Разумевање пуцања у компресорима

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

Parts

Vibration sensor

$107.47

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

Devices

Balanset-4

$8,123.32

Parts

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

Parts

Reflective tape

$11.94

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

Дефиниција: Шта је Сургинг?

Растући (такође се назива и удар компресора) је насилна аеродинамичка нестабилност у центрифугалним и аксијалним компресорима где цео проток кроз компресор периодично мења смер, стварајући осцилујући притисак и проток са фреквенцијама типично у опсегу од 0,5-10 Hz. Током циклуса удара, проток тренутно зауставља или се мења, притисак пада, затим се проток наставља напред, притисак расте и циклус се понавља. Ово ствара огромне флуктуирајуће силе на ротору, што узрокује озбиљне вибрација, гласан тутњавајући звук и може уништити компресор за неколико минута ако се одмах не заустави.

Пренапон је у основи нестабилност система која укључује компресор и његове цеви/запремину, не само компресор. Јавља се када се покушава радити изван могућности пораста притиска компресора при малим протоцима, а превенција захтева системе за контролу пренапона који одржавају проток изнад линије пренапона.

Механизам пренапона

Опис циклуса пренапона

Типичан циклус пренапона напредује на следећи начин:

1. Смањење протока: Потражња система се смањује, проток кроз компресор се смањује
2. Почетак застоја: При веома ниском протоку, лопатице компресора се заустављају (проток се одваја)
3. Пад притиска: Заустављени компресор не може да одржи притисак издува
4. Обрнути ток: Гас под високим притиском у испусној цеви/пленуму тече назад кроз компресор
5. Изједначавање притиска: Притисак на излазу пада како гас тече уназад
6. Наставак тока унапред: Када притисак падне, компресор поново може да тече напред
7. Притисак расте: Проток унапред повећава притисак испуштања
8. Понављања циклуса: Висок притисак поново изазива застој, понављајући циклус

Фреквенција ударних таласа

• Одређује се запремином система (цеви, пленуми, посуде) и карактеристикама компресора
• Веће запремине → нижа фреквенција ударних удара
• Типичан опсег: 0,5-10 Hz
• Мали системи: 5-10 Hz
• Велики системи: 0,5-2 Hz
• Фреквенција релативно константна за дати систем

Услови који доводе до пренапона

Рад изван пренапонске линије

Линија пуцања на мапи перформанси компресора:

• Пренапонска линија: Крајња лева стабилна радна граница на мапи компресора
• Безбедан рад: Десно од линије узбуркања (већи протоци)
• Зона пренапона: Лево од линије ударног таласа (нестабилно, забрањено)
• Маргина: Типично се користи маргина протока 10-20% десно од линије успоравања

Покретачки догађаји

• Смањење потражње: Потражња процеса опада, проток се смањује
• Ограничење пражњења: Затварање или блокада вентила
• Смањење брзине: Успоравање компресора без пропорционалног смањења протока
• Промене густине: Промене молекулске тежине или температуре које утичу на карактеристике компресора
• Обрушавање: Наслаге на лопатицама смањују капацитет компресора

Ефекти и последице

Vibration

• Амплитуда: Може достићи 25-50 мм/с (1-2 инча/с) или више
• Аксијална компонента: Посебно јако у аксијалном правцу
• Ниска фреквенција: Пулсације од 0,5-10 Hz
• Цела машина: Читав склоп компресора се љуља и тресе

Механичка оштећења

• Квар лежаја: Ударна оптерећења уништавају лежајеве за неколико сати
• Оштећење печата: Аксијално кретање и промене притиска уништавају заптивке
• Оштећење вратила: Савијање и торзионо напрезање услед обртања тока
• Оштећење сечива: Наизменична аеродинамичка оптерећења узрокују замор, могуће ослобађање лопатице
• Оштећење спојнице: Торзионо-шокне спојнице које оштећују
• Аксијални лежај: Брзо наизменични потисак може уништити аксијални лежај

Последице процеса

• Осцилације притиска и протока које утичу на низводни процес
• Температурне флуктуације из циклуса компресије/ширења
• Могући поремећаји процеса или прекиди безбедносног система
• Проблеми са квалитетом производа због нестабилних услова

Детекција

Вибрациони потпис

• Изненадни почетак нискофреквентне пулсације велике амплитуде
• Фреквенција у опсегу од 0,5-10 Hz
• Тешко аксијалне вибрације
• Нестабилна, променљива амплитуда

Акустични потпис

• Гласно тутњање или звиждање
• Ритмична пулсација чујна на ударној фреквенцији
• Препознатљив и непогрешив

Индикатори процеса

• Осцилирајући притисак пражњења
• Осцилирајући ток (може се обрнути)
• Температурне флуктуације
• Флуктуације струје мотора

Превенција: Контрола пренапона

Компоненте система против пренапона

Рециклажни вентил

• Брзоделујући вентил који заобилази издув компресора до усисавања
• Отвара се да би се повећао проток при приближавању надувајућој линији
• Димензионисано за пуни проток компресора ако је потребно

Мерење протока и притиска

• Континуирано праћење протока и пораста притиска
• Уцртајте радну тачку на мапи компресора
• Детекција приближавања линији удара

Контролер

• Израчунава удаљеност до линије ударног таласа
• Отвара рециклажни вентил када се приближава пренапон (са сигурносном маргином)
• Модерни системи користе адаптивне алгоритме
• Време одзива је критично (< 1 секунда типичан захтев)

Оперативне процедуре

• Никада не радите лево од водоводне линије.
• Одржавајте маргину протока 10-20% од пренапона
• Постепене промене оптерећења (избегавајте нагле падове потражње)
• Проверите да ли систем против пренапона функционише пре покретања
• Периодично тестирајте антипренапонску заштиту

Реаговање у ванредним ситуацијама

Ако дође до пренапона

1. Непосредна акција: Ручно отворите рециркулациони вентил ако је аутоматски систем отказао
2. Повећајте проток: Отворите пражњење, смањите отпор, покрените паралелне јединице
3. Смањите пораст притиска: Спор компресор ако је брзина променљива
4. Хитно искључивање: Ако се налет не може зауставити у року од 10-30 секунди
5. Не поново покрећи: Док се узрок не утврди и не отклони

Инспекција након пренапона

• Проверите да ли има оштећења сечива
• Проверите стање лежаја
• Проверите интегритет заптивача
• Испитајте аксијални лежај
• Извршите анализу вибрација пре повратка у употребу

Пренапон наспрам других нестабилности

Пренапон наспрам ротирајућег застоја

• Налет: Осцилација протока у целом систему, веома ниска фреквенција (0,5-10 Hz)
• Ротирајући штанд: Локализоване ћелије застоја које се ротирају око прстена, виша фреквенција (0,2-0,8× брзина ротора)
• Озбиљност: Налет је разорнији, застој може бити претеча налета

Пренапон наспрам рециркулације

• Налет: Специфично за компресор, обрнути ток, нестабилност система
• Рециркулација: Може се јавити у пумпама или компресорима, локализовано обртање протока, мање озбиљно
• Однос: Рециркулација може довести до пренапона у компресорима

Пренапонско зрачење је најопаснији радни услов за центрифугалне и аксијалне компресоре, способан да уништи опрему за неколико минута. Разумевање механизма пренапона, препознавање граница линије пренапона, примена ефикасне контроле против пренапона и одржавање одговарајућих радних маргина су апсолутно кључни за безбедан рад компресора у индустријским применама компресије гаса.

---

← Назад на главни индекс