Surging là gì? Sự bất ổn định lưu lượng máy nén • Máy cân bằng di động, máy phân tích độ rung "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều loại rôto khác Surging là gì? Sự bất ổn định lưu lượng máy nén • Máy cân bằng di động, máy phân tích độ rung "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều loại rôto khác

Surge là gì? Sự bất ổn định của lưu lượng máy nén

Được xuất bản bởi admin trên

Hiểu về sự tăng vọt trong máy nén

Định nghĩa: Surging là gì?

Sóng dâng (còn gọi là đột biến áp suất máy nén) là hiện tượng mất ổn định khí động học dữ dội trong máy nén ly tâm và máy nén hướng trục, khi toàn bộ dòng chảy qua máy nén đảo chiều định kỳ, tạo ra áp suất và lưu lượng dao động với tần số thường trong khoảng 0,5-10 Hz. Trong chu kỳ đột biến áp suất, dòng chảy tạm thời dừng lại hoặc đảo chiều, áp suất giảm, sau đó dòng chảy tiếp tục chảy về phía trước, áp suất tăng và chu kỳ lặp lại. Điều này tạo ra lực dao động rất lớn lên rotor, gây ra các va chạm nghiêm trọng. rung động, tiếng nổ lớn và có thể phá hủy máy nén trong vài phút nếu không dừng ngay lập tức.

Surge về cơ bản là sự mất ổn định của hệ thống liên quan đến máy nén và đường ống/thể tích của nó, chứ không chỉ riêng máy nén. Hiện tượng này xảy ra khi máy nén cố gắng vận hành vượt quá khả năng tăng áp suất ở lưu lượng thấp, và việc phòng ngừa đòi hỏi phải có hệ thống kiểm soát chống tăng áp để duy trì lưu lượng trên đường tăng áp.

Cơ chế tăng đột biến

Mô tả chu kỳ tăng đột biến

Một chu kỳ tăng đột biến điển hình diễn ra như sau:

  1. Giảm lưu lượng: Nhu cầu hệ thống giảm, lưu lượng qua máy nén giảm
  2. Bắt đầu dừng: Ở lưu lượng rất thấp, cánh máy nén bị dừng (dòng chảy tách ra)
  3. Sụp đổ áp suất: Máy nén bị dừng không thể duy trì áp suất xả
  4. Đảo ngược dòng chảy: Khí áp suất cao trong đường ống xả/ống dẫn chảy ngược qua máy nén
  5. Cân bằng áp suất: Áp suất xả giảm khi khí chảy ngược
  6. Dòng chảy tiếp tục: Khi áp suất giảm, máy nén có thể lại chảy về phía trước
  7. Áp suất tăng: Dòng chảy về phía trước làm tăng áp suất xả
  8. Chu kỳ lặp lại: Áp suất cao lại gây ra hiện tượng chết máy, lặp lại chu kỳ

Tần số đột biến

  • Được xác định bởi thể tích hệ thống (đường ống, khoang chứa, bình chứa) và đặc điểm của máy nén
  • Khối lượng lớn hơn → tần số đột biến thấp hơn
  • Dải tần điển hình: 0,5-10 Hz
  • Hệ thống nhỏ: 5-10 Hz
  • Hệ thống lớn: 0,5-2 Hz
  • Tần số tương đối không đổi đối với một hệ thống nhất định

Điều kiện dẫn đến sự gia tăng đột biến

Hoạt động vượt quá đường dây tăng áp

Đường tăng đột biến trên bản đồ hiệu suất máy nén:

  • Đường dây tăng áp: Ranh giới hoạt động ổn định nhất bên trái trên bản đồ máy nén
  • Hoạt động an toàn: Bên phải đường dâng nước (lưu lượng cao hơn)
  • Vùng tăng áp: Bên trái đường tăng áp (không ổn định, bị cấm)
  • Lề: Thông thường vận hành biên độ lưu lượng 10-20% bên phải đường ống tăng áp

Sự kiện kích hoạt

  • Giảm nhu cầu: Nhu cầu quy trình giảm, lưu lượng giảm
  • Hạn chế xả thải: Van đóng hoặc tắc nghẽn
  • Giảm tốc độ: Máy nén chậm lại mà không giảm lưu lượng theo tỷ lệ
  • Thay đổi mật độ: Trọng lượng phân tử hoặc nhiệt độ thay đổi ảnh hưởng đến đặc tính máy nén
  • Làm bẩn: Cặn bám trên cánh quạt làm giảm công suất máy nén

Tác động và Hậu quả

Vibration

  • Biên độ: Có thể đạt tới 25-50 mm/giây (1-2 in/giây) hoặc hơn
  • Thành phần trục: Đặc biệt nghiêm trọng theo hướng trục
  • Tần số thấp: Xung động 0,5-10 Hz
  • Toàn bộ máy: Toàn bộ cụm máy nén rung lắc

Hư hỏng cơ học

  • Hỏng ổ trục: Tải trọng va đập phá hủy ổ trục trong nhiều giờ
  • Hư hỏng do niêm phong: Chuyển động trục và đảo ngược áp suất phá hủy phớt
  • Hư hỏng trục: Ứng suất uốn và xoắn từ sự đảo ngược dòng chảy
  • Sát thương của lưỡi kiếm: Tải trọng khí động học xen kẽ gây ra sự mệt mỏi, có thể giải phóng lưỡi dao
  • Hư hỏng khớp nối: Khớp nối bị hư hỏng do sốc xoắn
  • Vòng bi đẩy: Lực đẩy luân phiên nhanh có thể phá hủy ổ trục đẩy

Hậu quả của quá trình

  • Áp suất và dao động lưu lượng ảnh hưởng đến quá trình hạ lưu
  • Sự thay đổi nhiệt độ từ các chu kỳ nén/giãn nở
  • Có thể xảy ra sự cố quá trình hoặc hệ thống an toàn bị ngắt
  • Các vấn đề về chất lượng sản phẩm do điều kiện không ổn định

Phát hiện

Chữ ký rung động

  • Đột ngột xuất hiện xung động tần số thấp biên độ lớn
  • Tần số trong phạm vi 0,5-10 Hz
  • Nghiêm trọng rung động trục
  • Không ổn định, biên độ thay đổi

Chữ ký âm thanh

  • Tiếng nổ lớn hoặc tiếng rít
  • Nhịp đập có thể nghe được ở tần số đột biến
  • Đặc biệt và không thể nhầm lẫn

Chỉ số quy trình

  • Áp suất xả dao động
  • Dòng chảy dao động (có thể đảo ngược)
  • Biến động nhiệt độ
  • Biến động dòng điện động cơ

Phòng ngừa: Kiểm soát chống đột biến

Các thành phần của hệ thống chống đột biến

Van tái chế

  • Van tác động nhanh bỏ qua quá trình xả máy nén để hút
  • Mở ra để tăng lưu lượng khi tiếp cận đường ống tăng áp
  • Được thiết kế để có lưu lượng máy nén đầy đủ nếu cần

Đo lưu lượng và áp suất

  • Theo dõi liên tục lưu lượng dòng chảy và áp suất tăng
  • Vẽ điểm vận hành trên bản đồ máy nén
  • Phát hiện cách tiếp cận đường dây tăng áp

Bộ điều khiển

  • Tính toán khoảng cách đến đường dây tăng áp
  • Mở van tuần hoàn khi áp suất tăng đột biến (có biên độ an toàn)
  • Hệ thống hiện đại sử dụng thuật toán thích ứng
  • Thời gian phản hồi quan trọng (Yêu cầu điển hình < 1 giây)

Quy trình vận hành

  • Không bao giờ vận hành ở bên trái đường dây tăng áp
  • Duy trì biên độ lưu lượng 10-20% từ sự gia tăng đột biến
  • Thay đổi tải dần dần (tránh nhu cầu giảm đột ngột)
  • Kiểm tra chức năng của hệ thống chống đột biến điện áp trước khi khởi động
  • Kiểm tra chống đột biến định kỳ

Phản ứng khẩn cấp

Nếu xảy ra đột biến

  1. Hành động ngay lập tức: Mở van tái chế thủ công nếu hệ thống tự động bị lỗi
  2. Tăng lưu lượng: Mở xả, giảm điện trở, khởi động các đơn vị song song
  3. Giảm áp suất tăng: Máy nén chậm nếu tốc độ thay đổi
  4. Tắt máy khẩn cấp: Nếu không thể dừng đột biến trong vòng 10-30 giây
  5. Không khởi động lại: Cho đến khi nguyên nhân được xác định và khắc phục

Kiểm tra sau khi tăng áp

  • Kiểm tra xem lưỡi dao có bị hư hỏng không
  • Kiểm tra tình trạng ổ trục
  • Xác minh tính toàn vẹn của con dấu
  • Kiểm tra ổ trục đẩy
  • Thực hiện phân tích độ rung trước khi đưa vào sử dụng trở lại

Sự gia tăng đột biến so với các bất ổn khác

Đột biến so với hiện tượng dừng quay

  • Sóng dâng: Dao động dòng chảy toàn hệ thống, tần số rất thấp (0,5-10 Hz)
  • Quầy hàng quay vòng: Các tế bào dừng cục bộ quay quanh vòng, tần số cao hơn (0,2-0,8 lần tốc độ rôto)
  • Mức độ nghiêm trọng: Sóng tăng đột biến có sức tàn phá lớn hơn, hiện tượng chết máy có thể là dấu hiệu báo trước của sóng tăng đột biến

Tăng áp so với tuần hoàn

  • Sóng dâng: Máy nén riêng, đảo ngược dòng chảy, hệ thống không ổn định
  • Tuần hoàn: Có thể xảy ra ở máy bơm hoặc máy nén, đảo ngược dòng chảy cục bộ, ít nghiêm trọng hơn
  • Mối quan hệ: Tuần hoàn có thể dẫn đến sự đột biến ở máy nén

Đột biến áp suất là điều kiện vận hành nguy hiểm nhất đối với máy nén ly tâm và hướng trục, có khả năng phá hủy thiết bị chỉ trong vài phút. Việc hiểu rõ cơ chế đột biến áp suất, nhận biết ranh giới đường đột biến áp suất, triển khai biện pháp kiểm soát chống đột biến áp suất hiệu quả và duy trì biên độ vận hành phù hợp là vô cùng quan trọng để vận hành máy nén an toàn trong các ứng dụng nén khí công nghiệp.

← Quay lại Mục lục chính

Categories:
WhatsApp