Dlaczego przepływ sprężarki N2 jest niższy niż oczekiwano? Typowe przyczyny i kontrole

Problem z niskim przepływem jest łatwy do błędnej diagnozy, ponieważ przepływ azotu może być wyświetlany jako rzeczywista wartość m3/h, Nm3/h, Sm3/h, przepływ masowy lub inna wartość odniesienia. Ten sam przepływ masowy ma różne wartości objętościowe przy różnym ciśnieniu i temperaturze. Przed otwarciem sprężarki należy upewnić się, że zmierzona wartość i wartość oczekiwana korzystają z tych samych warunków odniesienia. Następnie należy sprawdzić ciśnienie ssania, temperaturę ssania, prędkość, stan sterowania i ciśnienie za sprężarką. Zanieczyszczony filtr ssania, niższe ciśnienie produktu generatora, cieplejszy gaz wlotowy, częściowo aktywny odciążnik, nieszczelność zaworu wewnętrznego, przedmuch pierścienia lub nieszczelność zewnętrzna mogą zmniejszyć dostarczany przepływ odniesienia. Najszybszym sposobem na znalezienie przyczyny jest powtarzalny obraz wydajności w porównaniu z danymi z uruchomienia.

Zmienne niskiego przepływu

rzeczywisty przepływ

Przepływ objętościowy przy ciśnieniu i temperaturze, w których licznik mierzy gaz, chyba że przyrząd wewnętrznie przelicza je na inną podstawę.

przepływ odniesienia

Przepływ przeliczony na określone standardowe lub normalne ciśnienie i temperaturę, tak aby porównania wydajności odbywały się na tej samej podstawie.

filtr ssący

Filtr wlotowy lub sitko, którego rosnący spadek ciśnienia może doprowadzić do niedostatecznego dopływu powietrza do sprężarki ze względu na gromadzenie się zanieczyszczeń.

stan zaworu

Uszczelnienie i stan dynamiczny zaworów ssących i tłocznych sprężarki, decydujący o efektywnym napełnianiu cylindrów i dostarczaniu powietrza.

przeciek

Utrata gazu przez wewnętrzne obejście, pierścienie, uszczelnienia, odpowietrzniki, złącza, odpływy, urządzenia nadmiarowe lub sieć przesyłową.

prędkość

Rzeczywista prędkość obrotowa sprężarki, która ma wpływ na wydajność i musi mieścić się w zatwierdzonym zakresie roboczym.

1. Postaw przepływ mierzony i oczekiwany na tej samej podstawie

Przeczytaj konfigurację i dokumentację przepływomierza. Zanotuj, czy podaje on objętość rzeczywistą, objętość normalną, objętość standardową czy masę. Zanotuj ciśnienie i temperaturę odniesienia oraz informację, czy stosowana jest kompensacja składu gazu. Przelicz wydajność dostawcy na tę samą podstawę przed obliczeniem niedoboru. Nie porównuj bezpośrednio rzeczywistej objętości rurociągu wysokiego ciśnienia z wartością znamionową Nm3/h.

Sprawdź stan i instalację licznika. Wymagania dotyczące prostej linii pomiarowej, kompensacja ciśnienia i temperatury, zakresowość, zanieczyszczenie czujnika lub zmieniona konfiguracja gazu mogą mieć wpływ na odczyty. Jeśli wartość przepływu koliduje z szybkością napełniania odbiornika i zużyciem procesowym, przed stwierdzeniem utraty wydajności sprężarki należy zweryfikować ją niezależną metodą.

2. Sprawdź ograniczenie wlotu i ciśnienie ssania przy pełnym zasysaniu

Zmierz ciśnienie przed i za filtrem ssawnym lub elementami ograniczającymi, gdy sprężarka pracuje pod obciążeniem testowym. Czysty filtr może nadal charakteryzować się wysoką różnicą ciśnień. Porównaj ciśnienie na wlocie wzmacniacza z ciśnieniem w odbiorniku produktu przed nim. Jeśli różnica rośnie wraz z przepływem, sprawdź elementy filtra, zawory, orurowanie, złącza elastyczne i wszelkie sekcje o małej średnicy.

Sprawdź również ciśnienie w źródle. Lokalny generator azotu może dostarczać niższe ciśnienie produktu w okresach dużego zapotrzebowania, powodując spadek przepływu masy w układzie wspomagającym, mimo że wydajność sprężarki pozostaje niezmieniona. Należy łączyć ciśnienie w odbiorniku i ssanie sprężarki, aby oddzielić wydajność źródła od lokalnego ograniczenia wlotowego.

Tę decyzję można również sprawdzić w oparciu o dane witryny. sprężarka azotu o niskim przepływie Informacje przed opublikowaniem karty katalogowej projektu. Weryfikacja krzyżowa jest tutaj powiązana z przyczyną niższego niż oczekiwano przepływu sprężarki N₂.

3. Sprawdź urządzenia kontrolujące prędkość, obciążenie i pojemność

Zmierz rzeczywistą prędkość obrotową lub odczytaj zweryfikowane sprzężenie zwrotne napędu. Limit przetwornicy częstotliwości (VFD), problem z silnikiem, poślizg paska napędowego lub nasadka sterująca mogą zmniejszyć pojemność skokową. Sprawdź, czy zawory odciążające, kieszenie luzu, obejścia lub zawory recyrkulacyjne znajdują się w stanie przyjętym na podstawie porównania wydajności. Częściowe odciążenie jest często pomijane, ponieważ sprężarka nadal pracuje płynnie.

Jeśli sterowanie wydajnością wykorzystuje ciśnienie w odbiorniku, należy sprawdzić kalibrację przetwornika i nastawy. Nieprawidłowo wysoki odczyt ciśnienia może spowodować przedwczesne rozładowanie sprężarki. Przejrzyj historię zdarzeń, aby sprawdzić, czy okres niskiego przepływu zbiega się ze zmianami w sterowaniu, a nie z pogorszeniem stanu mechanicznego.

4. Porównaj temperaturę wlotową i ciśnienie robocze z wartościami bazowymi

Cieplejszy gaz zasysany ma mniejszą gęstość, więc ta sama objętość skokowa zawiera mniej azotu. Jeśli wydajność jest podana jako przepływ referencyjny, gorące pomieszczenie sprężarki lub cieplejszy generator mogą zmniejszyć dostarczany przepływ referencyjny. Rejestruj temperaturę ssania i koryguj porównanie, zamiast traktować zmiany sezonowe jako zużycie.

Wyższe ciśnienie tłoczenia lub niższe ciśnienie ssania również zmienia wydajność objętościową sprężarki i jej zachowanie w zakresie nieszczelności. Do określenia rzeczywistego współczynnika ciśnień należy użyć danych o wydajności dostawcy. Nie należy oczekiwać, że maszyna testowana w jednym punkcie nominalnym będzie w stanie odtworzyć tę wydajność przy znacząco innym współczynniku bez korekty.

5. Użyj wzorców ciśnienia i temperatury, aby zidentyfikować wyciek wewnętrzny

Nieszczelne zawory ssące lub tłoczne zmniejszają efektywną wydajność i często powodują zmiany ciśnienia i temperatury międzystopniowej. Nieszczelność pierścienia może zmniejszyć wydajność, zwiększając jednocześnie przedmuchy lub zmieniając zachowanie odpowietrznika. Nieszczelność uszczelnienia występuje w wyznaczonych otworach odpowietrzających uszczelnienia pręta lub w zewnętrznych punktach nieszczelności. Rejestruj wartości stopni przy tym samym obciążeniu co linia bazowa i szukaj wzorca, a nie pojedynczego odczytu na gorąco.

Przed demontażem należy potwierdzić podejrzenie nieszczelności zaworu za pomocą testu zatwierdzonego przez producenta. W przypadku problemów z pierścieniem lub uszczelnieniem, należy połączyć dane dotyczące wydajności z trendem wycieków i wynikami kontroli. Wymiana wszystkich części eksploatacyjnych bez zidentyfikowania mechanizmu, który uległ zmianie, utrudnia zapobieganie ponownemu wystąpieniu problemu.

Gdy obwiednia procesu jest stabilna, witryna producent sprężarek azotu Strona zawiera praktyczne wskazówki dotyczące sprzętu na kolejny etap selekcji. Weryfikacja krzyżowa jest powiązana z przyczyną niższego niż oczekiwano przepływu sprężarki N₂.

6. Określ ilościowo straty gazu zewnętrzne i w dół rzeki

Przepływomierz sprężarki może wskazywać normalny wydatek, podczas gdy użytkownik widzi mniej gazu, ponieważ nieszczelność kolektora, przepływający spust, zawór bezpieczeństwa, otwarty zawór odpowietrzający lub reduktor zużywają azot. Z kolei przepływomierz umieszczony przed nieszczelnością może powodować, że wydajność sprężarki będzie wysoka, a użyteczny przepływ niski. Należy ustalić granicę testową i uwzględnić każde wyjście.

Po usunięciu przyczyny należy powtórzyć kontrolowany test wydajności przy stabilnych warunkach ssania i tłoczenia. Zanotuj przepływ referencyjny, rzeczywisty przepływ bazowy, prędkość, ciśnienie, temperaturę, dane dotyczące stopnia oraz wskaźniki nieszczelności. Stanowi to nową, zweryfikowaną linię bazową i pomaga określić, czy przyszłe zmiany są spowodowane procesem, czy maszyną.

Stół diagnostyczny do niskiego przepływu

Arkusz weryfikacji projektu

Przed zamknięciem zlecenia roboczego należy upewnić się, że „Potwierdź jednostkę przepływu, normalny/standardowy stan odniesienia i konfigurację licznika” można powiązać z dowodami. W przypadku rzeczywistego przepływu należy zapisać punkt odniesienia i jednostkę lub stan fizyczny; w przypadku filtra ssawnego należy zapisać punkt porównawczy, który potwierdza spójność działania systemu. Powiąż obie obserwacje z „podstawą weryfikacji przepływu” oraz z rzeczywistym obciążeniem lub trybem pracy. Wartość bez lokalizacji i stanu jest trudna do ponownego wykorzystania w przyszłości. W przypadku wykrycia niezgodności, należy poprawić ograniczenie, stan sterowania, stan podzespołu lub założenie projektowe, które ją spowodowało, a następnie powtórzyć tę samą obserwację, aby potwierdzić naprawę, a nie ją zakładać.

Potraktuj „sprawdź ograniczenie wlotu” jako mały eksperyment rozruchowy. Zdefiniuj stan początkowy, obserwuj przepływ odniesienia, zmień tylko zmienną wymaganą do zatwierdzonego testu i obserwuj reakcję zaworu. Działanie „Pomiar różnicy ciśnień na filtrze ssawnym i ciśnienia na wlocie sprężarki przy pełnym przepływie testowym” powinno pozostawić zapis stanu początkowego, interwencji, stanu końcowego oraz wszelkich alarmów lub reakcji sterowania. Jest to przydatne, gdy kilka komponentów może powodować ten sam objaw. Zmieniając jeden czynnik na raz i utrzymując sprężarkę w zatwierdzonym zakresie działania, zespół może oddzielić przyczynę od zbiegu okoliczności i uniknąć wymiany sprzętu, który nie był odpowiedzialny.

Aby zapewnić długoterminową niezawodność, należy połączyć „Sprawdź ciśnienie źródła, temperaturę ssania, prędkość i stan kontroli wydajności” z punktem odniesienia dla filtra ssącego. Zanotuj ten punkt odniesienia, gdy instalacja jest czysta, stabilna i znana jako sprawna, a następnie uwzględnij wycieki i obciążenie robocze, aby umożliwić normalizację późniejszych odczytów. Koncepcja przeglądu „potwierdzenia prędkości i stanu kontroli” powinna mieć zdefiniowany punkt wyzwalający dochodzenie, nawet gdy wartość bezwzględna nie osiągnęła alarmu. Stopniowe odchodzenie od powtarzalnej linii bazowej często daje większe ostrzeżenie niż jeden pojedynczy odczyt. W przypadku zmiany konfiguracji procesu, należy utworzyć nową udokumentowaną linię bazową zamiast porównywać odmienne stany operacyjne.

Podczas przeglądu technicznego należy zakwestionować założenie dotyczące „testu szczelności”, śledząc fizyczną ścieżkę związaną ze stanem i prędkością zaworu. Prześledź drogę gazu, ciepła, siły, sygnału sterującego lub wycieku od źródła do miejsca przeznaczenia i zidentyfikuj każdy komponent, który może wpłynąć na wynik. Następnie należy wykonać „Porównanie rzeczywistego współczynnika ciśnień z podstawą wydajności dostawcy” w punkcie, w którym decyzja jest faktycznie podejmowana, a nie przy najdogodniejszym manometrze. Należy odnotować wszelkie spadki ciśnienia, różnice temperatur, opóźnienia sterowania lub ustalenia z inspekcji wyjaśniające zachowanie. Taka kontrola oparta na ścieżce zapobiega interpretacji lokalnych pomiarów bez kontekstu systemu.

W celu dostosowania zamówień należy porównać wymagania opisane tutaj z wymaganiami obowiązującymi w danej lokalizacji. wielostopniowy kompresor azotu Zamiast polegać na ogólnej mocy sprężarki, proponujemy sprawdzenie, dlaczego przepływ sprężarki N₂ jest niższy niż oczekiwano.

Uczyń weryfikację dla „Wykorzystaj trendy ciśnienia, temperatury, odpowietrzenia i wycieków do testowania przyczyn wewnętrznych” użyteczną podczas przyszłego badania usterek. Zapisz wyciek, rzeczywisty przepływ, stan sprężarki, stan zapotrzebowania i czas obserwacji w jednym rekordzie. Powiąż ten rekord z zamierzeniem projektowym „sprawdź zawory” i zanotuj, który rysunek, instrukcja, specyfikacja procesu lub skalibrowane narzędzie uzyskało akceptację. Jeśli odczyt jest prawidłowy, staje się on punktem odniesienia. Jeśli jest nieprawidłowy, udokumentuj działania naprawcze i powtórz test w tych samych warunkach. Spójne zapisy zmniejszają pokusę kompensowania niewyjaśnionego problemu poprzez zwiększanie ciśnienia, prędkości, limitów temperatury lub niepowiązanych ustawień.

Sprawdź „porównanie warunków otoczenia” na granicy, gdzie występują jego konsekwencje. Zaobserwuj prędkość u źródła i przepływ odniesienia po stronie odbiorczej, a następnie wykonaj „Powtórz kontrolowany test przepływu znormalizowanego po korekcie i zapisz linię bazową”, dopóki odpowiedni przepływ i ciśnienie są stabilne. Zapisz wystarczająco dużo kontekstu, aby odróżnić normalne odchylenia procesu od pogorszenia stanu sprzętu. Jeśli dokładne limity akceptacji zależą od wybranego modelu, skorzystaj z aktualnej dokumentacji producenta lub zatwierdzonej specyfikacji projektu. Nie przenoś wartości z innej sprężarki tylko dlatego, że usługa wydaje się podobna. Zapis od granicy do granicy znacznie przyspiesza późniejsze rozwiązywanie problemów.

Granica bezpieczeństwa i weryfikacji

Testy przepływu mogą narazić personel na działanie sprężonego gazu, obracających się urządzeń, gorących podzespołów oraz uwalnianie azotu. Nie należy tworzyć niebezpiecznych odpowietrzników tylko po to, aby wykonać test pełnego przepływu. Należy stosować zatwierdzone przyłącza testowe i granice izolacyjne. Otwarcie filtrów, zaworów lub cylindrów wymaga zablokowania, rozhermetyzowania i weryfikacji zerowej energii. Prędkość i ciśnienie sprężarki muszą mieścić się w zatwierdzonym zakresie dla wybranej maszyny.

Sekwencja testu niskiego przepływu

1. Potwierdź jednostkę przepływu, normalne/standardowe warunki odniesienia i konfigurację licznika.
2. Zmierz różnicę ciśnień na filtrze ssącym i ciśnienie wlotowe sprężarki przy pełnym przepływie testowym.
3. Sprawdź ciśnienie źródłowe, temperaturę ssania, prędkość i stan kontroli wydajności.
4. Porównaj rzeczywisty stosunek ciśnień z wynikami dostawcy.
5. Do testowania przyczyn wewnętrznych wykorzystuj trendy dotyczące ciśnienia, temperatury, odpowietrzania i nieszczelności.
6. Po dokonaniu korekty powtórz kontrolowany test przepływu znormalizowanego i zapisz linię bazową.

Pytania dotyczące przepływu sprężarki

Reguła diagnostyki pojemności

Niski przepływ N2 w sprężarce należy najpierw potwierdzić na podstawie wspólnego punktu odniesienia. Następnie należy przeanalizować ciśnienie wlotowe, temperaturę, prędkość, odciążenie, stosunek ciśnień, nieszczelność wewnętrzną i zapotrzebowanie zewnętrzne. Znormalizowany obraz wydajności zapobiega myleniu zmian sezonowych lub zmian w oprzyrządowaniu z awarią mechaniczną.