Uobičajene greške i analizaHidrogen kompresori
sažetak:
Kompresori vodikaigraju ključnu ulogu u procesima kao što su rafinacija nafte i transport metanola za sintezu gasa u hemijskoj industriji uglja. Ako kompresor vodika pokvari, to može dovesti do zatvaranja postrojenja ili čak do curenja plina, požara i eksplozija, uzrokujući značajne ekonomske gubitke. Ovaj rad se fokusira na klipne kompresore koji se koriste za transport vodonika, pružajući detaljnu analizu uobičajenih operativnih problema i pružajući odgovarajuće preporuke za održavanje. Ovi uvidi imaju za cilj da pomognu menadžerima sigurnosti i operaterima opreme u hemijskim preduzećima.
U velikim hemijskim procesima, mnoge reakcije gas-gas, gas-tečnost ili gas-čvrsta materija zahtevaju uslove visokog pritiska, zbog čega se kompresori široko koriste. Među njima, klipni kompresori su jedan od najčešćih tipova. Klipni kompresori nude visoku efikasnost kompresije i snažnu prilagodljivost, a mogu biti dizajnirani za aplikacije niskog, srednjeg, visokog i ultravisokog pritiska (preko 350 MPa). Pri konstantnim brzinama rotacije, zapremina pražnjenja klipnih kompresora ostaje relativno stabilna uprkos fluktuacijama potisnog pritiska. Međutim, klipni kompresori imaju složenu strukturu i brojne komponente, što ih čini podložnim kvarovima ako se ne rade ili ne održavaju pravilno.
U hemijskoj industriji, kako bi se osiguralo normalno odvijanje hemijskih reakcija koristeći vodonik kao sirovinu, vodonik se obično komprimira na visoke pritiske, što iziskuje upotrebu klipnih kompresora dizajniranih prvenstveno za transport vodonika. Na primjer, u industriji sinteze amonijaka, ulazni pritisak mješavine vodonika i dušika je 0.03 MPa, a nakon 6-7 faza kompresije, konačni izlazni tlak dostiže 31.4 MPa. U procesu proizvodnje gasa za sintezu metanola u hemijskoj industriji uglja, ulazni pritisak mešavine vodonika i ugljen-dioksida je 2,5 MPa, a nakon višestrukih faza kompresije, konačni izlazni pritisak dostiže 5-10 MPa (metoda niskog pritiska ) ili 35 MPa (metoda visokog pritiska).
1. Princip rada i klasifikacijaHidrogen kompresori
1.1 Princip rada
Struktura vodonikovog kompresora je relativno složena, sa svojim šematskim dijagramom prikazanim na slici 1. Ključne komponente uključuju cilindar od livenog gvožđa, košuljicu cilindra od livenog gvožđa, glavu cilindra od livenog gvožđa, radilicu od livenog gvožđa, klipnjaču, poprečnu glavu (uključujući klizač poprečne glave) , pakovanje, klip (uključujući klipne prstenove), prstenove za struganje ulja, klipnjaču od nerđajućeg čelika i ventil za gas od nerđajućeg čelika. Pored toga, postoje i neki pomoćni uređaji kao što su filteri za gas, puferi i cevovodi za ulje za podmazivanje.
Slično drugim klipnim kompresorima, kompresor vodika uključuje tri glavna procesa: usis, kompresiju i izduv. Pokrenuta električnim motorom, radilica pomiče poprečnu glavu, klipnjaču klipa i klip naprijed-nazad unutar cilindra. Plin se komprimira klipom i konačno se izbacuje kroz plinski ventil.
Slika 1: Šematski dijagram strukture kompresora vodika
1.2 Klasifikacija
Kompresori vodikaklasifikovani su na osnovu opsega zapremine i potisnog pritiska. Specifične kategorije su prikazane u tabeli 1.
Tabela 1: Klasifikacija odHidrogen kompresori
Na osnovu relativnog položaja osnovne ravnine i središnje linije cilindra,kompresori vodonikatakođer se mogu podijeliti na horizontalne kompresore (osnovna ravnina je paralelna središnjoj liniji cilindra, uglavnom uključujući suprotni tip, jednostrani tip i simetrični balansni tip), vertikalne kompresore (osnovna ravnina je okomita na središnju liniju cilindra) i ugaone kompresore kompresori (osnovna ravnina formira određeni ugao sa smjerom središnje linije cilindra).
Vertikalni kompresori i horizontalni kompresori sa cilindrima na jednoj strani radilice pogodni su za uslove male zapremine gasa. Među horizontalnim kompresorima, tip simetrične ravnoteže se široko koristi i jedan je od najboljih izbora za srednje i velike klipne kompresore. Ovaj tip kompresora ima više cilindara ravnomjerno raspoređenih na obje strane radilice, formirajući ugao od 180 stepeni sa smjerom središnje linije cilindra. Suprotstavljeni kompresori su pogodni za uslove kompresije gasa pod visokim pritiskom, dok su ugaoni kompresori pogodni za male i srednje kompresore. Ugaoni kompresori se mogu dalje podijeliti na različite tipove na osnovu ugla, kao što su W-tip (ugao od 60 stepeni), L-tip (ugao od 90 stepeni) i tip ventilatora (ugao od 40 stepeni), između ostalih.
2. Model kompresora vodika i značenje slova
Da bi se olakšala brza identifikacija strukturnih karakteristika kompresora, zapreminskog protoka, radnog pritiska i drugih informacija,kompresori vodonika, kao i druga uobičajena hemijska dinamička oprema, imaju označene brojeve modela, pri čemu svako slovo predstavlja različita značenja. Šematski dijagram modela vodikovog kompresora prikazan je na slici 2.
Slika 2: Šematski dijagram modela kompresora vodika
Na slici 2, "razlika" na kraju broja modela prvenstveno se koristi za razlikovanje tipova kompresora, općenito predstavljenih kombinacijom slova i brojeva. "Pritisak" se odnosi na manometarski tlak nominalnog tlaka pražnjenja nakon što je plin komprimiran u kompresoru, mjeren pri standardnom atmosferskom tlaku. "Nominalni volumetrijski protok" se odnosi na protok gasa koji kompresor ispušta, izračunat na osnovu uslova na standardnoj poziciji usisavanja (pritisak, temperatura, sastav gasa). "Struktura" i "karakteristike" vodoničnog kompresora predstavljaju strukturu i specifične karakteristike kompresora, sa značenjem svakog slova detaljno u tabelama 2 i 3.
Tabela 2: Slova i značenja strukture kompresora vodika
Tabela 3: Slova i značenja karakteristika vodonikovog kompresora
3. Uobičajeni kvaroviHidrogen kompresori
Kompresori vodikaimaju visoku preciznost proizvodnje i zahtjeve za održavanjem. Kada kompresor vodika radi pod motornim pogonom, radilica se brzo okreće i pomiče naprijed-nazad. Jedan kraj radilice i klipnjače je spojen na komponentu poprečne glave, koja se također klipa unutar vodilice pod djelovanjem radilice i klipnjače, na kraju tjerajući klip da uzvraća i komprimira vodonik (ili miješani plin koji sadrži vodonik). Međutim, tokom dužeg klizanja radilice, klipnjače i komponenti križne glave, ovi dijelovi su skloni habanju. Ozbiljno habanje može uticati na kvalitet rada, zahtevajući pravovremeno otkrivanje i gašenje radi održavanja kako bi se osigurao siguran i stabilan rad kompresora vodika.
3.1 Kvarovi sistema ulja za podmazivanje i analiza uzroka
Najčešći problem sa sistemom ulja za podmazivanje vodoničnog kompresora je nizak pritisak ulja. Za vrijeme normalnog rada, ulje za podmazivanje je pod tlakom pomoću uljne pumpe i isporučuje se u filter prvog stupnja, zatim prolazi kroz vanjski hladnjak ulja za podmazivanje i filter drugog stupnja i dijeli se na tri puta. Prvi put vodi do mjerača tlaka ulja kompresora (uključujući daljinske i lokalne mjerače); drugi put dolazi do malog dijela velikog ležaja radi podmazivanja; a treći put ide do kompenzacijske pumpe kako bi se spriječilo curenje limitatora pritiska ulja.
U normalnom održavanju sistema ulja za podmazivanje, prvi korak je vizuelna kontrola svakog sistema vodova za ulje, posebno statičkih zaptivnih mesta u cevima. Ako se pronađe curenje ili uljne mrlje, potrebno je zategnuti vod za ulje koji curi. Tokom normalnog rada vodoničnog kompresora, sistem ulja za podmazivanje je uvijek u stanju negativnog tlaka, što otežava otkrivanje smanjenog tlaka ulja. Da bi se to precizno utvrdilo, potrebne su detaljne inspekcije statičkih zaptivnih tačaka na uljnim vodovima, a sve cijevi koje bi mogle propuštati treba zamijeniti kako bi se eliminirali potencijalni rizici. Osim toga, kvalitet ulja za podmazivanje treba strogo provjeriti, jer sadržaj vode i nivoi metalnih jona mogu ubrzati razgradnju ulja. Ako sadržaj plina koji se ne kondenzira u ulju prelazi standard, može doći do fluktuacija tlaka ulja. Pregledom dovodnog voda za ulje za podmazivanje i zazora između šupljine filtera drugog stepena i hladnjaka ulja može se procijeniti nivo kondenzacije plina u uljnom vodu – veći zazori ukazuju na veću kondenzaciju. Dva uobičajena razloga za kondenzaciju su: (1) ulje za podmazivanje ima određenu rastvorljivost za spoljašnji vazduh, što otežava izbegavanje male količine rastvaranja vazduha; (2) uređaj za ograničavanje pritiska ulja drugog stupnja vraća ulje pomiješano s malom količinom zraka, stvarajući pjenu, koja se akumulira i povećava zazor. Da biste riješili ovaj problem, izlaz cijevi za povratno ulje treba biti pozicioniran što je bliže moguće krajnjem kraju ulaza filtera za ulje za podmazivanje kako bi se spriječila koncentracija pjene u cjevovodu.
3.2 Plinski ventil, kvarovi na ploči ventila i analiza održavanja
tipično,kompresori vodonikatreba preći u pripravnu jedinicu i podvrgnuti održavanju ili pregledu svakih 3 do 6 mjeseci. Posebnu pažnju treba posvetiti plinskim ventilima, jer su ploče ventila sklone nakupljanju ugljika, nakupljanju uljnog mulja ili prašine, a opruge plinskih ventila mogu slomiti. Poklopac plinskog ventila ima nekoliko gornjih vijaka; tokom održavanja, ove zavrtnje treba olabaviti i staviti u čistu posudu ili krpu bez prašine. Zatim treba olabaviti vijke i matice na vrhu tlačne kapice plinskog ventila, ostavljajući dva dijagonalna vijka i matice sve dok plin ne izlazi iz cilindra, a zatim ih sve ukloniti. Konačno, uklonite poklopac pritiska i poklopac ploče ventila, lagano izvucite ploču ventila i očistite sve moguće mrlje od ulja ili talog radi pregleda materijala. Svi plinski ventili trebaju biti testirani pod pritiskom dušikom prije ugradnje kako bi se osiguralo da nema curenja. Detalji o analizi kvara ploče ventila i metodama rukovanja prikazani su u tabeli 4.
Tabela 4: Analiza kvara ventilske ploče i metode rukovanja
3.3 Blok cilindra
Glatkoća i podmazivanje stijenke cilindra su od ključne važnosti. Kako se klip brzo vraća unutar cilindra, ako vodik sadrži prašinu ili čestice, zid cilindra može postati izgreban ili užljebljen, što može dovesti do kvara cilindra. Ako su ogrebotine ili žljebovi manji, mogu se zagladiti poluokruglim kamenom za oštrenje. Za teže ogrebotine ili žljebove, gdje je dužina žlijeba veća od 1/4 obima cilindra, a širina žlijeba veća od 3 mm i dubina veća od 0.4 mm, potrebno je probušiti cilindar. Bušenje je uobičajen tretman za ozbiljno habanje, blago povećavajući prečnik cilindra, ali ne preko 2% originalnog projektovanog prečnika, sa smanjenjem debljine zida koji ne prelazi 1/12 originalne debljine. Nakon bušenja, odaberite klipove i klipne prstenove koji odgovaraju novom promjeru cilindra kako biste osigurali pravilan zazor.
3.4 Križna glava i klipnjača
Križna glava je obično kovana od visokokvalitetnog ugljičnog ili legiranog čelika, pružajući visoku čvrstoću i krutost. Povezuje donji kraj klipnjače sa malim krajnjim ležajem klipnjače, prenoseći silu sa klipa na klipnjaču i radilicu. Klipnjača pretvara povratno kretanje klipa u rotaciono kretanje radilice. Poprečna glava, klin križne glave, klizna ploča i vodilica zajednički su poznati kao sklop križne glave i skloni su pucanju zbog visokog pritiska.
Zamjena križne glave:
Ako je međusjedalo uklonjeno iz karoserije, križna glava se može zamijeniti uklanjanjem sa priključne prirubnice. Ako je međusjedište integralno s tijelom, zamjena križne glave može se izvršiti kroz mjerne rupe na tijelu.
Tokom zamene prozora, pomerite krstastu glavu u centar prozora (tj. središte putanje klizača), zarotirajte je za 90 stepeni duž ose da biste poravnali gornju i donju stazu klizača sa dve strane prozora, a zatim paralelno ga pomaknite kroz prozor radi popravke i zamjene.
Prilikom popravke, izbjegavajte oštećenje radne površine kliznog puta, poravnajte ga s otvorom za vođenje i osigurajte da zazor ispunjava specificirane zahtjeve.
Zamjena velikog krajnjeg ležaja klipnjače:
(1) Koristite uređaj za okretanje da postavite rukavac radilice na vrh i pričvrstite ga kako biste spriječili klizanje i nezgode.
(2) Prvo uklonite vijke klipnjače s donjeg dijela, koristite vijke za podizanje prstena da objesite poklopac klipnjače, zatim uklonite gornje vijke klipnjače i podignite poklopac i ležaj zajedno sa vijcima za podizanje prstena.
(3) Polako rotirajte radilicu s uređajem za okretanje kako biste odvojili klipnjaču od rukavca radilice i uklonite klipnjaču radi zamjene.
(4) Zamijenite velike ležajeve klipnjače u parovima.
(5) Izvršite ispitivanje bez razaranja na vijcima klipnjače.
(6) Trenutačno su ležajevi klipnjače sa velikim krajem obično standardni ležajevi tankih zidova, koji ne zahtijevaju struganje. Zazor velikih ležajeva treba striktno ispunjavati zahtjeve dizajna.
Zamjena malog krajnjeg ležaja klipnjače:
(1) Prvo uklonite steznu maticu klina za pozicioniranje i izvadite klin za pozicioniranje. Upotrijebite okruglu šipku da izgurate klin križne glave s jednog kraja kako biste odvojili križnu glavu od klipnjače. Zatim uklonite klipnjaču sa poklopca motora i nastavite sa zamjenom malog krajnjeg ležaja, štiteći kliznu stazu.
(2) Prilikom zamjene, istisnite stari ležaj iz malog kraja klipnjače i utisnite novi ležaj.
3.5 Radilica
Konus i ovalnost glavnog rukavca i rukavca radilice trebaju biti<0.10 mm; the main shaft levelness should be <0.05 mm/M (higher in the motor direction). Each inspection should include non-destructive testing of the crankshaft journals.
Zamjena glavnog ležaja:
(1) Skinite bočni poklopac kućišta mašine i krajnje bočne poklopce i odvojite priključke radilice i motora. Zatim otpustite cijev za ulje za podmazivanje i poklopac glavnog ležaja kako biste uklonili donju školjku glavnog ležaja.
(2) Postavite dizalicu ispod radilice na odgovarajuće položaje (održavajući je uravnoteženom), podignite radilicu otprilike 0.1–0.2 mm i koristite okruglu šipku ili drugi odgovarajući alat za uklanjanje donju školjku glavnog ležaja iz ležišta ležaja. Slično, umetnite novu donju školjku u ležište ležaja.
(3)Ugradite novi gornji poklopac i poklopac glavnog ležaja u ležište ležaja i pričvrstite vijke ležaja prema potrebi.
(4) Glavni ležajevi napravljeni u paru moraju se zamijeniti u paru.
(5) Podesite zazor između velikog krajnjeg ležaja i rukavca radilice koristeći podloške za ležajeve debelih zidova. Za ležajeve tankih zidova, ostružite ako je zazor premali; zamijenite ako je pretjerano velik.
(6) Izmjerite radijalni zazor korištenjem metoda pritiska elektrode i aksijalni zazor pomoću mjerača ili oduzimanjem promjera rupe i osovine ležaja.
(7) Radijalni zazor treba da bude 0.8‰–1.2‰ prečnika rukavca.
(8) Za zahtjeve specifične za dizajn, zazor glavnog ležaja treba striktno slijediti projektne vrijednosti kompresora.
4. Zaključak
U procesima hemijske proizvodnje koji koriste vodonik kao sirovinu, kompresor vodika je osnovni deo opreme za hemijske reakcije. Stoga bi trebalo uspostaviti dobro planirani raspored održavanja, uključujući redovne provjere rezervnih jedinica i rad na održavanju prema zahtjevima proizvođača nakon prelaska na rezervni kompresor. Dodatno, sistem ulja za podmazivanje treba redovno provjeravati, te čistiti primarni i sekundarni filter. Tokom pregleda, koristite stetoskop da provjerite ima li abnormalnih zvukova u različitim segmentima kompresora kako biste utvrdili da li blok cilindra od lijevanog željeza, radilica, klipnjače itd. funkcioniraju normalno. Ovaj rad analizira i sumira principe rada, klasifikacije i uobičajene kvarovekompresori vodonika, pružanje operativnih smjernica za hemijsku industriju, poboljšanje nivoa rada, upravljanja i održavanjakompresori vodonika, osiguravajući stabilan rad, smanjujući gubitke zbog zastoja i maksimizirajući ekonomske koristi za preduzeća.
Odricanje od odgovornosti:
1. Neke grafičke i tekstualne informacije potiču sa interneta i službenih naloga WeChat-a, s namjerom dijeljenja više informacija.
2. Dostavljene informacije su samo u svrhu učenja i referenci i ne podrazumijevaju pristanak na izražene stavove. Ne daju se nikakve garancije u pogledu tačnosti, pouzdanosti ili potpunosti informacija.
3. Ako postoje nedoumice u vezi sa sadržajem, autorskim pravima ili drugim problemima, kontaktirajte nas u roku od 30 dana radi uklanjanja.