Sprężarka odśrodkowa wykorzystuje siłę odśrodkową do wytwarzania ciśnienia i znajduje zastosowanie w różnych aplikacjach. Sprężarka przyspiesza powietrze od środka wirnika, a następnie spowalnia je w dyfuzorze. Podczas tego procesu rozprężania powietrza energia kinetyczna jest przekształcana w energię potencjalną w postaci ciśnienia powietrza.
Wielostopniowe sprężarki odśrodkowe, zwłaszcza trzystopniowe, są obecne i niezbędne w wielu zakładach przemysłowych. Każdy pojedynczy stopień może zapewnić wzrost ciśnienia w stosunku od 2:1 do 3:1, a kolejny, trzeci stopień może zwiększyć ten współczynnik do 8:1. Kolejną istotną zaletą sprężarek trzystopniowych jest prosta regulacja temperatury i wilgotności na każdym stopniu sprężania.
Sprężarka odśrodkowa jest złożoną maszyną i składa się z wielu elementów:
- Silnik
- Główne koło zębate napędzające fazy sprężania powietrza.
- Zawór dławiący wlotowy lub łopatki kierujące wlotowe (IGV)
- Pierwszy stopień sprężania powietrza
- Intercooler 1
- Drugi stopień sprężania powietrza
- Intercooler 2
- Trzeci stopień sprężania powietrza
- Chłodnica końcowa
- Zawór upustowy
- Zawór zwrotny
- Panel sterowania
Zastosowanie
Nowoczesne odśrodkowe sprężarki powietrza są wydajne, niezawodne i kompaktowe oraz zazwyczaj umieszczane są na jednym fundamencie, obejmującym napęd, przekładnię, układ chłodzenia, orurowanie i panel sterowania. Nowoczesne odśrodkowe sprężarki powietrza wykorzystują zaawansowaną technologię, która zapewnia użytkownikom końcowym wiele korzyści. Należą do nich bezolejowe zasilanie powietrzem, prosta instalacja, niedroga eksploatacja oraz łatwa konserwacja. W rezultacie sprężarki odśrodkowe są szeroko stosowane w wielu gałęziach przemysłu:
- Ropa naftowa i gaz
- Chemia
- Petrochemia
- Energia
- Przemysł celulozowo-papierniczy
- Przemysł spożywczy
- Przemysł tekstylny
Niepowodzenia i przyczyny
Awaria lub usterka mechaniczna sprężarki odśrodkowej może mieć poważne konsekwencje dla procesu produkcyjnego w zakładzie. Spowoduje to nie tylko nieprawidłowe działanie innych urządzeń, ale także zwiększone zagrożenie dla bezpieczeństwa ludzi i środowiska, przestoje w produkcji, utratę przychodów z produkcji oraz kosztowne naprawy.
Awarie mogą mieć różne przyczyny, ale najczęstszą z nich jest awaria elementów mechanicznych spowodowana niewyważeniem, niewspółosiowością, zmęczeniem materiału, niewystarczającym lub nieprawidłowym smarowaniem, usterkami uszczelnień oraz gromadzeniem się substancji.
Wał jest kluczową częścią obrotową służącą do przenoszenia ruchu i sił w obrębie mechanizmu sprężającego. Łożyska są zamontowane na obudowie w celu podtrzymywania zarówno wału, jak i samej obudowy. Dlatego drgania wału lub drgania obudowy łożyskowej są pierwszymi objawami i wiarygodnym wskaźnikiem wielu problemów związanych z systemem odśrodkowej sprężarki powietrza.
Monitorowanie maszyn
Dla wielu zakładów przemysłowych niezawodna praca sprężarek odśrodkowych ma kluczowe znaczenie. Dlatego ważne jest monitorowanie tych maszyn pod kątem różnych wskaźników, aby uzyskać wgląd w ich stan i zapobiegać awariom. Monitorowanie drgań jest jedną z najczęściej stosowanych metod, która pozwala szybko wykrywać początkowe usterki, zanim spowodują one poważne konsekwencje. Wdrożenie monitorowania drgań przynosi zatem wiele korzyści, które łącznie zapewniają lepsze wyniki finansowe:
- Zwiększa to czas sprawności i wydajność produkcji
- Zapobiega to nieoczekiwanym przestojom i pracom naprawczym
- Przyczynia się to do efektywnego planowania konserwacji
Amerykański Instytut Naftowy (API) jest głównym orędownikiem opracowywania norm dotyczących monitorowania maszyn, a ustanowiona przez niego norma API-670 jest stosowana przez wielu użytkowników końcowych maszyn wirujących. Od 1970 r. API uznaje czujniki zbliżeniowe za odpowiednie przyrządy pomiarowe do określania dopuszczalnych drgań wału podczas fabrycznych testów odbiorczych (FAT). Norma API 670 została później uzupełniona o treści dotyczące temperatury i materiału obudowy w pomiarach drgań skrzyń biegów.
W 2001 r. norma API 670 została ponownie zaktualizowana i otrzymała tytuł „Normy ochrony maszyn”. Od tego czasu norma API 670 stała się najczęściej stosowaną normą w zakresie monitorowania drgań na świecie, ponieważ zawiera uznane „dobre praktyki techniczne” dotyczące systemów monitorowania drgań.
Rysunek 4 pochodzi ze standardu API i pokazuje, że w celu prawidłowego monitorowania drgań wału na sprężarce odśrodkowej z łożyskami hydrodynamicznymi należy umieścić co najmniej dwa osiowe i dwie pary promieniowych czujników drgań (X i Y). Z doświadczenia zalecamy również zamontowanie co najmniej jednego zestawu sejsmicznych czujników drgań na obudowie łożyska w celu monitorowania drgań obudowy.
Czujniki
Istec dostarcza najdokładniejsze i najbardziej niezawodne systemy pomiarowe oraz czujniki od renomowanych dostawców i zapewnia wszelkie wsparcie w celu maksymalizacji bezpieczeństwa i dostępności maszyn.
W celu monitorowania trzystopniowej sprężarki odśrodkowej zaleca się zamontowanie co najmniej jednego czujnika na każdym wirniku do pomiaru drgań promieniowych oraz co najmniej jednego przetwornika sejsmicznego do pomiaru drgań przekładni. Sygnał 4–20 mA można przekazać do sterownika PLC/DCS, a buforowany sygnał surowy można wykorzystać do analizy drgań. Aby uzyskać pełny obraz sytuacji, należy również zamontować układ pomiarowy XY przy każdym łożysku, wykorzystując dwa czujniki.
