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
Applicaties
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, downtime, verloren productie-inkomsten en dure reparaties.
Defecten kunnen verschillende oorzaken hebben, maar de meest voorkomende defecten zijn aan mechanische onderdelen door onbalans, verkeerde uitlijning, metaalmoeheid, onvoldoende of onjuiste smering, afdichtingsfouten en opeenhoping van stoffen.
De as is het kritische roterende deel voor het overbrengen van beweging en het overbrengen van krachten binnen het compressiemechanisme. De lagers zijn op de behuizing gemonteerd om zowel de as als de as zelf te ondersteunen. Daarom zijn vibraties van de as of vibraties op de lagerbehuizing 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 monitoren om inzicht te krijgen in de conditie van de machine zodat storingen kunnen worden voorkomen. 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 opgestelde API-670 norm wordt door veel eindgebruikers van roterende machines gebruikt. Sinds 1970 accepteert API proximity als geschikte meetinstrumenten voor het bepalen van aanvaardbare asvibraties 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 norm opnieuw herzien en kreeg de titel Machinery Protection Standard. Sindsdien is API 670 de meest toegepaste norm voor vibratiemonitoring ter wereld geworden, omdat het erkende "goede technische praktijken" bevat voor vibratiemonitoringsystemen.
Figuur 4 komt uit de API standaard en laat zien dat er minstens twee axiale en twee paar radiale vibratiesensoren (X en Y) geplaatst moeten worden op een centrifugaalcompressor met hydrodynamische lagers om de asvibratie goed te kunnen monitoren. Uit ervaring adviseren wij ook om ten minste één set seismische vibratiesensoren 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 monitoren van een drietraps centrifugaalcompressor is het aan te raden om minstens één sensor per waaier te monteren voor het meten van radiale vibraties en minstens één seismische omvormer voor het meten van vibraties van de tandwielkast. Het 4-20mA signaal kan naar een PLC/DCS worden geleid en het gebufferde ruwe signaal kan worden gebruikt voor vibratieanalyse. Om een volledig beeld te krijgen, moet ook een XY-meting worden gemonteerd bij elk lager, met twee sensoren.
