Wyjaśnienie: jak i kiedy monitorować drgania oraz przemieszczenie pręta
Sprężarki tłokowe należą do najbardziej krytycznych maszyn w branżach takich jak (petro)chemiczna, energetyczna oraz naftowo-gazowa. W przeciwieństwie do innych maszyn wirujących, sprężarki tłokowe wymagają bardzo intensywnej konserwacji. Dlatego kluczowe znaczenie ma posiadanie zaawansowanych systemów monitorowania, które pozwalają śledzić różne istotne parametry mechaniczne, takie jak drgania i opadanie tłoczyska. Niniejsza nota aplikacyjna pokazuje, jak skonfigurować układ do monitorowania drgań i opadania tłoczyska w typowej 2-cylindrowej sprężarce tłokowej oraz jak połączyć te sygnały w celu uzyskania głębszego wglądu w działanie maszyny.
Pomiary drgań
Pomiary drgań w sprężarkach tłokowych okazują się trudne ze względu na naturalny ruch mechaniczny tych sprężarek. Jednak monitorowanie drgań w różnych punktach maszyny ma kluczowe znaczenie dla uzyskania informacji o jej stanie w celu utrzymania stabilnego procesu. Punkty te obejmują drgania obudowy (akcelerometr) i drgania poprzeczki (akcelerometr), jak pokazano na rysunku 1.
Dowiedz się więcej o pomiarach drgań »
Czujniki drgań
Akcelerometry służą do pomiaru drgań obudowy w sprężarkach tłokowych. Czujnik umieszcza się zarówno po stronie napędzanej, jak i po stronie nienapędzanej (rysunek 1).
Kolejny akcelerometr służy do pomiaru drgań poprzeczki i powinien być umieszczony nad poprzeczką (rysunek 1).
Dowiedz się więcej o czujnikach drgań »
Ochrona i monitorowanie oparte na przetwornikach; moduł VibroSmart (VSV301)
Czujniki wykorzystywane do generowania danych dotyczących drgań są podłączone do modułu VibroSmart (VSV301) – dwukanałowego systemu ochrony przed drganiami i monitorowania opartego na nadajniku (montowanego na szynie DIN). System ten został zaprojektowany z myślą o skalowalnym i zaawansowanym monitorowaniu oraz ochronie (krytycznych) maszyn wirujących, w tym sprężarek tłokowych. Jako samodzielny system VibroSmart oferuje dwa kanały, ale dzięki swojej skalowalności można podłączyć wiele modułów, dostosowując go do dowolnego zastosowania.
Przemieszczenie pręta / zużycie opaski prowadzącej
Pierścienie prowadzące są kluczowymi elementami podtrzymującymi tłok podczas jego ruchu w cylindrze sprężarki tłokowej. Z upływem czasu ulegają one zużyciu, co powoduje pionowe przemieszczenie tłoka i tłoczyska. Aby zapobiec uszkodzeniom tłoka i ścianki cylindra, należy monitorować zużycie tych pierścieni prowadzących. Ponieważ bezpośredni pomiar zużycia pierścieni prowadzących jest trudny ze względu na wysokie ciśnienie w komorze cylindra, zamiast tego mierzy się pionowe przemieszczenie tłoczyska.
Dowiedz się więcej o pomiarach opadania pręta »
Monitorowanie oparte na przetwornikach; RecipSys 200 
RecipSys 200 to kompaktowy system monitorowania (na szynie DIN) przeznaczony do sprężarek tłokowych, umożliwiający monitorowanie zużycia pasów ślizgowych, co eliminuje konieczność okresowych przestojów w celu przeprowadzenia ręcznych kontroli.
Czujnik odniesienia fazowego
RecipSys 200 wykorzystuje czujnik odniesienia fazowego (lub wyzwalacz fazowy) do pomiaru położenia tłoka w określonym punkcie cyklu, co sprawia, że pomiar ten jest znacznie dokładniejszy niż pomiar ogólny (rysunek 2).
Czujnik przemieszczenia pręta
Do pomiaru przemieszczenia pionowego tłoczyska stosuje się czujnik zbliżeniowy. W miarę zużywania się pierścieni prowadzących tłoczysko opada (rysunek 2).
Pomiar drgań i przemieszczenia tłoka w 2-cylindrowej sprężarce tłokowej.
Samodzielny moduł RecipSys 200 posiada dwa wejścia dla sygnałów opadania tłoczyska oraz jedno wejście dla tachometru, co oznacza, że do sprężarki dwucylindrowej wymagany jest jeden moduł. Niezależnie od konfiguracji sprężarki do monitorowania tłoczyska z wyzwalaniem potrzebny jest tylko jeden czujnik odniesienia fazowego (rysunek 3).
Ponieważ monitorowanie drgań obudowy (2 akcelerometry) i drgań poprzeczki (2 akcelerometry) wymaga łącznie czterech czujników, konieczne jest zastosowanie dwóch modułów VibroSmart. Sygnał wejściowy tachometru modułu VibroSmart może służyć do podłączenia czujnika odniesienia fazowego i odfiltrowania określonego pasma częstotliwości drgań, które może być powiązane z prędkością obrotową sprężarki tłokowej.
Ponieważ zarówno RecipSys 200, jak i VibroSmart (VSV301) są systemami opartymi na przetwornikach, można je łatwo skalować w celu dostosowania do dowolnej konfiguracji. Dane z obu systemów można zintegrować w jednej platformie analitycznej.
Analiza danych
Zarówno sygnały wyjściowe wyzwalane opadaniem pręta z modułów RecipSys 200, jak i dane dotyczące drgań z modułów VibroSmart mogą być przesyłane do (opcjonalnej) platformy oprogramowania VibroSight® – zewnętrznego pakietu monitorującego służącego do analizy zarówno danych dotyczących drgań, jak i położenia pręta. Ponadto VibroSight® zapewnia rozbudowane opcje analizy umożliwiające identyfikację nadmiernych drgań i określenie ich przyczyn.
