يستخدم الضاغط الطرد المركزي القوة الطردية المركزية لتوليد الضغط، ويُستخدم في تطبيقات متنوعة. يعمل الضاغط على تسريع الهواء من مركز عجلة المكره ثم إبطائه في الناشر. خلال عملية تمدد الهواء هذه، تُحوَّل الطاقة الحركية إلى طاقة كامنة في شكل ضغط هوائي.
توجد الضواغط الطردية متعددة المراحل، ولا سيما تلك ذات الثلاث مراحل، وهي ضرورية في العديد من المصانع. يمكن لكل مرحلة على حدة أن تولد زيادة في الضغط تتراوح من 2:1 إلى 3:1، ويمكن للمرحلة الثالثة اللاحقة أن ترفع هذه الزيادة إلى 8:1. ومن المزايا الرئيسية الأخرى للضواغط ثلاثية المراحل سهولة تنظيم درجة الحرارة والرطوبة في كل مرحلة من مراحل الضغط.
الضاغط الطرد المركزي هو آلة معقدة وتتكون من العديد من المكونات:
- المحرك
- الترس الرئيسي لتشغيل مراحل ضغط الهواء.
- صمام خنق المدخل أو ريش التوجيه المدخلي (IGVs)
- المرحلة الأولى من ضغط الهواء
- المبرد البيني 1
- المرحلة الثانية لضغط الهواء
- المبرد البيني 2
- المرحلة الثالثة لضغط الهواء
- مبرد لاحق
- صمام التفريغ
- صمام فحص
- لوحة التحكم
التطبيق
تتميز ضواغط الهواء الطردية الحديثة بالكفاءة والموثوقية والحجم الصغير، وعادةً ما يتم وضعها على أساس واحد يشمل المحرك وعلبة التروس ونظام التبريد والأنابيب ولوحة التحكم. تحتوي ضواغط الهواء الطردية الحديثة على تقنية متطورة توفر العديد من المزايا للمستخدمين النهائيين. وتشمل هذه المزايا إمداد الهواء الخالي من الزيت، وسهولة التركيب، والتشغيل غير المكلف، وسهولة الصيانة. ونتيجةً لذلك، تُستخدم الضواغط الطردية على نطاق واسع في العديد من الصناعات:
- النفط والغاز
- الكيمياء
- البتروكيماويات
- الطاقة
- صناعة اللب والورق
- صناعة الأغذية
- صناعة النسيج
الإخفاقات وأسبابها
يمكن أن يؤدي خلل أو عطل ميكانيكي في ضاغط طرد مركزي إلى عواقب وخيمة على عملية الإنتاج في المصنع. فهو لن يتسبب فقط في تعطل المعدات الأخرى، بل سيشكل أيضًا مخاطر أمنية متزايدة على الأشخاص والبيئة، و downtime في الإنتاج، وخسارة إيرادات الإنتاج، وإصلاحات باهظة التكلفة.
يمكن أن يكون للأعطال أسباب متنوعة، لكن الأكثر شيوعًا هو فشل المكونات الميكانيكية بسبب عدم التوازن، أو عدم المحاذاة، أو إجهاد المعدن، أو التشحيم غير الكافي أو غير الصحيح، أو عيوب الختم، أو تراكم المواد.
يُعد العمود الجزء الدوار الحاسم لنقل الحركة وتحمل القوى داخل آلية الضغط. يتم تثبيت المحامل على الغلاف لدعم كل من العمود والمحمل نفسه. لذلك، تُعد اهتزازات العمود أو اهتزازات غلاف المحمل الأعراض الأولى ومؤشرًا موثوقًا للعديد من المشكلات في نظام ضاغط الهواء الطرد المركزي.
مراقبة الآلات
يعد التشغيل الموثوق للضواغط الطردية أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة للعديد من المصانع. ولذلك، من المهم مراقبة هذه الآلات بناءً على مؤشرات متنوعة للحصول على رؤية ثاقبة لحالة الآلة بحيث يمكن منع حدوث الأعطال. وتعد مراقبة الاهتزاز ( Vibration ) إحدى الطرق الأكثر استخدامًا التي تكتشف بسرعة الأعطال الناشئة قبل أن تتسبب في عواقب وخيمة. ولذلك، فإن تطبيق مراقبة الاهتزاز يجلب العديد من الفوائد التي تضمن مجتمعةً نتائج مالية أفضل:
- وهو يزيد من وقت التشغيل وإنتاجية الإنتاج
- وهو يمنع حدوث فترات التوقف غير المتوقعة ( downtime ) وأعمال الإصلاح
- وهو يساهم في التخطيط الفعال للصيانة
يُعد المعهد الأمريكي للبترول (API) من أبرز الداعمين لتطوير معايير مراقبة الآلات، ويُستخدم المعيار API-670 الذي وضعه المعهد من قبل العديد من المستخدمين النهائيين للآلات الدوارة. منذ عام 1970، يقبل المعهد الأمريكي للبترول (API) مستشعرات القرب ( proximity ) كأدوات قياس مناسبة لتحديد اهتزازات العمود المقبولة خلال اختبارات القبول في المصنع (FAT). تم استكمال المعيار API 670 لاحقًا بمحتوى يتعلق بدرجة الحرارة والمواد المستخدمة في غلاف قياسات الاهتزازات على علب التروس.
في عام 2001، تم تنقيح معيار API 670 مرة أخرى وأُطلق عليه عنوان «معيار حماية الآلات». ومنذ ذلك الحين، أصبح API 670 المعيار الأكثر تطبيقًا لمراقبة الاهتزاز في العالم لأنه يحتوي على «ممارسات تقنية جيدة» معترف بها لأنظمة مراقبة الاهتزاز.
يأتي الشكل 4 من معيار API ويوضح أنه يجب وضع ما لا يقل عن مستشعرين محوريين وزوجين من مستشعرات الاهتزاز الشعاعي (X و Y) على ضاغط طرد مركزي مزود بمحامل هيدروديناميكية من أجل المراقبة الصحيحة لاهتزازات العمود. ومن واقع الخبرة، ننصح أيضًا بتركيب مجموعة واحدة على الأقل من مستشعرات الاهتزاز الزلزالي على مبيت المحمل لمراقبة اهتزازات المبيت.
أجهزة الاستشعار
توفر Istec أنظمة القياس وأجهزة الاستشعار الأكثر دقة وموثوقية من موردين ذوي سمعة طيبة، وتقدم كل الدعم اللازم لتعظيم سلامة الآلات وتوافرها.
لمراقبة ضاغط طرد مركزي ثلاثي المراحل، يُنصح بتركيب مستشعر واحد على الأقل لكل دافع لقياس الاهتزاز الشعاعي ومحول طاقة زلزالي واحد على الأقل لقياس اهتزازات علبة التروس. يمكن توجيه إشارة 4-20mA إلى وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) أو نظام التحكم الموزع (DCS)، ويمكن استخدام الإشارة الأولية المخزنة مؤقتًا لتحليل الاهتزازات. للحصول على صورة كاملة، يجب أيضًا تركيب قياس XY عند كل محمل، باستخدام مستشعرين.
