ทำความเข้าใจเกี่ยวกับกระแสกระชากในคอมเพรสเซอร์

อุปกรณ์

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

อะไหล่

Vibration sensor

$107.47

อะไหล่

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

อุปกรณ์

Balanset-4

$8,123.32

อะไหล่

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

อะไหล่

Reflective tape

$11.94

อุปกรณ์

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

คำจำกัดความ: Surging คืออะไร?

การพุ่งพล่าน (หรือที่เรียกว่าคอมเพรสเซอร์กระชาก) คือความไม่เสถียรทางอากาศพลศาสตร์อย่างรุนแรงในคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางและแบบแนวแกน ซึ่งการไหลทั้งหมดผ่านคอมเพรสเซอร์จะกลับทิศทางเป็นระยะ ทำให้เกิดแรงดันและการไหลแบบสั่นที่ความถี่โดยทั่วไปอยู่ในช่วง 0.5-10 เฮิรตซ์ ในระหว่างรอบการกระชาก การไหลจะหยุดหรือย้อนกลับชั่วขณะ ความดันลดลง จากนั้นการไหลจะกลับไปข้างหน้า ความดันเพิ่มขึ้น และวงจรจะวนซ้ำ สิ่งนี้สร้างแรงที่ผันผวนมหาศาลบนโรเตอร์ ทำให้เกิดแรงที่รุนแรง การสั่นสะเทือน, เสียงดังสนั่นหวั่นไหว และสามารถทำลายคอมเพรสเซอร์ได้ภายในไม่กี่นาทีหากไม่หยุดทันที.

โดยพื้นฐานแล้วไฟกระชากคือความไม่เสถียรของระบบที่เกี่ยวข้องกับคอมเพรสเซอร์และระบบท่อ/ปริมาตร ไม่ใช่แค่คอมเพรสเซอร์เพียงอย่างเดียว เกิดขึ้นเมื่อพยายามทำงานเกินขีดความสามารถในการเพิ่มแรงดันของคอมเพรสเซอร์ที่อัตราการไหลต่ำ และการป้องกันต้องใช้ระบบควบคุมป้องกันไฟกระชากที่รักษาระดับการไหลเหนือแนวไฟกระชาก.

กลไกการกระชาก

คำอธิบายวงจรไฟกระชาก

วงจรการกระชากโดยทั่วไปจะดำเนินไปดังนี้:

1. การลดการไหล: ความต้องการของระบบลดลง การไหลผ่านคอมเพรสเซอร์ลดลง
2. การเริ่มหยุดนิ่ง: เมื่ออัตราการไหลต่ำมาก ใบพัดของคอมเพรสเซอร์จะหยุดทำงาน (อัตราการไหลแยกออกจากกัน)
3. การยุบตัวของแรงดัน: คอมเพรสเซอร์ที่หยุดทำงานไม่สามารถรักษาแรงดันการระบายได้
4. การย้อนกลับของการไหล: ก๊าซแรงดันสูงในท่อระบายน้ำ/ท่อรวมจะไหลย้อนกลับผ่านคอมเพรสเซอร์
5. การปรับสมดุลความดัน: แรงดันการปล่อยลดลงเมื่อก๊าซไหลย้อนกลับ
6. ประวัติการทำงานแบบ Forward Flow: เมื่อแรงดันลดลง คอมเพรสเซอร์สามารถไหลไปข้างหน้าได้อีกครั้ง
7. แรงดันเพิ่มขึ้น: การไหลไปข้างหน้าจะเพิ่มแรงดันการระบายออก
8. การวนซ้ำของรอบ: แรงดันสูงทำให้เกิดการหยุดนิ่งอีกครั้ง ทำให้เกิดวงจรซ้ำอีกครั้ง

ความถี่ไฟกระชาก

• กำหนดโดยปริมาตรของระบบ (ท่อ, ท่อรวม, ภาชนะ) และคุณลักษณะของคอมเพรสเซอร์
• ปริมาณมากขึ้น → ความถี่ไฟกระชากต่ำลง
• ช่วงความถี่ทั่วไป: 0.5-10 เฮิรตซ์
• ระบบขนาดเล็ก: 5-10 เฮิรตซ์
• ระบบขนาดใหญ่: 0.5-2 เฮิรตซ์
• ความถี่ค่อนข้างคงที่สำหรับระบบที่กำหนด

สภาวะที่นำไปสู่การพุ่งสูง

การดำเนินงานเกินขีดจำกัดของสายส่งไฟกระชาก

เส้นกระแสไฟกระชากบนแผนที่ประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์:

• สายส่งไฟกระชาก: ขอบเขตการทำงานที่เสถียรซ้ายสุดบนแผนที่คอมเพรสเซอร์
• การดำเนินงานที่ปลอดภัย: ทางด้านขวาของแนวน้ำขึ้นสูง (กระแสน้ำสูง)
• โซนไฟกระชาก: ด้านซ้ายของแนวคลื่นซัดฝั่ง (ไม่มั่นคง ห้าม)
• ระยะขอบ: โดยทั่วไปใช้งานอัตราการไหลของกระแส 10-20% ทางด้านขวาของสายไฟกระชาก

การกระตุ้นเหตุการณ์

• การลดความต้องการ: ความต้องการกระบวนการลดลง การไหลลดลง
• ข้อจำกัดการปล่อย: การปิดหรือการอุดตันของวาล์ว
• การลดความเร็ว: คอมเพรสเซอร์ทำงานช้าลงโดยไม่ลดอัตราการไหลตามสัดส่วน
• การเปลี่ยนแปลงความหนาแน่น: น้ำหนักโมเลกุลหรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ส่งผลต่อคุณลักษณะของคอมเพรสเซอร์
• การฟาวล์: คราบตกค้างในใบมีดทำให้ความจุของคอมเพรสเซอร์ลดลง

ผลกระทบและผลที่ตามมา

Vibration

• แอมพลิจูด: สามารถเข้าถึง 25-50 มม./วินาที (1-2 นิ้ว/วินาที) หรือมากกว่า
• ส่วนประกอบแกน: รุนแรงโดยเฉพาะในทิศทางแกน
• ความถี่ต่ำ: การเต้นเป็นจังหวะ 0.5-10 เฮิรตซ์
• เครื่องจักรทั้งหมด: ชุดคอมเพรสเซอร์ทั้งหมดสั่นสะเทือน

ความเสียหายทางกล

• ความล้มเหลวของตลับลูกปืน: แรงกระแทกทำลายตลับลูกปืนในเวลาไม่กี่ชั่วโมง
• ความเสียหายของซีล: การเคลื่อนที่ตามแนวแกนและการกลับทิศทางของแรงดันทำลายซีล
• ความเสียหายของเพลา: ความเค้นดัดและแรงบิดจากการย้อนกลับของการไหล
• ความเสียหายของใบมีด: แรงทางอากาศพลศาสตร์ที่สลับกันทำให้เกิดความเมื่อยล้า อาจทำให้ใบพัดหลุดได้
• ความเสียหายจากการเชื่อมต่อ: ข้อต่อที่สร้างความเสียหายจากแรงกระแทกแบบบิด
• ตลับลูกปืนกันรุน: แรงขับที่สลับกันอย่างรวดเร็วสามารถทำลายตลับลูกปืนได้

ผลที่ตามมาของกระบวนการ

• การแกว่งของแรงดันและการไหลที่ส่งผลต่อกระบวนการปลายน้ำ
• การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจากรอบการบีบอัด/ขยายตัว
• กระบวนการที่อาจขัดข้องหรือระบบความปลอดภัยสะดุด
• ปัญหาคุณภาพผลิตภัณฑ์จากสภาวะที่ไม่เสถียร

การตรวจจับ

ลายเซ็นการสั่นสะเทือน

• การเริ่มต้นของการเต้นเป็นจังหวะความถี่ต่ำที่มีแอมพลิจูดขนาดใหญ่อย่างกะทันหัน
• ความถี่ในช่วง 0.5-10 เฮิรตซ์
• รุนแรง การสั่นสะเทือนตามแนวแกน
• แอมพลิจูดไม่เสถียรและแปรปรวน

ลายเซ็นอะคูสติก

• เสียงระเบิดดังหรือเสียงฟู่
• การเต้นเป็นจังหวะที่ได้ยินได้ที่ความถี่กระชาก
• โดดเด่นและชัดเจน

ตัวบ่งชี้กระบวนการ

• แรงดันปล่อยแบบแกว่ง
• การไหลแบบสั่น (อาจย้อนกลับได้)
• ความผันผวนของอุณหภูมิ
• ความผันผวนของกระแสไฟฟ้าของมอเตอร์

การป้องกัน: การควบคุมป้องกันไฟกระชาก

ส่วนประกอบระบบป้องกันไฟกระชาก

วาล์วรีไซเคิล

• วาล์วทำงานเร็วโดยเลี่ยงการระบายของคอมเพรสเซอร์ไปยังช่องดูด
• เปิดเพื่อเพิ่มการไหลเมื่อเข้าใกล้แนวคลื่น
• มีขนาดพอเหมาะกับการไหลของคอมเพรสเซอร์เต็มรูปแบบหากจำเป็น

การวัดการไหลและความดัน

• การตรวจสอบอัตราการไหลและการเพิ่มขึ้นของแรงดันอย่างต่อเนื่อง
• พล็อตจุดปฏิบัติการบนแผนที่คอมเพรสเซอร์
• ตรวจจับการเข้าใกล้แนวคลื่น

ตัวควบคุม

• คำนวณระยะทางถึงเส้นแรงดันไฟกระชาก
• เปิดวาล์วรีไซเคิลเมื่อใกล้ถึงไฟกระชาก (พร้อมระยะความปลอดภัย)
• ระบบสมัยใหม่ใช้อัลกอริทึมแบบปรับตัว
• เวลาตอบสนองที่สำคัญ (< 1 วินาทีตามข้อกำหนดทั่วไป)

ขั้นตอนการปฏิบัติงาน

• ห้ามใช้งานทางด้านซ้ายของสายส่งไฟกระชาก
• รักษาอัตราการไหลของ 10-20% จากไฟกระชาก
• การเปลี่ยนแปลงโหลดแบบค่อยเป็นค่อยไป (หลีกเลี่ยงการลดความต้องการอย่างรวดเร็ว)
• ตรวจสอบระบบป้องกันไฟกระชากให้ทำงานก่อนเริ่มใช้งาน
• ทดสอบป้องกันไฟกระชากเป็นระยะ

การตอบสนองต่อเหตุฉุกเฉิน

หากเกิดไฟกระชาก

1. การดำเนินการทันที: เปิดวาล์วรีไซเคิลด้วยตนเองหากระบบอัตโนมัติล้มเหลว
2. เพิ่มการไหล: เปิดการระบาย ลดความต้านทาน เริ่มหน่วยขนาน
3. ลดการเพิ่มขึ้นของแรงดัน: คอมเพรสเซอร์ช้าถ้าความเร็วแปรผัน
4. การปิดระบบฉุกเฉิน: หากไม่สามารถหยุดไฟกระชากได้ภายใน 10-30 วินาที
5. อย่ารีสตาร์ท: จนกว่าจะพบสาเหตุและแก้ไขได้

การตรวจสอบหลังเกิดไฟกระชาก

• ตรวจสอบความเสียหายของใบมีด
• ตรวจสอบสภาพตลับลูกปืน
• ตรวจสอบความสมบูรณ์ของซีล
• ตรวจสอบตลับลูกปืนกันรุน
• ดำเนินการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนก่อนกลับมาให้บริการ

Surge เทียบกับความไม่เสถียรอื่นๆ

การหยุดทำงานแบบกระชากเทียบกับแบบหมุน

• การกระชาก: การสั่นของการไหลทั่วทั้งระบบ ความถี่ต่ำมาก (0.5-10 เฮิรตซ์)
• คอกหมุน: เซลล์หยุดนิ่งเฉพาะที่หมุนรอบวงแหวน ความถี่สูงขึ้น (ความเร็วโรเตอร์ 0.2-0.8 เท่า)
• ความรุนแรง: กระแสคลื่นซัดฝั่งรุนแรงขึ้น การหยุดชะงักอาจเป็นสัญญาณบ่งชี้ถึงกระแสคลื่นซัดฝั่ง

การกระชากไฟและการหมุนเวียน

• การกระชาก: เฉพาะคอมเพรสเซอร์ การย้อนกลับการไหล ความไม่เสถียรของระบบ
• การหมุนเวียน: อาจเกิดขึ้นในปั๊มหรือคอมเพรสเซอร์ การไหลย้อนกลับในพื้นที่ รุนแรงน้อยกว่า
• ความสัมพันธ์: การหมุนเวียนอาจทำให้คอมเพรสเซอร์เกิดไฟกระชาก

ภาวะไฟกระชาก (Surge) เป็นสภาวะการทำงานที่อันตรายที่สุดสำหรับคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางและแบบแนวแกน ซึ่งอาจทำลายอุปกรณ์ได้ภายในไม่กี่นาที การทำความเข้าใจกลไกของไฟกระชาก การรับรู้ขอบเขตของเส้นไฟกระชาก การควบคุมป้องกันไฟกระชากที่มีประสิทธิภาพ และการรักษาระยะขอบการทำงานที่เหมาะสม เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานของคอมเพรสเซอร์อย่างปลอดภัยในการใช้งานอัดก๊าซอุตสาหกรรม.

---

← กลับสู่ดัชนีหลัก