El mecanismo y el diagnóstico de fallas de parada giratoria y sobrecarga

El parada giratorio y la sobrecarga son una falla de vibración del compresor centrífuga de alta velocidad. Esta falla se debe a la separación del flujo de fluidos, y el propio equipo generalmente no tiene defectos estructurales obvios, por lo que no es necesario detener el mantenimiento, y la vibración se puede reducir al valor permitido ajustando el flujo.

Cuando la separación giratoria se desarrolla aún más en un aumento, no solo causará una disminución de la eficiencia de la unidad, sino que también causará graves daños a la máquina. El aumento puede causar daños en los sellos internos de la máquina, rodamientos, etc., e incluso puede causar daños en el rotor doblado y el acoplamiento. El aumento es una de las condiciones de trabajo más peligrosas para el funcionamiento de la maquinaria fluida, como los compresores centrífuga, y es muy dañino para la máquina. Para esta falla que es extremadamente dañina pero no requiere tiempo de inactividad, se puede mostrar mejor el papel y los beneficios del monitoreo del Estado y el diagnóstico de fallas.

De hecho, la formación de la zona de parada es un proceso hidrodinámico bastante complejo. La frecuencia de parada también está relacionada con la distorsión del flujo de aire de entrada de la hoja y el ángulo de dirección del flujo de aire de entrada.β1 ángulo de instalación con la entrada de la hojaβSFactores como el tamaño de la diferencia entre ellos (conocida como el ángulo de impacto) y la progresión del compresor están estrechamente relacionados..B.f.j. cossar utilizó el método de instalación de malla metálica de baja tasa de agujero en la entrada del compresor en la prueba para medir 1 / 2 de la frecuencia de parada como frecuencia de velocidad, lo que es diferente de 1 / 3 de la frecuencia de parada calculada por el estudio teórico.

El modelo de prueba de n.a.cumpsty señala que la frecuencia de parada de rotación está dentro del rango de 1 / 5 a 1 / 2 de la frecuencia de velocidad, y con el aumento de la serie del compresor, la velocidad de propagación de la zona de parada de rotación se acerca gradualmente al 40% de la velocidad del rotor.

El experto japonés en vibraciones aki Wanbo dijo que según el tipo de máquina, la velocidad de propagación de la zona de parada giratoria es de 0,2 a 0,5 de la velocidad del rotor. Las unidades de compresión de la compañía italiana nuovo pigove se utilizan más en la industria petroquímica de china, y la compañía utiliza co en grandes plantas de fertilizantes y urea fabricadas de acuerdo con sus dibujos.2 El compresor, que propone que la velocidad de propagación de la zona de parada giratoria se pueda calcular de acuerdo con la siguiente fórmula empírica:

En la fórmula,Q0pPara el flujo real en caso de parada de rotación,Q0 Diseñar el flujo de condiciones de trabajo para el compresor,uEs la velocidad circunstancial del rotor.

La velocidad de propagación de la zona de parada de rotación calculada de acuerdo con la fórmula es de aproximadamente 0,3 a 0,45 de la velocidad de rotación del rotor. Además, la relación Hub (es decir, la relación entre el diámetro interior y el diámetro exterior del canal del impulsor) tiene un gran impacto en la velocidad de propagación de la zona de parada. El gran impulsor de relación Hub se detendrá en toda la dirección del radio, es decir, la zona de parada aparecerá en todo el rango desde la raíz de la hoja hasta la parte superior de la hoja, llamada parada de radio completo (figura 2 (a); El impulsor específico del Hub de la rueda pequeña generalmente solo se detiene parcialmente en la dirección del radio, es decir, la zona de parada solo ocupa una parte de la longitud del canal de flujo (figura 2 (b). En lo que respecta al Estado de parada, el parada de radio completo es más grave que el parada de radio parcial, es decir, el líquido en la cascada causará fuertes fluctuaciones de presión.

A juzgar por el sistema de coordenadas relativas fijado al impulsor, el Grupo de separación de rotación se separa con frecuencia angular.ωsSe propaga entre los canales de la máquina y la frecuencia de vibración del rotor esωsCuya frecuencia de vibración es menor que la frecuencia angular del rotorω. y desde el punto de vista del sistema de coordenadas fuera del impulsor, el Grupo de separación de rotación se toma comoω-.ωsSi la frecuencia gira, su dirección es la misma que la dirección de rotación del rotor. Por lo tanto, cuando se produce un parón de rotación en la maquinaria fluida, la vibración anormal del rotor es simultánea.ωsY..ω-.ωs) dos frecuencias características subarmónicas.

Cuando la unidad se detiene en rotación, puede haber una masa de separación de gas en un impulsor de primera etapa, o puede haber varias masas de separación en un impulsor de primera etapa; La masa de separación puede ocurrir en un impulsor de una determinada etapa o simultáneamente en varios impulsores de etapa. En general, la máquina a menudo tiene dos o más masas de gas desconectadas cuando se produce un fallo de parada de rotación. En la producción real, la frecuencia angular del estancamiento de rotación de la máquinaωsCon referencia a la fórmula anterior, se puede calcular presionando la fórmula:

En la fórmula,ωEs la frecuencia del ángulo del rotor,NEs el número de masas de separación de gas,Q0pPara el flujo de trabajo real,Q0 Para diseñar el tráfico.

Las fallas de parada giratoria de la maquinaria fluida siempre están presentes en general, pero no necesariamente estimulan al rotor para que la unidad vibra fuertemente, y solo cuando la frecuencia de parada giratoria está acoplada a una frecuencia inherente de la unidad, la máquina puede resonar y producir vibraciones peligrosas.

Como se muestra en la figura 3, el compresor centrífuga tiene esta característica, para una velocidad determinada, siempre corresponde a un valor de flujo, y la eficiencia del compresor alcanza el punto. Cuando el flujo es mayor o menor que este valor, la eficiencia disminuirá. Por lo general, el punto de trabajo del caudal se utiliza como punto de trabajo de diseño.

El lado izquierdo de la curva de rendimiento del compresor está sujeto a condiciones de sobrecarga..Qmínimo) restricción, bloqueo a la derecha..Qmáx) la restricción, en la zona entre los dos, se llama zona de condiciones de trabajo estables del compresor. El tamaño de la zona de trabajo estable es un indicador importante para medir el rendimiento del compresor.

Cuando el compresor está en funcionamiento, si el flujo se reduce constantemente por razones externas, se alcanzaQmínimo A valores, se producirá una grave separación giratoria en el canal de flujo del compresor. si el volumen de gas se reduce aún más, todo el canal de flujo del impulsor del compresor se ocupará de la zona de vórtice de flujo de aire, cuando la presión de salida del compresor disminuirá repentinamente. Sin embargo, la presión en el sistema de red de tuberías de mayor capacidad conectado a la salida del compresor no disminuye inmediatamente, cuando el gas en la red de tuberías retrocede hacia el compresor.Cuando la presión en la red de tuberías cae por debajo de la presión de escape de la salida del compresor, el reflujo de gas se detendrá y el compresor reanudará el escape a la red de tuberías. Sin embargo, debido a la falta de aire de admisión, el compresor aparecerá una zona de vórtice en el canal de flujo después de que la red de tuberías de salida vuelva a la presión original. De esta manera, el flujo en la unidad y la tubería cambiará periódicamente, y la presión de entrada y salida de la máquina fluctuará considerablemente. Debido a que el gas fluye hacia atrás en la entrada y salida del compresor, irá acompañado de un rugido de flujo de aire periódico enorme y una fuerte vibración de la máquina, estas fluctuaciones se pueden reflejar claramente en los registros de presión, flujo, visualización de señales de vibración del panel de operación del instrumento, y también se pueden percibir inmediatamente en el Sitio de operación.

La frecuencia y amplitud de la vibración de la máquina causada por el aumento están estrechamente relacionadas con el tamaño del volumen de la red de tuberías. cuanto mayor sea el volumen de la red de tuberías, menor será la frecuencia de aumento y mayor será la amplitud. La capacidad de la red de tuberías de escape de algunas máquinas es muy grande, cuando la frecuencia de aumento es incluso inferior a 1 hz.

• Cuando el compresor se acerca o entra en las condiciones de sobrecarga, el bloque del cilindro y el rodamiento experimentarán una fuerte vibración, su amplitud aumentará considerablemente en comparación con el funcionamiento normal, y la frecuencia de sobrecarga es generalmente relativamente baja, generalmente de 1 a 30 hz.

  
  

• Cuando el compresor funciona en condiciones estables, su presión de salida y flujo de entrada no cambian mucho, y los datos medidos fluctúan cerca de la media, en una pequeña amplitud. Cuando se acerca o entra en las condiciones de sobrecarga, la presión de salida y el flujo de entrada cambian mucho, se produce un pulso periódico y sustancial, y a veces incluso se produce el fenómeno de que el gas retrocede de la entrada del compresor.

  
  

• Cuando el compresor funciona de manera estable, su ruido es pequeño y continuo. Cuando se acerca la condición de sobrecarga, debido a que todo el sistema produce oscilaciones periódicas del flujo de aire, en el gasoducto, el ruido emitido por el flujo de aire también es alto y bajo, lo que produce cambios periódicos. Al entrar en las condiciones de sobrecarga, el ruido aumenta e incluso hay explosiones.

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