Een centrifugale compressor gebruikt de middelpuntvliedende kracht om druk op te bouwen en wordt in verschillende toepassingen gebruikt. De compressor versnelt lucht vanuit het midden van het schoepenwiel en vertraagt deze vervolgens in een diffuser. Tijdens dit luchtexpansieproces wordt de kinetische energie omgezet in potentiële energie in de vorm van luchtdruk.
Meertrapscentrifugaalcompressoren, vooral drietrapscompressoren, zijn aanwezig en noodzakelijk in veel fabrieken. Elke afzonderlijke trap kan drukverhogingen van 2:1 tot 3:1 creëren, en een volgende derde trap kan dit verhogen tot een drukverhoging van 8:1. Een ander groot voordeel van drietrapscompressoren is de eenvoudige regeling van temperatuur en vochtigheid in elke compressiefase.
Een centrifugaalcompressor is een complexe machine en bestaat uit veel onderdelen:
- Motor
- Hoofdtandwiel om luchtcompressiefasen aan te drijven.
- Inlaatgasklep of inlaatribben (IGV's)
- Eerste luchtcompressiefase
- Intercooler 1
- Tweede luchtcompressiefase
- Intercooler 2
- Derde luchtcompressietrap
- Nakoeler
- Afblaasventiel
- Terugslagklep
- Bedieningspaneel
toepassing
Moderne centrifugaalcompressoren zijn efficiënt, betrouwbaar en compact en worden meestal op één fundament geplaatst, inclusief de aandrijving, de tandwielkast, de koeling, het leidingwerk en het bedieningspaneel. Moderne centrifugale luchtcompressoren bevatten geavanceerde technologie die veel voordelen oplevert voor de eindgebruikers. Deze omvatten olievrije luchttoevoer, eenvoudige installatie, goedkope werking en eenvoudig onderhoud. Daarom worden centrifugaalcompressoren in veel industrieën gebruikt:
- Olie & gas
- Scheikunde
- Petrochemische producten
- Energie
- Pulp- en papierindustrie
- Voedselindustrie
- Textielindustrie
Storingen en oorzaken
Een storing of mechanisch defect van een centrifugaalcompressor kan ernstige gevolgen hebben voor het productieproces in een fabriek. Het leidt niet alleen tot storingen in andere apparatuur, maar brengt ook verhoogde veiligheidsrisico's met zich mee voor mens en milieu, productiestilstand , verloren productie-inkomsten en dure reparaties.
Defecten kunnen verschillende oorzaken hebben, maar de meest voorkomende zijn defecten aan mechanische onderdelen door onbalans, verkeerde uitlijning, metaalmoeheid, onvoldoende of onjuiste smering, afdichtingsfouten en opeenhoping van stoffen.
De as is het belangrijkste roterende onderdeel om beweging over te brengen en krachten over te brengen binnen het compressiemechanisme. De lagers zijn op de behuizing gemonteerd om zowel de as als de as zelf te ondersteunen. Daarom zijn vibratie van de as of vibratie op het lagerhuis de eerste symptomen en een betrouwbare indicator van veel problemen met het centrifugale luchtcompressorsysteem.
Machinebewaking
Voor veel fabrieken is de betrouwbare werking van centrifugaalcompressoren cruciaal. Daarom is het belangrijk om deze machines op verschillende indicatoren te bewaken om inzicht te krijgen in de staat van de machine zodat storingen kunnen worden voorkomen. Bewaking van vibratie is een van de meest gebruikte methoden om beginnende storingen snel te detecteren voordat ze ernstige gevolgen kunnen hebben. Het implementeren van vibratiemonitoring brengt daarom veel voordelen met zich mee die samen zorgen voor betere financiële resultaten:
- Het verhoogt de uptime en productie-output
- Het voorkomt onverwachte downtime en reparatiewerkzaamheden
- Het draagt bij aan een efficiënte onderhoudsplanning
Het American Petroleum Institute (API) is een belangrijke pleitbezorger voor de ontwikkeling van normen voor machinebewaking en de door hen vastgestelde API-670 norm wordt door veel eindgebruikers van roterende machines gebruikt. Sinds 1970 accepteert API proximity sensoren als geschikte meetinstrumenten voor het bepalen van aanvaardbare astrillingen tijdens fabrieksacceptatietests (FAT). De API 670 werd later aangevuld met inhoud over de temperatuur en het materiaal voor vibratiemetingen aan de behuizing van tandwielkasten.
In 2001 werd de API 670-standaard opnieuw herzien en kreeg hij de titel Machinery Protection Standard. Sindsdien is API 670 de meest toegepaste standaard voor vibratiemonitoring ter wereld geworden, omdat het erkende "goede technische praktijken" bevat voor trillingsmonitoringsystemen.
Figuur 4 komt uit de API standaard en laat zien dat er minstens twee axiale en twee paar radiale trillingssensoren (X en Y) geplaatst moeten worden op een centrifugaalcompressor met hydrodynamische lagers om de astrillingen goed te kunnen monitoren. Uit ervaring adviseren wij ook om ten minste één set seismische trillingssensoren op de lagerbehuizing te monteren om de vibratie van de behuizing te monitoren.
sensoren
Istec levert de meest nauwkeurige en betrouwbare meetsystemen en sensoren van gerenommeerde leveranciers en biedt alle ondersteuning om de veiligheid en beschikbaarheid van machines te maximaliseren.
Voor het bewaken van een drietraps centrifugale compressor is het aan te raden om ten minste één sensor(Metrix MX2034) per waaier te monteren voor het meten van radiale vibratie en ten minste één seismische opnemer(ST5484E) voor het meten van vibratie van de tandwielkast. Het 4-20mA signaal kan naar een PLC/DCS worden geleid en het gebufferde ruwe signaal kan worden gebruikt voor trillingsanalyse. Om een compleet beeld te krijgen, moet ook een XY-meting worden gemonteerd bij elk lager, met twee sensoren.
Geavanceerde functies van MX2034 proximity zender
Voorkomen van interferentie door overspraak
De functie voor overspraakbeveiliging wordt gebruikt wanneer naderingssensoren dicht bij elkaar zijn gemonteerd (25 mm of minder). Deze functionaliteit wordt toegepast op een van de sensoren die een andere sensor in de buurt kan storen. Door de oscillatiefrequentie van de zender te veranderen, verschilt deze van de andere sensor waardoor Cross Talk interferentie wordt voorkomen.
Piekonderdrukking
De piekonderdrukkingsfunctionaliteit wordt toegepast om te voorkomen dat elektrische ruis met een hoge amplitude van buiten het trillingsbewakingssysteem de werking van het meetsysteem beïnvloedt. Tijdelijke hoge amplitudes die van korte duur zijn, meestal minder dan 50 milliseconden, worden onderdrukt waardoor de kans op een vals-positief of een onbetrouwbaar resultaat wordt verkleind.
4-20mA verval
Deze functionaliteit wordt gebruikt om de huidige dalingssnelheid (decay rate) van het 4-20mA signaal aan te passen. Wanneer de sensor hogere vibratie detecteert, verhoogt hij onmiddellijk de stroomuitgang om de verandering in trillingsniveau weer te geven. De stroom zal echter niet onmiddellijk aanzienlijk dalen wanneer de hoge vibratie stoppen. De instelbare dalingssnelheid zorgt voor consistente metingen van de 4-20 mA-uitgang bij verschillende machinesnelheden.
