Розуміння помпажів у компресорах

Пристрої

Портативний балансир та віброаналізатор Balanset-1A.

$2,358.31

Деталі

Датчик вібрації</trp-post-container

$107.47

Деталі

Оптичний датчик (лазерний тахометр)</trp-post-container

$148.07

Пристрої

Balanset-4</trp-post-container

$8,123.32

Деталі

Магнітна підставка Insize-60-kgf</trp-post-container

$54.93

Деталі

Світловідбиваюча стрічка</trp-post-container

$11.94

Пристрої

Динамічні ваги "Балансет-1А" OEM</trp-post-container

$2,071.73

Визначення: Що таке сплеск?

Зростання (також званий помпажем компресора) – це сильна аеродинамічна нестабільність у відцентрових та осьових компресорах, коли весь потік через компресор періодично змінює напрямок, створюючи коливальний тиск і витрату з частотами, зазвичай у діапазоні 0,5-10 Гц. Під час циклу помпажу потік на мить зупиняється або змінює напрямок, тиск падає, потім потік відновлюється, тиск підвищується, і цикл повторюється. Це створює величезні коливаючі сили на роторі, спричиняючи серйозні вібрація, гучний гуркіт, і може зруйнувати компресор за лічені хвилини, якщо його негайно не зупинити.

Помповий тиск – це, по суті, системна нестабільність, що стосується компресора та його трубопроводів/об'єму, а не лише компресора окремо. Він виникає при спробі роботи з тиском, що перевищує можливості компресора щодо підвищення тиску, за низьких швидкостей потоку, а для запобігання йому потрібні системи контролю, що підтримують потік вище лінії помпажу.

Механізм сплеску

Опис циклу перенапруги

Типовий цикл сплеску розвивається наступним чином:

1. Зменшення потоку: Зменшується навантаження на систему, зменшується потік через компресор
2. Початок зупинки: При дуже низькій потоці лопаті компресора зупиняються (потік розривається)
3. Колапс тиску: Заглушений компресор не може підтримувати тиск нагнітання
4. Зворотний потік: Газ високого тиску у нагнітальному трубопроводі/пленумі протікає назад через компресор
5. Вирівнювання тиску: Тиск нагнітання падає, коли газ тече назад
6. Резюме прямого потоку: Після падіння тиску компресор знову може працювати вперед
7. Підвищення тиску: Прямий потік збільшує тиск нагнітання
8. Повторення циклу: Високий тиск знову призводить до зупинки, цикл повторюється

Частота перенапруг

• Визначається об'ємом системи (трубопроводи, пленуми, резервуари) та характеристиками компресора
• Більші обсяги → нижча частота перенапруг
• Типовий діапазон: 0,5-10 Гц
• Малі системи: 5-10 Гц
• Великі системи: 0,5-2 Гц
• Частота відносно постійна для заданої системи

Умови, що призводять до перенапруги

Робота за межами лінії перенапруги

Лінія помпажу на карті продуктивності компресора:

• Лінія перенапруги: Крайня ліва стабільна робоча межа на карті компресора
• Безпечна експлуатація: Праворуч від лінії збивання (вищі потоки)
• Зона перенапруги: Ліворуч від лінії хвильового сплеску (нестабільне, заборонене)
• Маржа: Зазвичай працюють із запасом потоку 10-20% праворуч від лінії збивання

Тригерні події

• Зменшення попиту: Попит на процес падає, потік зменшується
• Обмеження скидання: Закриття або блокування клапана
• Зменшення швидкості: Уповільнення компресора без пропорційного зменшення витрати
• Зміни щільності: Зміни молекулярної маси або температури, що впливають на характеристики компресора
• Обростання: Відкладення на лопатях, що знижують потужність компресора

Наслідки та наслідки

Вібрація

• Амплітуда: Може досягати 25-50 мм/с (1-2 дюйми/с) або більше
• Осьовий компонент: Особливо сильний в осьовому напрямку
• Низька частота: Пульсації 0,5-10 Гц
• Вся машина: Весь компресорний вузол хитається та трясеться

Механічні пошкодження

• Поломка підшипника: Ударні навантаження руйнують підшипники за кілька годин
• Пошкодження ущільнення: Осьовий рух та зміни тиску руйнують ущільнення
• Пошкодження вала: Згинальні та крутильні напруження від зміни напрямку потоку
• Пошкодження леза: Змінні аеродинамічні навантаження, що викликають втому, можливе вивільнення лопаті
• Пошкодження зчеплення: Муфти, що пошкоджуються від крутильних ударів
• Опорний підшипник: Швидко змінювана тяга може зруйнувати опорний підшипник

Наслідки процесу

• Коливання тиску та потоку, що впливають на процес нижче за течією
• Температурні коливання від циклів стиснення/розширення
• Можливі порушення процесу або спрацьовування систем безпеки
• Проблеми з якістю продукції через нестабільні умови

Виявлення

Вібраційний підпис

• Раптовий початок низькочастотної пульсації великої амплітуди
• Частота в діапазоні 0,5-10 Гц
• Сильний осьова вібрація
• Нестабільна, змінна амплітуда

Акустична підпис

• Гучний гуркіт або свист
• Ритмічна пульсація, чутна на частоті імпульсів
• Відмінний та безпомилковий

Індикатори процесу

• Коливальний тиск нагнітання
• Коливальний потік (може змінювати напрямок)
• Коливання температури
• Коливання струму двигуна

Профілактика: Захист від перенапруги

Компоненти системи захисту від перенапруги

Рециркуляційний клапан

• Швидкодіючий клапан, що обходить нагнітальний та всмоктувальний компресор
• Відкривається для збільшення потоку при наближенні до лінії водонапіру
• Розмір для повного потоку компресора, якщо це необхідно

Вимірювання витрати та тиску

• Безперервний моніторинг швидкості потоку та підвищення тиску
• Побудуйте робочу точку на карті компресора
• Виявлення наближення до лінії хвильового сплеску

Контролер

• Обчислює відстань до лінії хвильового збурення
• Відкривається рециркуляційний клапан при наближенні до перенапруги (з запасом міцності)
• Сучасні системи використовують адаптивні алгоритми
• Час відгуку критично важливий (< 1 секунда (типова вимога)

Операційні процедури

• Ніколи не працюйте ліворуч від лінії збивання.
• Підтримуйте запас потоку 10-20% від перенапруги
• Поступова зміна навантаження (уникайте різкого падіння попиту)
• Перед запуском перевірте працездатність системи захисту від перенапруги
• Періодично перевіряйте антипомпажний захист

Реагування на надзвичайні ситуації

Якщо трапляється сплеск напруги

1. Негайні дії: Відкрийте рециркуляційний клапан вручну, якщо автоматична система вийшла з ладу
2. Збільшення потоку: Відкрити розряд, зменшити опір, запустити паралельні блоки
3. Зменшення підвищення тиску: Повільний компресор, якщо швидкість змінна
4. Аварійне вимкнення: Якщо сплеск неможливо зупинити протягом 10-30 секунд
5. Не перезапускати: Доки причина не буде виявлена та усунена

Огляд після перенапруги

• Перевірте наявність пошкоджень леза
• Перевірте стан підшипника
• Перевірте цілісність пломби
• Перевірте опорний підшипник
• Виконайте аналіз вібрації перед поверненням до експлуатації

Сплеск проти інших нестабільностей

Сплеск проти обертового стрибка

• Сплеск: Коливання потоку в масштабах всієї системи, дуже низька частота (0,5-10 Гц)
• Обертаюча кабіна: Локалізовані комірки зупинки, що обертаються навколо кільця, вища частота (0,2-0,8× швидкість ротора)
• Ступінь тяжкості: Сплеск більш руйнівний, зупинка може бути передвісником сплеску

Сплеск проти рециркуляції

• Сплеск: Специфічний для компресора, зворотний потік, нестабільність системи
• Рециркуляція: Може траплятися в насосах або компресорах, локалізоване зворотне обертання потоку, менш серйозне
• Зв'язок: Рециркуляція може призвести до перевантаження компресорів

Помпи є найнебезпечнішою робочою умовою для відцентрових та осьових компресорів, здатною зруйнувати обладнання за лічені хвилини. Розуміння механізму помпажів, розпізнавання меж ліній помпажів, впровадження ефективного протипомпажного контролю та підтримка належних робочих запасів є абсолютно необхідними для безпечної роботи компресора в промислових системах стиснення газу.

---

← Назад до головного індексу