düşmək, dalğalanma xəttinin sərhədlərini tanımaq, effektiv anti-davranış nəzarətini həyata keçirmək və düzgün işləmə marjalarını saxlamaq sənaye qazının sıxılma tətbiqlərində kompressorun təhlükəsiz işləməsi üçün tamamilə vacibdir.