Սուրժինգի հասկացումը կոմպրեսորներում
Սուրժինգ — հաճախ պարզապես կոչվում է կոմպրեսորի պոմպաժ (compressor surge) — ցենտրիֆուգային և առանցքային կոմպրեսորներում աերոդինամիկական կտրուկ անկայունություն է, որի դեպքում մեքենայով անցնող ամբողջ հոսքը պարբերաբար փոխում է ուղղությունը։ Արդյունքում առաջանում են ճնշման և հոսքի տատանումներ, սովորաբար 0.5–10 Hz հաճախություններով։ Յուրաքանչյուր պոմպաժի ցիկլի ընթացքում հոսքը ժամանակավորապես կանգ է առնում կամ հետ է գնում, արտանետման ճնշումը կտրուկ ընկնում, ապա առաջնորդ հոսքը վերականգնվում է և ճնշումը նորից աճում, և ցիկլը կրկնվում է։ Այս հետհոսքերը ռոտորի վրա առաջացնում են հսկայական փոփոխական ուժեր՝ առաջացնելով լուրջ տատանում — հատկապես առանցքային ուղղությամբ՝ բարձր ձայնային բոցոց, և եթե կոմպրեսորը անմիջապես չկանգնեցվի, մի քանի րոպեի ընթացքում այն քանդելու ունակություն։
Պոմպաժը հիմնարար համակարգային անկայունություն է, որը ներառում է կոմպրեսորը՝ միասին իր միացված խողովակաշարի և ծավալի հետ, ոչ թե միայն կոմպրեսորի հատկանիշ է։ Այն առաջանում է, երբ մեքենան գերազանցում է իր ճնշման աճի հնարավորությունը ցածր հոսքի դեպքում, և դրա կանխարգելումը պահանջում է հակապոմպաժային կառավարում, որը հոսքը պահում է անվտանգորեն պոմպաժի գծից վեր։
1. Պոմպաժի մեխանիզմը
Պոմպաժի ցիկլը
Տիպիկ պոմպաժի ցիկլը զարգանում է կրկնվող հաջորդականությամբ.
- Հոսքի նվազում. համակարգի պահանջարկը նվազում է, ուստի կոմպրեսորով անցնող հոսքը ընկնում է։
- Կանգի սկիզբ. շատ ցածր հոսքի դեպքում թիակները կանգ են առնում, և հոսքը բաժանվում է թիակների մակերեսներից։
- Ճնշման փլուզում. կանգ առած կոմպրեսորն այլևս չի կարող պահպանել իր արտանետման ճնշումը։
- Հոսքի հետադարձություն. արտանետման խողովակաշարում կամ պլենումում թակարդված բարձր ճնշման գազը հետ է մղվում կոմպրեսորով։
- Ճնշման հավասարեցում. արտանետման ճնշումը ընկնում է, քանի որ գազը հետ է արտահոսում։
- Առաջնորդ հոսքի վերականգնում. ինչպես միայն ճնշումը ընկնում է, կոմպրեսորը կրկին կարողանում է գազը առաջ տեղափոխել։
- Ճնշման աճ. վերականգնված առաջնորդ հոսքը նորից կառուցում է արտանետման ճնշումը։
- Ցիկլի կրկնություն. բարձր ճնշումը նորից կանգ է առնում մեքենան, և ցիկլը շարունակվում է։
Պոմպաժի հաճախություն
- Որոշվում է համակարգի ծավալով (խողովակաշար, պլենումներ, անոթներ)՝ միասին կոմպրեսորի հատկանիշների հետ։
- Ավելի մեծ ծավալները տալիս են ավելի ցածր պոմպաժի հաճախություն։
- Տիպիկ միջակայք. 0.5–10 Hz։
- Փոքր համակարգեր. մոտավորապես 5–10 Hz։
- Մեծ համակարգեր. մոտավորապես 0.5–2 Hz։
- Հաճախությունը համեմատաբար հաստատուն է մնում տվյալ համակարգի համար։
Այս ցածր, համակարգային ֆիքսված հաճախությունը լավ է տեղավորվում համակցված վերլուծիչի աշխատանքային միջակայքում։ Արժե նշել, որ Balanset-1A չափում է տատանումները 5 Hz-ից բարձր, ուստի փոքր համակարգերի ավելի բարձր հաճախական պոմպաժի ցիկլերը ընկնում են դրա շրջանակներում. սակայն հիմնական դիագնոստիկան ավելի քիչ է կապված ճշգրիտ հաճախության հետ, քան հանկարծակի հայտնվող մեծ, անկայուն, հիմնականում առանցքային ցածր հաճախական պուլսացիայի անսխալելի նախշի հետ։
2. Պոմպաժին հանգեցնող պայմաններ
Աշխատանք պոմպաժի գծից դուրս
Յուրաքանչյուր կոմպրեսորի աշխատանքային քարտեզը պարունակում է պոմպաժի գիծ, որը սահմանում է դրա կայուն սահմանը.
- Պոմպաժի գիծ. քարտեզի ամենաձախ կայուն աշխատանքային սահմանը։
- Անվտանգ աշխատանք. գծի աջ կողմում, ավելի բարձր հոսքերի դեպքում։
- Պոմպաժի գոտի. գծի ձախ կողմում՝ անկայուն և արգելված տարածք։
- Թերթիկ՝ մեքենաները սովորաբար աշխատում են պոմպաժի գծից աջ՝ 10–20% հոսքի շեղմամբ։
Գրգռիչ իրադարձություններ
- Պահանջարկի նվազում. պրոցեսը ավելի քիչ է ծծում, ուստի հոսքը ընկնում է դեպի պոմպաժի գիծ։
- Ելքային սահմանափակում. արձակման կողմում փականի փակվելը կամ խցանումը։
- Պտտաթվի նվազում. կոմպրեսորի դանդաղեցում՝ առանց անհրաժեշտ ծավալային ծախսի համաչափ նվազման։
- Խտության փոփոխություններ. գազի մոլեկուլային զանգվածի կամ ջերմաստիճանի տեղաշարժեր, որոնք փոխում են կոմպրեսորի բնութագիրը։
- Մաշվածք՝ պտուտակների նստվածքներ, որոնք ժամանակի ընթացքում աստիճանաբար նվազեցնում են մեքենայի հզորությունը։
3. Ազդեցություններ և հետևանքներ
Թրթռում
- Ամպլիտուդ: կարող են հասնել 25–50 մմ/վ (1–2 դյույմ/վ) կամ ավելի։
- Առանցքային բաղադրիչ. հատկապես խիստ լիսեռի առանցքի երկայնքով։
- Ցածր հաճախություն՝ 0.5–10 Հց թրթռումներ։
- Ամբողջ մեքենայի շարժում. ամբողջ կոմպրեսորային հավաքածուն տատանվում և թրթռում է։
Մեխանիկական վնասվածքներ
- Առանցքակալի ձախողում. հարվածային բեռնվածքները կարող են ոչնչացնել առանցքակալները ժամերի ընթացքում։
- Փակիչների վնասվածք. առանցքային շարժումները և ճնշման հակադարձումները քանդում են խցանիչները։
- Լիսեռի վնասում. լիսեռի ծռման և ոլորման լարումներ՝ հոսքի հակադարձումների պատճառով։
- Պտուտակների վնասվածք. փոփոխական աերոդինամիկ բեռնվածքները առաջացնում են նյութի հոգնածություն և կարող են հանգեցնել պտուտակների պոկվելուն։
- Կցորդիչի վնասվածք. ոլորման հարվածները վնասում են կցորդիչները։
- Ուժային առանցքակալ. արագ փոփոխվող առանցքային ուժը կարող է ոչնչացնել առանցքակալ (առանցքային) — հաճախ սա սուրժի առաջին զոհն է։
Տեխնոլոգիական հետևանքներ
- Ճնշման և ծախսի տատանումները տարածվում են դեպի արձակման կողմի տեխնոլոգիական գործընթաց։
- Ջերմաստիճանի շեղումներ առաջանում են կրկնվող սեղմումից և ընդարձակումից։
- Տեխնոլոգիական խախտումներ կամ անվտանգության համակարգերի գործարկումներ կարող են հետևել։
- Ապրանքի որակը կարող է վատթարանալ անկայուն պայմանների պատճառով։
4. Գրանցում
Տատանումների բնորոշ նշան (սիգնատուրա)
- Մեծ ամպլիտուդի, ցածր հաճախականության թրթռումների հանկարծակի սկիզբ։
- Հաճախականությունը 0.5–10 Հց միջակայքում։
- Ծանր առանցքային թրթռում.
- Անկայուն, անընդհատ փոփոխվող ամպլիտուդ։
Այս սիգնատուրան առանձնահատուկ է տատանումների սպեկտր և ժամանակի ալիքաձև-ի վրա. էներգիայի հանկարծակի արտանետում՝ զգալիորեն ցածր աշխատանքային արագություն-ից, գերիշխող առանցքային ալիքում, որը մեծանում և փոքրանում է, այլ ոչ թե կայուն մնում։ Տատանումների մոնիտորինգ կոմպրեսորի ուժային առանցքակալի վրա տեղադրված զոնդը սուրժը գրանցելու ամենարագ եղանակներից է, քանի որ առանցքային թրթռումներն այնտեղ ամենաուժեղն են։
Ակուստիկ սիգնատուրա
- Ուժեղ բաբախյուն կամ փչոցի ձայն։
- Ռիթմիկ թրթռում՝ լսելի սուրժի հաճախականությամբ։
- Առանձնահատուկ և, ով լսել է, անսխալական։
Տեխնոլոգիական ցուցիչներ
- Տատանվող արձակման ճնշում։
- Տատանվող ծախս, որը կարող է իրականում հակադարձվել։
- Ջերմաստիճանի տատանումներ։
- Էլեկտրաշարժիչի հոսանքի տատանումներ։
5. Նախազգուշացում. հակասուրժային կառավարում
Համակարգի բաղադրիչներ
Վերաշրջանառման փական։ Արագ գործող փական, որը կողմնակի ճանապարհով վերադարձնում է արտանետման գազը ծծման կողմ։ Այն բացվում է հոսք ավելացնելու համար, երբ աշխատանքային կետը մոտենում է պոմպաժի գծին, և չափվում է լիարժեք կոմպրեսորային հոսքի համար, եթե անհրաժեշտ է։
Հոսքի և ճնշման չափում։ Հոսքի արագության և ճնշման աճի անընդհատ մոնիտորինգը կոմպրեսորային քարտեզի վրա գծագրում է իրական աշխատանքային կետը և հայտնաբերում ցանկացած մոտեցում պոմպաժի գծին։
Կառավարիչ։ Կառավարիչը հաշվարկում է հեռավորությունը պոմպաժի գծից, բացում է վերաշրջանառման փականը՝ անվտանգության եզրագծով, երբ մոտենում է պոմպաժին, և՝ ժամանակակից տեղադրումներում՝ օգտագործում է ադապտիվ ալգորիթմներ։ Արձագանքման ժամանակը կրիտիկական է, սովորաբար պահանջվում է գործողություն մեկ վայրկյանից պակաս ժամանակում։
Աշխատանքային գործընթացներ
- Երբեք մի աշխատեք պոմպաժի գծի ձախ կողմում։
- Պահպանեք 10–20% հոսքի եզրագիծ պոմպաժից։
- Կատարեք բեռնվածքի փոփոխությունները աստիճանաբար և խուսափեք պահանջարկի կտրուկ անկումներից։
- Ստուգեք, որ հակապոմպաժային համակարգը գործող է յուրաքանչյուր միացումից առաջ։
- Պարբերաբար փորձարկեք հակապոմպաժային համակարգը։
6. Արտակարգ արձագանք
Եթե տեղի ունենա պոմպաժ
- Անհապաղ գործողություն. ձեռքով բացեք վերաշրջանառման փականը, եթե ավտոմատ համակարգը ձախողված է։
- Ավելացրեք հոսքը՝ բացեք արտանետումը, նվազեցրեք դիմադրությունը կամ միացրեք զուգահեռ միավորներ։
- Նվազեցրեք ճնշման աճը՝ դանդաղեցրեք կոմպրեսորը, եթե այն փոփոխական պտտաթվով է։
- Շտապ կանգնեցում՝ եթե պոմպաժը չի կարող կանգնեցվել 10–30 վայրկյանի ընթացքում, դուրս հանեք մեքենան։
- Վերագործարկել չի կարելի՝ մինչև պատճառը հայտնաբերվի և ուղղվի։
Պոմպաժից հետո ստուգում
- Ստուգեք թևիկների վնասվածքներ։
- Ստուգեք առանցքակալի վիճակը։
- Ստուգեք խտանյութերի ամբողջականությունը։
- Ստուգեք շփումային առանցքակալը։
- Կատարել տատանումների վերլուծություն մեքենան ծառայության վերադարձնելուց առաջ՝ բազային սպեկտրը կհայտնաբերի ցանկացած նոր անհավասարակշռություն, առանցքների շեղվածություն կամ առանցքակալի վնասվածք, որը մնացել է իրադարձությունից հետո։
7. Պոմպաժը և այլ անկայունություններ
Պոմպաժը և պտտվող կանգնումը
- Պոմպաժ: համակարգային հոսքի տատանում շատ ցածր հաճախությամբ (0.5–10 Hz)։
- Պտտվող կանգ. տեղայնացված կանգնման բջիջներ, որոնք պտտվում են օղակի շուրջ ավելի բարձր հաճախությամբ, սովորաբար 0.2–0.8× ռոտորի պտտաթիվ, դնելով այն սուբսինխրոն երևույթների շարքում։
- Ուժգնություն. պոմպաժը ավելի ոչնչացնող է երկուսից; պտտվող կանգնումը կարող է լինել պոմպաժի նախորդողը։
Պոմպաժը և վերաշրջանառությունը
- Պոմպաժ: կոմպրեսորին հատուկ, համակարգային հոսքի հակադարձում։
- Վերաշրջանառություն: կարող է տեղի ունենալ պոմպերում կամ կոմպրեսորներում, տեղայնացված հոսքի հակադարձում է և ընդհանուր առմամբ ավելի քիչ ծանր։
- Կապը՝ վերաշրջանառությունը կարող է զարգանալ լիարժեք պոմպաժի մեջ կոմպրեսորներում։
Պոմպաժը ցենտրիֆուգային և առանցքային կոմպրեսորների համար ամենավտանգավոր աշխատանքային պայմանն է, որը կարող է ոչնչացնել սարքավորումները րոպեների ընթացքում։ Պոմպաժի մեխանիզմը հասկանալը, պոմպաժի գծի սահմանը ճանաչելը, արդյունավետ հակապոմպաժային կառավարում իրականացնելը և ճիշտ աշխատանքային եզրագծեր պահպանելը բացարձակ կարևոր են արդյունաբերական գազային կոմպրեսիայի ծառայության անվտանգ կոմպրեսորային աշխատանքի համար։
