Τι είναι ένας διαχωριστής καθαρισμού με αναρρόφηση: Προστασία του συμπιεστή, μέγεθος και σχεδιασμός

Τι είναι ένας διαχωριστής απορροφητή αναρρόφησης: Προστασία συμπιεστή, Μεγέθυνση και Σχεδιασμός

Απαντώντας στην κεντρική ερώτηση:Τι είναι ένας διαχωριστής απορροφητή αναρρόφησης; Ένας διαχωριστής απορροφητή αναρρόφησης είναι ένα δοχείο αποκοπής που εγκαθίσταται αμέσως πριν από έναν συμπιεστή, του οποίου ο μοναδικός σκοπός είναι να διασφαλίσει ότι κανένα υγρό δεν εισέρχεται στη μηχανή. Είναι σκόπιμα μικρό και γρήγορο αντί για μεγάλο και αποδοτικό: ένα κάθετο δοχείο με συγκράτηση υγρού μόνο 1-3 λεπτών και έναν συντηρητικό παράγοντα Souders-Brown K 0,08-0,15 m/s, επειδή η φιλοσοφία σχεδιασμού είναι η γρήγορη διακοπή λειτουργίας αντί για την αποθήκευση υγρού. Είναι εξοπλισμένο με δύο ανεξάρτητους πομπούς στάθμης, μια διακοπή υψηλής-υψηλής στάθμης που κλείνει τον συμπιεστή ή κλείνει μια βαλβίδα εισόδου ταχείας κλεισίματος εντός 10-30 δευτερολέπτων από την άφιξη ενός όγκου, και έναν διαχωριστή ομίχλης, συνήθως ένα πλέγμα που αφαιρεί σταγονίδια άνω των 5-10 μικρομέτρων. Ο λόγος είναι απλός: το υγρό καταστρέφει τους συμπιεστές, και ένας απορροφητής που κοστίζει ένα μικρό κλάσμα της μηχανής είναι η φθηνότερη ασφάλιση στο εργοστάσιο.

1. Γιατί οι Συμπιεστές Χρειάζονται Απορροφητές και Τι τους Κάνει το Υγρό

Οι δύο τύποι συμπιεστών αποτυγχάνουν με διαφορετικούς τρόπους, και οι δύο αποτρέπονται από το ίδιο δοχείο:

• Φυγοκεντρικοί Συμπιεστές: Ένας φυγοκεντρικός συμπιεστής λειτουργεί με ταχύτητες άκρου 200-400 m/s με κενά ρότορα μετρούμενα σε δέκατα του χιλιοστού. Σταγονίδια υγρού χτυπούν τον πτερυγιοφόρο τροχό με αυτή την ταχύτητα και διαβρώνουν τις λεπίδες και τις σφραγίδες λαβυρίνθου, και η πρόσκρουση ενός όγκου παράγει μια τεράστια ανισορροπία ρότορα που μπορεί να καταστρέψει τα ρουλεμάν και τις σφραγίδες σε δευτερόλεπτα. Το υγρό επίσης ξεπλένει το λιπαντικό λάδι από τα ρουλεμάν αν φτάσει σε αυτά, και προκαλεί θερμικό σοκ, καθώς το υγρό εξατμίζεται και ψύχει το καυτό μέταλλο άνισα. Η μηχανή είναι επίσης ευαίσθητη με έναν πιο λεπτό τρόπο: ένα φιλμ υγρού στον πτερυγιοφόρο τροχό αλλάζει την αεροδυναμική απόδοση, έτσι ο συμπιεστής μπορεί να παρουσιάσει παλινδρόμηση ή να χάσει πίεση πριν εμφανιστεί οποιαδήποτε ζημιά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο απορροφητής αναρρόφησης εγκαθίσταται όσο το δυνατόν πιο κοντά στην είσοδο του συμπιεστή, με μια σύντομη, συνεχώς κεκλιμένη γραμμή και χωρίς θύλακες όπου μπορεί να συσσωρευτεί υγρό.
• Αντιδραστικοί Συμπιεστές: Μια αντιδραστική μηχανή είναι ακόμη λιγότερο ανεκτική, επειδή το υγρό είναι ουσιαστικά ασυμπίεστο. Το υγρό που εισέρχεται σε έναν κύλινδρο στο τέλος της διαδρομής συμπίεσης προκαλεί υδραυλική κλειδαριά: το έμβολο δεν μπορεί να ολοκληρώσει τη διαδρομή του ενάντια σε ένα ασυμπίεστο ρευστό, έτσι η μπιέλα λυγίζει, ο άξονας εμβόλου ή ο εγκάρσιος σιδηρόδρομος αστοχεί, τα μπουλόνια της κεφαλής του κυλίνδρου τεντώνονται ή σπάνε, και οι πλάκες των βαλβίδων θρυμματίζονται. Η εμπλεκόμενη ενέργεια είναι μεγάλη και ένα μόνο συμβάν όγκου μπορεί να απαιτήσει πλήρη ανακατασκευή. Οι αντιδραστικές μηχανές παράγουν επίσης παλμούς, έτσι ο απορροφητής σε αυτή την υπηρεσία συχνά διπλασιάζεται ως απόσβεση παλμών, και το API 618 απαιτεί ακουστική μελέτη ολόκληρου του συστήματος σωληνώσεων. Ο απορροφητής για μια αντιδραστική μηχανή επομένως μεγεθύνεται με ιδιαίτερη προσοχή, τοποθετείται κοντά στον κύλινδρο και παρέχεται με ένα πολύ γρήγορα δρώντα σύστημα διακοπής υψηλής-υψηλής στάθμης.
• Από Πού Προέρχεται το Υγρό: Το υγρό στην αναρρόφηση ενός συμπιεστή σπάνια είναι σταθερή ροή· φτάνει από αναγνωρίσιμες αιτίες. Συμπύκνωση, επειδή το αέριο που ψύχεται από τη μείωση της πίεσης ή από απώλεια θερμότητας περιβάλλοντος πέφτει κάτω από το σημείο δρόσου υδρογονανθράκων ή νερού. Μεταφορά από έναν ανάντη διαχωριστή που είναι υπομεγέθης, έχει αποτυχημένο ελεγκτή στάθμης ή λειτουργεί πάνω από την ταχύτητα σχεδιασμού του. Υγρά από μια κατάντη πηγή κατά τη διάρκεια διακοπής λειτουργίας ή αντίστροφης ροής, γι' αυτό πολλές εγκαταστάσεις έχουν επίσης έναν κατάντη απορροφητή και μια βαλβίδα αντεπιστροφής. Όγκοι από τον αγωγό, ειδικά μετά από καθαρισμό με εμβολή. Και, σε υπηρεσία αερίου ανύψωσης ή ανακυκλοφορίας, ενσωματωμένο υγρό που δεν διαχωρίστηκε ποτέ εξαρχής. Η διάγνωση του ποια από αυτές ισχύει έχει σημασία, επειδή η θεραπεία διαφέρει: η συμπύκνωση χρειάζεται θέρμανση ή έλεγχο σημείου δρόσου, η μεταφορά χρειάζεται μια ανάντη διόρθωση, και οι όγκοι χρειάζονται αποθήκευση ή διακοπή.
• Η Φιλοσοφία Σχεδιασμού: Διακοπή, Όχι Αποθήκευση: Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ ενός απορροφητή αναρρόφησης και ενός διαχωριστή. Ένας διαχωριστής δίνεται 3-15 λεπτά συγκράτησης υγρού ώστε να μπορεί να συνεχίσει να λειτουργεί κατά τη διάρκεια μιας διαταραχής. Ένας απορροφητής αναρρόφησης δίνεται μόνο 1-3 λεπτά, επειδή ο σκοπός του δεν είναι να ξεπεράσει μια διαταραχή, αλλά να κλείσει τη μηχανή πριν φτάσει το υγρό σε αυτήν. Η μεγέθυνσή του θα ήταν ενεργά αντιπαραγωγική: ένα μεγαλύτερο δοχείο χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να γεμίσει, έτσι η διακοπή στάθμης ενεργεί αργότερα, και περισσότερο υγρό αποθηκεύεται πιο κοντά στον συμπιεστή. Ο σωστός σχεδιασμός είναι ένα συμπαγές δοχείο με σύστημα στάθμης χαμηλού όγκου, υψηλής ακεραιότητας, γρήγορη διακοπή και, στις πιο κρίσιμες μηχανές, μια βαλβίδα ταχείας κλεισίματος στην είσοδο που απομονώνει τον συμπιεστή ενώ τον κατεβάζει με ελεγχόμενο τρόπο.

2. Μεγέθυνση, Εσωτερικά και Συστήματα Προστασίας

Τέσσερα στοιχεία καθορίζουν αν ο απορροφητής προστατεύει πραγματικά τη μηχανή:

• Μεγέθυνση κατά ταχύτητα: Το δοχείο μεγεθύνεται με την εξίσωση Souders-Brown με έναν συντηρητικό παράγοντα Κ, τυπικά 0,08-0,15 m/s για έναν κάθετο απορροφητή με πλέγμα, και μερικές φορές χαμηλότερο όπου η συνέπεια της μεταφοράς είναι σοβαρή. Αυτό είναι περίπου η μισή τιμή που χρησιμοποιείται για έναν γενικό διαχωριστή, και το περιθώριο είναι σκόπιμο: λαμβάνει υπόψη την άγνωστη φόρτιση υγρού, την πιθανότητα όγκων και το γεγονός ότι οι συνθήκες αερίου στην αναρρόφηση ενός συμπιεστή ποικίλλουν ανάλογα με το σημείο λειτουργίας. Η μεγέθυνση πρέπει να ελέγχεται σε ολόκληρο το εύρος λειτουργίας, όχι μόνο στο σημείο σχεδιασμού, επειδή ένας συμπιεστής που λειτουργεί σε μειωμένη ταχύτητα ή με ανακυκλοφορία έχει διαφορετική πίεση αναρρόφησης και επομένως διαφορετική πραγματική ταχύτητα αερίου, και σε πολλές περιπτώσεις η χαμηλότερη πίεση αναρρόφησης, η οποία δίνει την υψηλότερη ταχύτητα, είναι η κυρίαρχη περίπτωση.
• Επιλογή Διαχωριστή Ομίχλης: Ένα πλέγμα, πάχους 100-150 mm, αφαιρεί σταγονίδια άνω των 5-10 μικρομέτρων με απόδοση έως και 99,9% με πτώση πίεσης μόνο 25-75 mm H2O και είναι η τυπική επιλογή. Ένα πακέτο πτερυγίων χειρίζεται σταγονίδια 10-40 μικρομέτρων, ανέχεται πολύ υψηλότερη φόρτιση υγρού και στερεών, και προτιμάται όπου η μεταφορά από ανάντη αναμένεται να είναι χρόνια ή όπου υπάρχει λάδι λίπανσης. Για τις πιο κρίσιμες μηχανές, χρησιμοποιείται ένας συνδυαστικός φίλτρο-διαχωριστής που φτάνει τα 0,3-1 μικρόμετρα, αν και τα αντικαταστάσιμα στοιχεία και η παρακολούθηση της διαφορικής πίεσης απαιτούνται τότε. Σε όλες τις περιπτώσεις, το στοιχείο πρέπει να είναι μηχανικά ασφαλισμένο, καθώς ένα χαλαρό πλέγμα εισάγεται στον συμπιεστή και προκαλεί ακριβώς τη ζημιά που προοριζόταν να αποτρέψει· γι' αυτό τα πλέγματα είναι σφιγμένα σε ένα πλέγμα με ουσιαστική συγκράτηση αντί απλώς να τοποθετούνται.
• Μέτρηση Στάθμης και Σύστημα Διακοπής: Το σύστημα προστασίας είναι το πιο σημαντικό μέρος της εγκατάστασης. Δύο ανεξάρτητοι πομποί στάθμης, με ξεχωριστά ακροφύσια και ξεχωριστές διαδρομές σήματος, τροφοδοτούν έναν συναγερμό υψηλής στάθμης και μια διακοπή υψηλής-υψηλής στάθμης, και η διακοπή είναι ενσύρματη για να κλείσει τον συμπιεστή ή να κλείσει μια βαλβίδα εισόδου ταχείας κλεισίματος αντί να περάσει από το σύστημα ελέγχου του εργοστασίου. Το σημείο ρύθμισης της διακοπής είναι αρκετά χαμηλό ώστε το δοχείο να έχει ακόμα ελεύθερο χώρο όταν ενεργεί, και ολόκληρος ο βρόχος, από τον πομπό μέχρι τη βαλβίδα, πρέπει να είναι αρκετά γρήγορος ώστε να ενεργεί εντός 10-30 δευτερολέπτων από την άφιξη ενός όγκου, κάτι που αποκλείει αργούς ή έντονα αποσβεσμένους πομπούς. Ο έλεγχος είναι απαραίτητος: μια διακοπή που δεν έχει ελεγχθεί λειτουργικά για δύο χρόνια δεν μπορεί να θεωρηθεί ότι λειτουργεί, γι' αυτό και ασκείται σε κάθε διακοπή λειτουργίας και ο χρόνος απόκρισής της επαληθεύεται.
• Σωληνώσεις, Αποχέτευση και Χειμερινή Προστασία: Η εγκατάσταση έχει τόση σημασία όσο και το δοχείο. Η γραμμή αναρρόφησης από τον απορροφητή στον συμπιεστή πρέπει να είναι σύντομη, συνεχώς κεκλιμένη προς τον απορροφητή, ώστε οποιαδήποτε συμπύκνωση να αποστραγγίζεται προς τα πίσω αντί να λιμνάζει, και να είναι απαλλαγμένη από θύλακες, καθώς ένα χαμηλό σημείο στη γραμμή συλλέγει υγρό και στη συνέχεια το παραδίδει ως όγκο όταν η ταχύτητα αυξάνεται. Η αποστράγγιση από τον απορροφητή πρέπει να πηγαίνει σε κλειστό σύστημα, όχι σε ανοιχτό λάκκο, και πρέπει να μεγεθύνεται για τον μέγιστο ρυθμό υγρού, με μια αυτόματη βαλβίδα αποστράγγισης ελεγχόμενη από τη στάθμη αντί για μια χειροκίνητη βαλβίδα που εξαρτάται από έναν χειριστή. Σε ψυχρά κλίματα, το δοχείο, η γραμμή αποστράγγισης και οι γραμμές οργάνων στάθμης θερμαίνονται και μονώνονται, επειδή ένας παγωμένος πομπός στάθμης ή μια παγωμένη γραμμή αποστράγγισης είναι μια κλασική αιτία αποτυχίας του απορροφητή ακριβώς τη στιγμή που χρειάζεται.

Πίνακας Σχεδιασμού Απορροφητή Αναρρόφησης ανά Τύπο Συμπιεστή

Συχνές Ερωτήσεις (FAQ)

Ε: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός απορροφητή αναρρόφησης και ενός διαχωριστή;

Α: Και οι δύο χρησιμοποιούν την ίδια βάση μεγέθυνσης Souders-Brown, αλλά διαφέρουν σε σκοπό και σε συγκράτηση υγρού. Ένας διαχωριστής είναι ένα δοχείο διεργασίας που παράγει διαχωρισμό και συνεχίζει να λειτουργεί κατά τη διάρκεια μιας διαταραχής, έτσι του δίνεται 3-15 λεπτά συγκράτησης υγρού, ένας ελεγκτής διεπαφής σε τριφασική λειτουργία και γενναιόδωρα περιθώρια. Ένας απορροφητής αναρρόφησης υπάρχει μόνο για να προστατεύει μία μηχανή, έτσι είναι σκόπιμα μικρός, με 1-3 λεπτά συγκράτησης, έναν πιο συντηρητικό παράγοντα Κ 0,08-0,15 m/s, και μια ενσύρματη διακοπή υψηλής-υψηλής που κλείνει τη μηχανή. Η μεγέθυνση ενός απορροφητή θα έκανε στην πραγματικότητα την εγκατάσταση λιγότερο ασφαλή, επειδή το δοχείο θα χρειαζόταν περισσότερο χρόνο για να γεμίσει και η διακοπή θα ενεργούσε αργότερα, αποθηκεύοντας περισσότερο υγρό πιο κοντά στον συμπιεστή. Η διάκριση αξίζει να δηλωθεί ξεκάθαρα: ένας διαχωριστής ξεπερνά μια διαταραχή, ένας απορροφητής διακόπτει.

Ε: Πόσο κοντά πρέπει να είναι ο απορροφητής αναρρόφησης στον συμπιεστή;

Α: Όσο επιτρέπει η διάταξη των σωληνώσεων, και ο λόγος είναι ότι οποιοδήποτε σωλήνας μεταξύ του απορροφητή και του συμπιεστή είναι ένα μέρος όπου το υγρό μπορεί να συμπυκνωθεί ή να συσσωρευτεί. Μια μακριά γραμμή αναρρόφησης, ιδιαίτερα μια που τρέχει εξωτερικά ή εκτίθεται στο κρύο, επιτρέπει στο αέριο να ψυχθεί κάτω από το σημείο δρόσου του, έτσι σχηματίζεται συμπύκνωμα μετά τον απορροφητή και φτάνει ούτως ή άλλως στη μηχανή. Μια γραμμή με ένα χαμηλό σημείο συλλέγει αυτό το συμπύκνωμα μέχρι η ταχύτητα να είναι αρκετά υψηλή για να το σαρώσει ως όγκο, ο οποίος το παραδίδει στον συμπιεστή στην χειρότερη δυνατή μορφή. Η σωστή εγκατάσταση είναι μια σύντομη γραμμή, συνεχώς κεκλιμένη προς τον απορροφητή, χωρίς θύλακες, μονωμένη και θερμαινόμενη αν το κλίμα ή το σημείο δρόσου το απαιτεί, και υποστηριζόμενη έτσι ώστε να μην επιβάλλει τάση στο ακροφύσιο του συμπιεστή.

Ε: Γιατί ένας απορροφητής αναρρόφησης μεγεθύνεται με χαμηλότερο παράγοντα Κ από έναν κανονικό διαχωριστή;

Α: Επειδή η συνέπεια της μεταφοράς είναι σοβαρή και η φόρτιση υγρού είναι αβέβαιη. Ένας διαχωριστής γενικής χρήσης λαμβάνει ένα ρεύμα που έχει ήδη προετοιμαστεί και του οποίου η κατανομή μεγέθους σταγονιδίων είναι γνωστή, έτσι οι τυπικές τιμές Κ 0,10-0,35 m/s μπορούν να χρησιμοποιηθούν με σιγουριά. Ένας απορροφητής αναρρόφησης βρίσκεται πριν από την πιο ακριβή και λιγότερο ανεκτική μηχανή στο εργοστάσιο, και το υγρό που πρέπει να συλλάβει προέρχεται από συμπύκνωση, από ανάντη μεταφορά και από όγκους σε ποσότητες που δεν μπορούν να προβλεφθούν. Ο χαμηλότερος παράγοντας Κ, τυπικά 0,08-0,15 m/s, είναι ένα σκόπιμο περιθώριο έναντι αυτής της αβεβαιότητας, και συνήθως συνδυάζεται με έναν πιο στιβαρό διαχωριστή ομίχλης, όπως ένα πακέτο πτερυγίων αντί για πλέγμα, που ανέχεται υψηλότερη και πιο μεταβλητή φόρτιση υγρού χωρίς πλημμύρισμα.

Ε: Ποια είναι τα σημάδια ότι ένας απορροφητής αναρρόφησης δεν προστατεύει τον συμπιεστή;

Α: Έξι σημάδια, κατά προσέγγιση σειρά εμφάνισής τους. Αυξανόμενη διαφορική πίεση διαμέσου του απορροφητή, που υποδεικνύει βουλωμένο ή πλημμυρισμένο διαχωριστή ομίχλης και προηγείται ορατής μεταφοράς. Αυξανόμενη ή ασταθής στάθμη, ή συχνοί συναγερμοί υψηλής στάθμης, που υποδεικνύουν ρυθμό άφιξης υγρού υψηλότερο από αυτόν που μπορεί να χειριστεί η αποστράγγιση, ή μια βαλβίδα αποστράγγισης που είναι υπομεγέθης ή μερικώς μπλοκαρισμένη. Υγρό στον συμπιεστή, που ανιχνεύεται από αυξημένη δόνηση, από αύξηση της θερμοκρασίας των ρουλεμάν, από υγρό στο δείγμα λαδιού σφραγίδων ή λαδιού λίπανσης, ή από ανεξήγητη αλλαγή στην καμπύλη απόδοσης του συμπιεστή. Λίμναση στη γραμμή αναρρόφησης, που βρίσκεται αγγίζοντας για κρύα σημεία ή με υπερηχητική μέτρηση πάχους ή θερμοκρασίας, που είναι μια άμεση προειδοποίηση ότι αποθηκεύεται ένας όγκος. Παγωμένα ή μη ανταποκρινόμενα όργανα στάθμης σε ψυχρό καιρό. Και, απλούστερα, μια διακοπή που δεν έχει ελεγχθεί λειτουργικά: αν η διακοπή δεν έχει ενεργοποιηθεί σε διακοπή λειτουργίας εντός του τελευταίου έτους, ο απορροφητής δεν πρέπει να θεωρείται ότι προστατεύει τίποτα.