Kompressorite pinge tõusu mõistmine
Definitsioon: Mis on Surging?
Tõusev (nimetatakse ka kompressori hüppeliseks tõusuks) on tsentrifugaal- ja aksiaalkompressorites esinev tugev aerodünaamiline ebastabiilsus, mille korral kogu kompressorit läbiv vool muudab perioodiliselt suunda, tekitades võnkuvat rõhku ja voolu sagedustega, mis on tavaliselt vahemikus 0,5–10 Hz. Hüppetsükli ajal vool hetkeks peatub või pöördub, rõhk langeb, seejärel vool jätkub, rõhk tõuseb ja tsükkel kordub. See tekitab rootorile tohutuid kõikuvaid jõude, mis põhjustavad tõsiseid kahjustusi. vibratsioon, vali mürin ja võib kompressori minutitega hävitada, kui seda kohe ei peatata.
Survetõus on põhimõtteliselt süsteemi ebastabiilsus, mis hõlmab kompressorit ja selle torustikku/mahtu, mitte ainult kompressorit ennast. See tekib siis, kui püütakse töötada madala voolukiirusega üle kompressori rõhutõusuvõime ning selle ennetamiseks on vaja survetõusuvastaseid juhtimissüsteeme, mis hoiavad voolu survetõusujoonest kõrgemal.
Tõusumehhanism
Ülepingetsükli kirjeldus
Tüüpiline ägenemistsükkel kulgeb järgmiselt:
- Voolu vähendamine: Süsteemi nõudlus väheneb, kompressori läbiv vool väheneb
- Seiskumise algus: Väga madala vooluhulga korral kompressori labad seiskuvad (vool eraldub)
- Rõhu kokkuvarisemine: Seiskunud kompressor ei suuda säilitada tühjendusrõhku
- Voolu ümberpööramine: Väljalasketorustikus/plenumis olev kõrgsurvegaas voolab läbi kompressori tagasi
- Rõhu tasakaalustamine: Väljalaskerõhk langeb gaasi tagasivoolu korral
- Edasisuunalise voolu CV-d: Kui rõhk langeb, saab kompressor uuesti edasi voolata.
- Rõhk tõuseb: Edasivool suurendab väljalaskerõhku
- Tsükli kordused: Kõrge rõhk põhjustab taas seiskumise, tsüklit korrates
Ülepingesagedus
- Määratakse süsteemi mahu (torustik, pleenumid, anumad) ja kompressori omaduste järgi
- Suuremad mahud → madalam pingetõusu sagedus
- Tüüpiline vahemik: 0,5–10 Hz
- Väikesed süsteemid: 5–10 Hz
- Suured süsteemid: 0,5–2 Hz
- Antud süsteemi puhul on sagedus suhteliselt konstantne
Tingimused, mis viivad ülerõhu tõusuni
Töötamine ülepingejoone
Kompressori jõudluskaardi tõusujoon:
- Ülepingejoon: Kompressori kaardil vasakpoolseim stabiilse töö piir
- Ohutu kasutamine: Tõusujoonest paremal (suurem vool)
- Ülepingetsoon: Tõusujoonest vasakul (ebastabiilne, keelatud)
- Marginaal: Tavaliselt töötab 10-20% voolumarginaaliga paisutusliinist paremal
Käivitavad sündmused
- Nõudluse vähendamine: Protsessi nõudlus langeb, voog väheneb
- Heitkoguse piirang: Ventiili sulgumine või blokeerimine
- Kiiruse vähendamine: Kompressori aeglustumine ilma proportsionaalse vooluhulga vähendamiseta
- Tiheduse muutused: Kompressori karakteristikut mõjutavad molekulmassi või temperatuuri muutused
- Saastumine: Terade ladestused vähendavad kompressori võimsust
Mõjud ja tagajärjed
Vibratsioon
- Amplituud: Võib ulatuda 25–50 mm/s (1–2 tolli/s) või rohkem
- Aksiaalne komponent: Eriti tugev aksiaalsuunas
- Madal sagedus: 0,5–10 Hz pulsatsioonid
- Terve masin: Kogu kompressori komplekt kõikub ja rappub
Mehaanilised kahjustused
- Laagri rike: Löökkoormused hävitavad laagrid tundidega
- Tihendi kahjustused: Aksiaalne liikumine ja rõhu ümberpööramine hävitavad tihendeid
- Võlli kahjustused: Voolu ümberpööramisest tingitud painde- ja väändepinged
- Tera kahjustused: Vahelduvad aerodünaamilised koormused, mis põhjustavad väsimust ja võimalikku labade vabanemist
- Siduri kahjustused: Väändlöögist kahjustavad sidurid
- Tõukelaager: Kiirelt vahelduv tõukejõud võib tõukelaagri hävitada
Protsessi tagajärjed
- Rõhu ja voolu kõikumised, mis mõjutavad allavoolu protsessi
- Temperatuuri kõrvalekalded kokkusurumis-/paisumistsüklitest
- Võimalikud protsessihäired või ohutussüsteemi rakendumised
- Toote kvaliteediprobleemid ebastabiilsete tingimuste tõttu
Tuvastamine
Vibratsiooni signatuur
- Suure amplituudiga madalsagedusliku pulsatsiooni äkiline algus
- Sagedus vahemikus 0,5–10 Hz
- Tõsine aksiaalne vibratsioon
- Ebastabiilne, varieeruv amplituud
Akustiline signatuur
- Valju mürina või vihina heli
- Rütmiline pulsatsioon on kuuldav hüppesagedusel
- Eristuv ja eksimatu
Protsessiindikaatorid
- Võnkuv tühjendusrõhk
- Võnkuv vool (võib pöörduda)
- Temperatuuri kõikumised
- Mootori voolu kõikumised
Ennetamine: ülepingevastane kontroll
Ülepingekaitse süsteemi komponendid
Taaskasutusventiil
- Kiiretoimeline ventiil möödavooluks kompressori tühjendusest imemistorusse
- Avaneb voolu suurendamiseks paisumisjoonele lähenedes
- Vajadusel on kompressori täisvoolu jaoks suuruse järgi kohandatud
Voolu ja rõhu mõõtmine
- Voolukiiruse ja rõhu tõusu pidev jälgimine
- Kandke tööpunkt kompressori kaardile
- Tuvasta lähenemine tõusujoonele
Kontroller
- Arvutab kauguse tõusujooneni
- Avab ringlusventiili, kui läheneb lainele (ohutusvaruga)
- Kaasaegsed süsteemid kasutavad adaptiivseid algoritme
- Reaktsiooniaeg on kriitiline (< 1 sekund (tüüpiline nõue)
Tööprotseduurid
- Ärge kunagi töötage ülerõhujoonest vasakul
- Säilitage 10-20% vooluvaru hüppeliselt
- Järkjärgulised koormuse muutused (vältige järsku nõudluse langust)
- Enne käivitamist veenduge ülepingekaitse süsteemi toimimises
- Testige perioodiliselt ülepingekaitset
Hädaolukorra lahendamine
Kui tekib pingetõus
- Kohene tegutsemine: Avage ringlusventiil käsitsi, kui automaatne süsteem rikkis
- Suurenda vooluhulka: Avage tühjendus, vähendage takistust, käivitage paralleelsed seadmed
- Vähendage rõhu tõusu: Aeglane kompressor muutuva kiiruse korral
- Avariiväljalülitus: Kui pingetõusu ei õnnestu 10–30 sekundi jooksul peatada
- Ärge taaskäivitage: Kuni põhjus on kindlaks tehtud ja kõrvaldatud
Ülepingejärgne kontroll
- Kontrollige tera kahjustusi
- Kontrollige laagrite seisukorda
- Kontrollige tihendi terviklikkust
- Kontrollige tõukelaagrit
- Enne kasutuselevõttu tehke vibratsioonianalüüs
Tõus vs. muud ebastabiilsused
Tõus vs pöörlev seiskumine
- Tõus: Süsteemiülene voolu kõikumine, väga madal sagedus (0,5–10 Hz)
- Pöörlev varikatus: Lokaliseeritud varisemisrakud, mis pöörlevad ümber rõnga, kõrgemal sagedusel (0,2–0,8 × rootori kiirus)
- Raskusaste: Tõus on hävitavam, seisak võib olla tõusu eelkäija
Liigpinge vs retsirkulatsioon
- Tõus: Kompressorispetsiifiline, voolu ümberpööramine, süsteemi ebastabiilsus
- Ringlussevõtt: Võib esineda pumpades või kompressorites, lokaalne voolu pöördumine, vähem tõsine
- Suhe: Ringlus võib põhjustada kompressorite järsku tõusu
Tõus on tsentrifugaal- ja aksiaalkompressorite kõige ohtlikum töötingimus, mis võib seadmeid minutitega hävitada. Tõusumehhanismi mõistmine, tõusujoone piiride äratundmine, tõhusa tõusuvastase kontrolli rakendamine ja õigete töömarginaalide säilitamine on tööstuslike gaasikompressioonirakenduste kompressori ohutuks tööks üliolulised.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 