A kompresszorok lökésszerű felmelegedésének megértése
Definíció: Mi a hullámzás?
Hullámzó (más néven kompresszorlökés) a centrifugális és axiális kompresszorokban fellépő erőszakos aerodinamikai instabilitás, ahol a kompresszoron áthaladó teljes áramlás periodikusan megfordítja az irányát, oszcilláló nyomást és áramlást hozva létre, amelynek frekvenciája jellemzően 0,5-10 Hz tartományba esik. Egy lökésciklus során az áramlás pillanatnyilag leáll vagy megfordul, a nyomás csökken, majd az áramlás folytatódik, a nyomás emelkedik, és a ciklus megismétlődik. Ez hatalmas ingadozó erőket hoz létre a rotoron, súlyos károkat okozva. rezgés, hangos bömbölő zajt okoz, és percek alatt tönkreteheti a kompresszort, ha nem állítják le azonnal.
A túlfeszültség alapvetően a rendszer instabilitása, amely a kompresszort és annak csöveit/térfogatát érinti, nem csak a kompresszort. Akkor fordul elő, amikor a kompresszor nyomásemelési képességén túl, alacsony áramlási sebesség mellett próbálnak működni, és a megelőzés olyan túlfeszültség-szabályozó rendszerekre van szükség, amelyek az áramlást a túlfeszültség-vezeték felett tartják.
A túlfeszültség-mechanizmus
Túlfeszültség-ciklus leírása
Egy tipikus túlfeszültség-ciklus a következőképpen alakul:
- Áramláscsökkentés: A rendszer igénye csökken, a kompresszoron átáramló áramlás csökken
- Átesés kezdete: Nagyon alacsony áramlás esetén a kompresszor lapátjai leállnak (az áramlás szétválik)
- Nyomáscsökkenés: A leállt kompresszor nem tudja fenntartani a kimenő nyomást
- Áramlás megfordítása: A nyomócsőben/plénumban lévő nagynyomású gáz visszaáramlik a kompresszoron keresztül
- Nyomáskiegyenlítés: A kiömlési nyomás csökken, ahogy a gáz visszafelé áramlik
- Előrehaladott önéletrajzok: Amint a nyomás csökken, a kompresszor ismét előre tud áramolni
- Nyomásemelkedés: Az előreáramlás növeli a kiömlőnyomást
- Ciklusismétlődések: A magas nyomás ismét leállást okoz, megismételve a ciklust
Túlfeszültség-frekvencia
- A rendszer térfogata (csővezetékek, légkamrák, tartályok) és a kompresszor jellemzői határozzák meg
- Nagyobb térfogatok → alacsonyabb túlfeszültség-frekvencia
- Tipikus tartomány: 0,5-10 Hz
- Kis rendszerek: 5-10 Hz
- Nagy rendszerek: 0,5-2 Hz
- A frekvencia viszonylag állandó egy adott rendszerben
Túlfeszültséghez vezető körülmények
Túlfeszültség-vonalon túli működés
A lökéshullám-vonal a kompresszor teljesítménytérképén:
- Túlfeszültség-vonal: A kompresszor térképén bal oldali stabil üzemi határ
- Biztonságos működés: A hullámvonaltól jobbra (nagyobb áramlások)
- Túlfeszültség-zóna: A hullámvonaltól balra (instabil, tiltott)
- Margó: Általában a 10-20% áramlási margót a túlfeszültség-vezeték jobb oldalán kell használni
Kiváltó események
- Keresletcsökkentés: A folyamatigény csökken, az áramlás csökken
- Kibocsátási korlátozás: Szelepzárás vagy elzáródás
- Sebességcsökkentés: Kompresszor lassítása arányos áramláscsökkentés nélkül
- Sűrűségváltozások: A kompresszor karakterisztikáját befolyásoló molekulatömeg- vagy hőmérsékletváltozások
- Szennyeződés: A lapátlerakódások csökkentik a kompresszor kapacitását
Hatások és következmények
Rezgés
- Amplitúdó: Elérheti a 25-50 mm/s (1-2 hüvelyk/s) vagy többet
- Axiális komponens: Különösen súlyos axiális irányban
- Alacsony frekvencia: 0,5-10 Hz-es pulzációk
- Teljes gép: A teljes kompresszor szerelvény rázkódik és rázkódik
Mechanikai sérülés
- Csapágyhiba: A lökésszerű terhelések órák alatt tönkreteszik a csapágyakat
- Tömítés sérülése: Az axiális mozgás és a nyomásváltások tönkreteszik a tömítéseket
- Tengely sérülése: Hajlító és torziós feszültség az áramlás megfordításából
- Penge sérülése: Váltakozó aerodinamikai terhelések, amelyek fáradást és a penge esetleges kioldódását okozhatják
- Csatlakozási sérülés: Torziós lökés okozta káros tengelykapcsolók
- Tolócsapágy: A gyorsan változó tolóerő tönkreteheti a tolócsapágyat
Folyamatkövetkezmények
- A nyomás- és áramlási ingadozások befolyásolják a downstream folyamatot
- Hőmérséklet-ingadozások a kompressziós/tágulási ciklusokból
- Lehetséges folyamatzavarok vagy biztonsági rendszerleállások
- Termékminőségi problémák instabil körülmények miatt
Érzékelés
Rezgésjel
- Hirtelen fellépő nagy amplitúdójú, alacsony frekvenciájú pulzáció
- Frekvencia 0,5-10 Hz tartományban
- Szigorú axiális rezgés
- Instabil, változó amplitúdó
Akusztikus aláírás
- Hangos dübörgő vagy suhogó hang
- Ritmikus pulzáció hallható a túlfeszültség-frekvencián
- Megkülönböztethető és összetéveszthetetlen
Folyamatjelzők
- Oszcilláló kisülési nyomás
- Oszcilláló áramlás (megfordulhat)
- Hőmérséklet-ingadozások
- Motoráram-ingadozások
Megelőzés: Túlfeszültség-védelem
Túlfeszültség-védelmi rendszer alkatrészei
Újrahasznosító szelep
- Gyorsan működő szelep, amely megkerüli a kompresszor nyomóoldalát a szívóoldal felé
- Kinyílik, hogy növelje az áramlást, amikor közeledik a túlfeszültség-vezetékhez
- Teljes kompresszoráramláshoz méretezve, ha szükséges
Áramlás- és nyomásmérés
- Az áramlási sebesség és a nyomásemelkedés folyamatos monitorozása
- Ábrázolja az üzemi pontot a kompresszor térképén
- Túlfeszültség-vezetékhez való közeledés észlelése
vezérlő
- Kiszámítja a távolságot a hullámvonaltól
- A recirkulációs szelepet kinyitja, amikor a túlfeszültség közeledik (biztonsági ráhagyással)
- A modern rendszerek adaptív algoritmusokat használnak
- A válaszidő kritikus (< 1 másodperc (tipikus követelmény)
Üzemeltetési eljárások
- Soha ne üzemeltesse a túlfeszültség-vezeték bal oldalán
- Fenntartja a 10-20% áramlási margót a túlfeszültség ellen
- Fokozatos terhelésváltozások (kerülje a gyors keresletcsökkenést)
- Indítás előtt ellenőrizze a túlfeszültség-védelmi rendszer működését
- Rendszeresen ellenőrizze a túlfeszültség-védelmet
Vészhelyzeti reagálás
Ha túlfeszültség lép fel
- Azonnali intézkedés: Nyissa ki manuálisan a recirkulációs szelepet, ha az automatikus rendszer meghibásodott
- Növelje az áramlást: Nyissa meg a kisülést, csökkentse az ellenállást, indítsa el a párhuzamos egységeket
- Csökkentse a nyomásemelkedést: Lassítsd a kompresszort, ha változó a sebessége
- Vészleállítás: Ha a túlfeszültség 10-30 másodpercen belül nem állítható meg
- Ne indítsa újra: Amíg az okot nem azonosítják és nem javítják ki
Túlfeszültség utáni ellenőrzés
- Ellenőrizze a penge sérülését
- Ellenőrizze a csapágy állapotát
- Ellenőrizze a tömítés épségét
- Vizsgálja meg a nyomócsapágyat
- Végezzen rezgéselemzést az üzembe helyezés előtt
Túlfeszültség vs. egyéb instabilitások
Túlfeszültség vs. forgó istálló
- Túlfeszültség: Rendszerszintű áramlási oszcilláció, nagyon alacsony frekvencia (0,5-10 Hz)
- Forgó állás: Lokalizált, gyűrű alakú felületen forgó, magasabb frekvencián (0,2-0,8× rotorsebesség) elhelyezkedő, torlódási cellák
- Súlyosság: A túlfeszültség pusztítóbb, a leállás a túlfeszültség előfutára lehet
Túlfeszültség vs. recirkuláció
- Túlfeszültség: Kompresszor-specifikus, áramlás megfordítása, rendszer instabilitása
- Recirkuláció: Szivattyúkban vagy kompresszorokban előfordulhat, lokális áramlási megfordulás, kevésbé súlyos
- Kapcsolat: A recirkuláció a kompresszorok túlterheléséhez vezethet.
A lökéshullám a centrifugális és axiális kompresszorok legveszélyesebb üzemi körülménye, amely percek alatt tönkreteheti a berendezéseket. A lökéshullám-mechanizmus megértése, a lökésvonal-határok felismerése, a hatékony lökésgátló vezérlés bevezetése és a megfelelő üzemi tartalékok fenntartása elengedhetetlen a kompresszorok biztonságos működéséhez ipari gázkompressziós alkalmazásokban.
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 