Yaygın Hatalar ve AnaliziHidrojen Kompresörleri
Soyut:
Hidrojen kompresörlerikömür kimya endüstrilerinde petrol rafinerisi ve metanol sentez gazı taşımacılığı gibi süreçlerde önemli bir rol oynar. Bir hidrojen kompresörü arızalanırsa, tesis kapanışlarına veya hatta gaz sızıntılarına, yangınlara ve patlamalara yol açabilir ve önemli ekonomik kayıplara neden olabilir. Bu makale, hidrojen gazını taşımak için kullanılan pistonlu kompresörlere odaklanarak yaygın operasyonel sorunların ayrıntılı bir analizini sağlar ve ilgili bakım önerileri sunar. Bu içgörüler, kimyasal işletmelerdeki güvenlik yöneticilerine ve ekipman operatörlerine yardımcı olmayı amaçlamaktadır.
Büyük ölçekli kimyasal işlemlerde, birçok gaz-gaz, gaz-sıvı veya gaz-katı reaksiyonu yüksek basınç koşulları gerektirdiğinden kompresörler yaygın olarak kullanılır. Bunlar arasında pistonlu kompresörler en yaygın tiplerden biridir. Pistonlu kompresörler yüksek sıkıştırma verimliliği ve güçlü uyarlanabilirlik sunar ve düşük, orta, yüksek ve ultra yüksek basınç (350 MPa üzeri) uygulamaları için tasarlanabilir. Sabit dönüş hızlarında, pistonlu kompresörlerin deşarj hacmi, deşarj basıncındaki dalgalanmalara rağmen nispeten sabit kalır. Ancak, pistonlu kompresörler karmaşık yapılara ve çok sayıda bileşene sahiptir ve bu da düzgün çalıştırılmaz veya bakımı yapılmazsa arızalara eğilimli olmalarına neden olur.
Kimya endüstrisinde, hammadde olarak hidrojen kullanan kimyasal reaksiyonların normal ilerlemesini sağlamak için hidrojen genellikle yüksek basınçlara sıkıştırılır ve bu da öncelikle hidrojen taşımacılığı için tasarlanmış pistonlu kompresörlerin kullanılmasını gerektirir. Örneğin, amonyak sentez endüstrisinde, hidrojen-azot karışımının giriş basıncı 0.03 MPa'dır ve 6-7 sıkıştırma aşamasından sonra, son deşarj basıncı 31,4 MPa'ya ulaşır. Kömür kimya endüstrilerinde metanol sentez gazı üretim sürecinde, hidrojen ve karbondioksit karışımının giriş basıncı 2,5 MPa'dır ve birden fazla sıkıştırma aşamasından sonra, son deşarj basıncı 5-10 MPa'ya (düşük basınç yöntemi) veya 35 MPa'ya (yüksek basınç yöntemi) ulaşır.
1.Çalışma Prensibi ve SınıflandırmasıHidrojen Kompresörleri
1.1Çalışma Prensibi
Bir hidrojen kompresörünün yapısı nispeten karmaşıktır ve şematik diyagramı Şekil 1'de gösterilmiştir. Ana bileşenler arasında dökme demir silindir, dökme demir silindir gömleği, dökme demir silindir kafası, dökme demir krank mili, bağlantı çubuğu, çapraz kafa (çapraz kafa kızağı dahil), conta, piston (piston segmanları dahil), yağ kazıyıcı segmanları, paslanmaz çelik piston bağlantı çubuğu ve paslanmaz çelik gaz valfi bulunur. Ek olarak, gaz filtreleri, tamponlar ve yağlama yağı boru hatları gibi bazı yardımcı cihazlar da vardır.
Diğer alternatif kompresörlere benzer şekilde, hidrojen kompresörü üç ana işlem içerir: emme, sıkıştırma ve egzoz. Bir elektrik motoruyla çalıştırılan krank mili, çapraz kafayı, piston bağlantı çubuğunu ve pistonu silindir içinde ileri geri hareket ettirir. Gaz, piston tarafından sıkıştırılır ve son olarak gaz valfinden dışarı atılır.
Şekil 1: Hidrojen Kompresör Yapısının Şematik Diyagramı
1.2 Sınıflandırma
Hidrojen kompresörlerideşarj hacmi ve deşarj basıncı aralığına göre sınıflandırılır. Belirli kategoriler Tablo 1'de gösterilmiştir.
Tablo 1: SınıflandırmaHidrojen Kompresörleri
Taban düzleminin ve silindir merkez hattının göreceli konumuna dayanarak,hidrojen kompresörleriyatay kompresörler (taban düzlemi silindir merkez hattına paraleldir, esas olarak zıt tip, tek taraflı tip ve simetrik denge tipi dahil), dikey kompresörler (taban düzlemi silindir merkez hattına diktir) ve açısal kompresörler (taban düzlemi silindir merkez hattı yönüyle belirli bir açı oluşturur) olarak da ayrılabilir.
Krank milinin bir tarafında silindir bulunan dikey kompresörler ve yatay kompresörler küçük gaz hacmi koşulları için uygundur. Yatay kompresörler arasında simetrik denge tipi yaygın olarak kullanılır ve orta ve büyük pistonlu kompresörler için en iyi seçimlerden biridir. Bu tip kompresörde krank milinin her iki tarafına eşit olarak dağıtılmış birden fazla silindir bulunur ve silindir merkez hattı yönüyle 180 derecelik bir açı oluşturur. Karşıt kompresörler yüksek basınçlı gaz sıkıştırma koşulları için uygunken, açılı kompresörler küçük ila orta ölçekli kompresörler için uygundur. Açısal kompresörler açıya göre W tipi (60 derece açı), L tipi (90 derece açı) ve fan tipi (40 derece açı) gibi çeşitli tiplere ayrılabilir.
2.Hidrojen Kompresör Modeli ve Harf Anlamları
Kompresör yapısal özelliklerinin, hacimsel debisinin, çalışma basıncının ve diğer bilgilerin hızlı bir şekilde tanımlanmasını kolaylaştırmak için,hidrojen kompresörleri, diğer yaygın kimyasal dinamik ekipmanlar gibi, her harfin farklı anlamları temsil ettiği belirlenmiş model numaralarına sahiptir. Hidrojen kompresör modelinin şematik diyagramı Şekil 2'de gösterilmiştir.
Şekil 2: Hidrojen Kompresör Modelinin Şematik Diyagramı
Şekil 2'de, model numarasının sonundaki "fark" öncelikle kompresör tipleri arasında ayrım yapmak için kullanılır ve genellikle harf ve rakamların bir kombinasyonuyla gösterilir. "Basınç", gazın kompresör tarafından sıkıştırılmasından sonraki nominal deşarj basıncının gösterge basıncını ifade eder ve standart atmosfer basıncında ölçülür. "Nominal hacimsel akış hızı", kompresör tarafından deşarj edilen gazın akış hızını ifade eder ve standart emiş pozisyonundaki koşullara (basınç, sıcaklık, gaz bileşimi) göre hesaplanır. Hidrojen kompresörünün "yapısı" ve "özellikleri", kompresörün yapısını ve belirli karakteristiklerini temsil eder ve her harfin anlamı Tablo 2 ve 3'te ayrıntılı olarak açıklanmıştır.
Tablo 2: Hidrojen Kompresör Yapısının Harfleri ve Anlamları
Tablo 3: Hidrojen Kompresör Özelliklerinin Harfleri ve Anlamları
3. Yaygın ArızalarHidrojen Kompresörleri
Hidrojen kompresörleriyüksek üretim hassasiyeti ve bakım gereksinimleri vardır. Hidrojen kompresörü motor tahrikiyle çalıştığında, krank mili hızla döner ve ileri geri hareket eder. Krank milinin ve bağlantı çubuğunun bir ucu, krank milinin ve bağlantı çubuğunun etkisi altında kılavuz içinde ileri geri hareket eden ve nihayetinde pistonu ileri geri hareket ettirmek ve hidrojeni (veya hidrojen içeren karışık gazı) sıkıştırmak için tahrik eden çapraz kafa bileşenine bağlıdır. Ancak, krank mili, bağlantı çubuğu ve çapraz kafa bileşenlerinin uzun süreli ileri geri hareketi sırasında, bu parçalar aşınmaya eğilimlidir. Şiddetli aşınma, çalışma kalitesini etkileyebilir ve hidrojen kompresörünün güvenli ve istikrarlı çalışmasını sağlamak için zamanında tespit ve bakım için kapatma gerektirebilir.
3.1 Yağlama Yağı Sistemi Arızaları ve Neden Analizi
Hidrojen kompresörünün yağlama yağı sistemindeki en yaygın sorun düşük yağ basıncıdır. Normal çalışma sırasında, yağlama yağı yağ pompası tarafından basınçlandırılır ve birinci kademe filtreye iletilir, ardından harici yağlama yağı soğutucusundan ve ikinci kademe filtresinden geçer ve üç rotaya ayrılır. Birinci rota kompresör yağ basınç göstergesine (uzaktan ve yerel göstergeler dahil) gider; ikinci rota yağlama sağlamak için büyük uç yatağının küçük bölümüne ulaşır; ve üçüncü rota yağ basınç sınırlayıcı sızıntısını önlemek için dengeleme pompasına gider.
Yağlama yağı sisteminin normal bakımında, ilk adım her yağ hattı sistemini, özellikle borulardaki statik sızdırmazlık noktalarını görsel olarak incelemektir. Herhangi bir sızıntı veya yağ lekesi bulunursa, sızdıran yağ hattı sıkılmalıdır. Hidrojen kompresörünün normal çalışması sırasında, yağlama yağı sistemi her zaman negatif basınç durumundadır ve bu da azalan yağ basıncını tespit etmeyi zorlaştırır. Bunu doğru bir şekilde belirlemek için, yağ hatlarındaki statik sızdırmazlık noktalarının ayrıntılı incelemeleri gerekir ve olası riskleri ortadan kaldırmak için olası sızıntı yapan tüm borular değiştirilmelidir. Ek olarak, su içeriği ve metal iyon seviyeleri yağın bozulmasını hızlandırabileceğinden, yağlama yağının kalitesi sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Yağın yoğuşmayan gaz içeriği standardı aşarsa, yağ basıncı dalgalanmaları meydana gelebilir. Yağlama yağı besleme hattını ve ikinci kademe filtre boşluğu ile yağ soğutucusu arasındaki boşluğu inceleyerek, yağ hattındaki gaz yoğuşma seviyesini değerlendirebilirsiniz; daha büyük boşluklar daha fazla yoğuşma olduğunu gösterir. Yoğuşmanın iki yaygın nedeni şunlardır: (1) yağlama yağının dış hava için belirli bir çözünürlüğü vardır, bu da az miktarda havanın çözünmesini önlemeyi zorlaştırır; (2) ikinci aşama yağ basınç sınırlayıcı cihazı, az miktarda hava ile karıştırılmış yağı geri döndürerek köpük oluşturur ve bu da birikir ve boşluğu artırır. Bu sorunu çözmek için, geri dönüş yağ borusu çıkışı, boru hattında köpük yoğunlaşmasını önlemek için yağlama yağı filtresinin girişinin en uzak ucuna mümkün olduğunca yakın konumlandırılmalıdır.
3.2 Gaz Vanası, Vana Plakası Arızaları ve Bakım Analizi
Tipik,hidrojen kompresörleriBekleme ünitesine geçmeli ve her 3 ila 6 ayda bir bakım veya muayeneden geçmelidir. Gaz valflerine özel dikkat gösterilmelidir, çünkü valf plakaları karbon birikmesine, yağ çamuru birikmesine veya toza eğilimlidir ve gaz valfi yayları kırılabilir. Gaz valfi basınç kapağının birkaç üst vidası vardır; bakım sırasında bu vidalar gevşetilmeli ve temiz bir kaba veya tozsuz bir beze yerleştirilmelidir. Daha sonra, gaz valfi basınç kapağının üstündeki cıvatalar ve somunlar gevşetilmeli, silindirden gaz kaçağı kalmayana kadar iki çapraz cıvata ve somun bırakılmalı ve ardından hepsi çıkarılmalıdır. Son olarak, basınç kapağını ve valf plakası pres kapağını çıkarın, valf plakasını nazikçe dışarı çekin ve malzeme muayenesi için olası yağ lekelerini veya çamuru temizleyin. Tüm gaz valfleri, sızıntı olmadığından emin olmak için kurulumdan önce nitrojenle basınç testine tabi tutulmalıdır. Valf plakası arıza analizi ve kullanım yöntemleriyle ilgili ayrıntılar Tablo 4'te gösterilmiştir.
Tablo 4: Valf Plakası Arıza Analizi ve İşleme Yöntemleri
3.3 Silindir Bloğu
Silindir duvarının düzgünlüğü ve yağlanması çok önemlidir. Piston silindir içinde hızla ileri geri hareket ederken, hidrojen toz veya partikül madde içeriyorsa, silindir duvarı çizilebilir veya oluklanabilir ve bu da potansiyel olarak silindir arızasına yol açabilir. Çizikler veya oluklar küçükse, yarım yuvarlak bir bileme taşı kullanılarak düzeltilebilirler. Oluğun uzunluğunun silindir çevresinin 1/4'ünü aştığı ve oluk genişliğinin 3 mm'den ve derinliğinin 0.4 mm'den büyük olduğu daha ciddi çizikler veya oluklar için silindirin delinmesi gerekir. Delme, ciddi aşınma için yaygın bir işlemdir, silindir çapını hafifçe artırır, ancak orijinal tasarım çapının %2'sini aşmaz ve duvar kalınlığı azaltması orijinal kalınlığın 1/12'sini aşmaz. Delme işleminden sonra, uygun boşluğu sağlamak için yeni silindir çapına uyan pistonları ve piston segmanlarını seçin.
3.4 Çapraz Kafa ve Bağlantı Çubuğu
Çapraz kafa genellikle yüksek kaliteli karbon veya alaşımlı çelikten dövülerek yüksek mukavemet ve sertlik sağlar. Piston çubuğunun alt ucunu bağlantı çubuğunun küçük uç yatağına bağlayarak kuvveti pistondan bağlantı çubuğuna ve krank miline iletir. Bağlantı çubuğu pistonun ileri geri hareketini krank milinin dönme hareketine dönüştürür. Çapraz kafa, çapraz kafa pimi, kayar plaka ve kılavuz rayı toplu olarak çapraz kafa tertibatı olarak bilinir ve yüksek basınç nedeniyle çatlamaya eğilimlidir.
Çapraz Kafanın Değiştirilmesi:
Ara yatak gövdeden çıkarılmışsa, çapraz kafa bağlantı flanşından çıkarılarak değiştirilebilir. Ara yatak gövdeyle bütünleşikse, çapraz kafa değişimi gövdedeki ölçüm delikleri aracılığıyla yapılabilir.
Pencere değişimi sırasında, çapraz başlığı pencerenin ortasına (yani çapraz başlığın kayma yolunun ortasına) getirin, eksen boyunca 90 derece döndürerek üst ve alt kayma yollarını pencerenin iki tarafıyla hizalayın ve ardından onarım ve değiştirme için paralel olarak pencereden dışarı çıkarın.
Onarım sırasında kızak yolu çalışma yüzeyine zarar vermekten kaçının, kılavuz portuyla hizalayın ve açıklığın belirtilen gereksinimleri karşıladığından emin olun.
Bağlantı Çubuğunun Büyük Uç Yatağının Değiştirilmesi:
(1) Krank mili yatağını üst tarafa yerleştirmek ve kaymayı ve kazaları önlemek için döndürme cihazını kullanın.
(2)Öncelikle bağlantı çubuğu cıvatalarını alt kısımdan çıkarın, bağlantı çubuğu kapağını asmak için kaldırma halkası vidalarını kullanın, ardından üst bağlantı çubuğu cıvatalarını çıkarın ve kapağı ve yatağı kaldırma halkası vidalarıyla birlikte kaldırın.
(3) Bağlantı çubuğunu krank mili muylusundan ayırmak için krank milini döndürme tertibatıyla yavaşça döndürün ve bağlantı çubuğunu değiştirmek üzere çıkarın.
(4) Bağlantı çubuğu büyük uç yataklarını çiftler halinde değiştirin.
(5)Bağlantı çubuğu cıvatalarında tahribatsız test gerçekleştirin.
(6)Şu anda, bağlantı çubuğu büyük uç yatakları tipik olarak kazıma gerektirmeyen standart ince duvarlı yataklardır. Büyük uç yataklarının boşluğu kesinlikle tasarım gereksinimlerini karşılamalıdır.
Bağlantı Çubuğunun Küçük Uç Yatağının Değiştirilmesi:
(1)Öncelikle konumlandırma pimi sıkıştırma somununu çıkarın ve konumlandırma pimini çıkarın. Çapraz kafayı bağlantı çubuğundan ayırmak için çapraz kafa pimini bir uçtan dışarı itmek için yuvarlak bir çubuk kullanın. Ardından, bağlantı çubuğunu motor kapağından çıkarın ve kızak yolunu koruyarak küçük uç yatağı değişimine geçin.
(2)Değiştirme sırasında eski yatağı bağlantı çubuğunun küçük ucundan dışarı doğru bastırın ve yeni yatağı bastırın.
3.5 Krank Mili
Ana yatak ve krank mili yatağının konikliği ve ovalliği aşağıdaki gibi olmalıdır:<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.
Ana Yatağın Değiştirilmesi:
(1)Makine gövdesinin yan kapağını ve uç yan kapaklarını çıkarın ve krank mili ve motor bağlantılarını ayırın. Ardından, ana yatak alt kabuğunu çıkarmak için yağlama yağı borusunu ve ana yatak kapağını gevşetin.
(2)Krank milinin altına uygun konumlarda bir kriko yerleştirin (dengeli tutarak), krank milini yaklaşık 0.1–0.2 mm kaldırın ve ana yatak alt kabuğunu yatak yuvasından çıkarmak için yuvarlak bir çubuk veya diğer uygun aletleri kullanın. Benzer şekilde, yeni alt kabuğu yatak yuvasına yerleştirin.
(3)Yeni ana yatak üst kabuğunu ve kapağını yatak yuvasına takın ve yatak cıvatalarını gerektiği gibi sabitleyin.
(4)Çift olarak üretilen ana yataklar çift olarak değiştirilmelidir.
(5) Kalın duvarlı yataklar için şimleri kullanarak büyük uç yatağı ile krank mili yatağı arasındaki boşluğu ayarlayın. İnce duvarlı yataklar için, boşluk çok küçükse kazıyın; aşırı büyükse değiştirin.
(6) Radyal boşluğu kurşun basınç yöntemlerini kullanarak ve eksenel boşluğu kalınlık ölçerleri kullanarak veya yatak deliği ve şaftın çaplarını çıkararak ölçün.
(7) Radyal boşluk, mil çapının 0.8‰–1.2‰'si kadar olmalıdır.
(8)Tasarıma özgü gereksinimler için, ana yatak boşluğu kompresörün tasarım değerlerine kesinlikle uymalıdır.
4. Sonuç
Hammadde olarak hidrojen kullanan kimyasal üretim süreçlerinde, hidrojen kompresörü kimyasal reaksiyonlar için temel bir ekipman parçasıdır. Bu nedenle, yedek ünitelerde düzenli kontroller ve yedek kompresöre geçtikten sonra üretici gerekliliklerini takip eden bakım çalışmaları da dahil olmak üzere iyi planlanmış bir bakım programı oluşturulmalıdır. Ek olarak, yağlama yağı sistemi düzenli olarak kontrol edilmeli ve birincil ve ikincil filtreler temizlenmelidir. Denetimler sırasında, dökme demir silindir bloğu, krank mili, bağlantı çubukları vb.'nin normal şekilde çalışıp çalışmadığını belirlemek için çeşitli kompresör segmentlerinde anormal sesler olup olmadığını kontrol etmek için bir stetoskop kullanın. Bu makale, çalışma prensiplerini, sınıflandırmaları ve yaygın arızaları analiz eder ve özetlerhidrojen kompresörlerikimya endüstrisi için operasyonel rehberlik sağlamak, işletme, yönetim ve bakım seviyelerini iyileştirmekhidrojen kompresörleri, istikrarlı bir çalışma sağlayarak, duruş kayıplarını azaltarak, işletmeler için ekonomik faydaların maksimize edilmesini sağlar.
Yasal Uyarı:
1. Daha fazla bilgi paylaşımı amacıyla bazı grafik ve metinsel bilgiler internet ve WeChat resmi hesaplarından alınmıştır.
2. Sağlanan bilgiler yalnızca öğrenme ve referans amaçlıdır ve ifade edilen görüşlerin onaylandığı anlamına gelmez. Bilgilerin doğruluğu, güvenilirliği veya eksiksizliği konusunda hiçbir garanti verilmemektedir.
3. İçerik, telif hakkı veya diğer sorunlarla ilgili endişeleriniz varsa lütfen kaldırma işlemi için 30 gün içinde bizimle iletişime geçin.