Nguyên tắc
Máy nén khí ly tâm là một máy quay sử dụng lực ly tâm để tạo ra áp suất cho các ứng dụng khác nhau. Nó tăng tốc không khí từ trung tâm của cánh quạt và sau đó làm chậm nó trong bộ khuếch tán. Trong quá trình giãn nở của không khí, năng lượng vận tốc được chuyển thành thế năng và do đó không khí được điều áp.

Nhiều giai đoạn, đặc biệt là ba giai đoạn, Máy nén khí ly tâm rất phổ biến trong một nhà máy. Mỗi giai đoạn đơn lẻ có thể làm tăng áp suất từ 2: 1 đến 3: 1 và giai đoạn thứ ba tuần tự sẽ kết thúc với mức tăng áp suất khoảng 8: 1. Các ưu điểm khác của máy nén ba giai đoạn bao gồm kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm thuận tiện sau mỗi giai đoạn nén. Máy nén khí ly tâm là một máy quay phức tạp được làm từ nhiều thành phần khác nhau. Hình 1 minh họa một số:

1. Động cơ
2. Bánh răng bò có bánh răng trụ để dẫn động các giai đoạn nén khí.
3. Van tiết lưu đầu vào hoặc cánh gạt dẫn hướng đầu vào (IGV)
4. Giai đoạn nén khí đầu tiên
5. Intercooler 1
6. Giai đoạn nén khí thứ hai
7. Intercooler 2
8. Giai đoạn nén khí thứ ba
9. Aftercooler
10. Van xả
11. Kiểm tra van
12. Bảng điều khiển

Ứng dụng
Máy nén khí ly tâm hiện đại nhỏ gọn, hiệu quả và đáng tin cậy. Thông thường, chúng được gắn trên một đế chung với động cơ, bánh răng, bộ làm mát, đường ống và bộ điều khiển đều được tích hợp. Bộ điều khiển máy nén được sử dụng để quản lý công suất và độ tin cậy của máy nén khí ở áp suất đầu ra tương đối ổn định. Công nghệ tiên tiến gần đây của máy nén khí ly tâm đã mang lại những lợi ích to lớn cho người sử dụng như cung cấp khí không dầu, lắp đặt đơn giản, vận hành rẻ, dễ bảo dưỡng. Do đó, máy nén khí ly tâm được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng thương mại và công nghiệp khác nhau, bao gồm:

• Tách khí
• Lọc dầu
• Trạm điện
• Xử lý hóa học
• Thực phẩm và đồ uống
• Hóa dầu
• Ngành nhựa
• Thiết bị điện tử
• Nhà máy giấy và bột giấy
• Ngành Dệt

Hình 2 : Một ví dụ về các ứng dụng trong nhà máy chế biến hóa chất được trình bày dưới đây.

Thất bại và nguyên nhân
Sự cố nghiêm trọng của máy nén có thể mang lại hậu quả nghiêm trọng cho hoạt động của nhà máy, chẳng hạn như hỏng hóc các thiết bị khác, nguy cơ an toàn, thời gian ngừng hoạt động, mất doanh thu sản xuất, sửa chữa tốn kém và các vấn đề sức khỏe. Các lỗi máy nén có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau, nhưng nguyên nhân phổ biến nhất là lỗi bộ phận cơ khí liên quan đến mất cân bằng, lệch trục, mỏi hoặc sai thiết kế, bôi trơn không đủ hoặc không đúng cách, hỏng phớt và tích tụ vật liệu lạ. Hình ảnh dưới đây (Hình 3) cho thấy một sự cố máy nén nghiêm trọng tại một cơ sở lọc dầu, gây ra thời gian ngừng hoạt động và tổn thất sản xuất đáng kể.

Hình 3. Một trường hợp hỏng máy nén khí ly tâm

Trục là bộ phận quay quan trọng để truyền chuyển động và truyền lực trong cơ cấu máy nén. Các ổ trục được gắn vào vỏ để cung cấp hỗ trợ cả hướng tâm và hướng trục cho trục. Do đó, rung động ở trục hoặc vỏ ổ trục sẽ là triệu chứng đầu tiên và là dấu hiệu chính xác của nhiều vấn đề của hệ thống máy nén khí ly tâm.

Bảo vệ tài sản
Máy nén ly tâm là tài sản quan trọng đối với nhiều cơ sở sản xuất và các nhà máy đang dựa vào chúng để hoạt động. Điều quan trọng là phải có một số cơ chế bảo vệ máy để cung cấp trạng thái khỏe mạnh của máy nén và ngăn ngừa sự cố nghiêm trọng. Giám sát rung động là một trong những phương pháp phổ biến nhất có thể phát hiện nhiều lỗi trước khi chúng chuyển sang các vấn đề nghiêm trọng. Việc thực hiện giám sát rung động có thể dẫn đến nhiều lợi ích khác, chẳng hạn như:

• Tăng thời gian hoạt động và sản lượng sản xuất
• Loại bỏ việc sửa chữa không mong muốn và thời gian chết đột xuất
• Tối ưu hóa việc duy trì lập lịch và hiệu suất máy
• Cải thiện hiệu suất tài chính

Viện Dầu khí Hoa Kỳ (API) là người ủng hộ lớn trong việc phát triển các tiêu chuẩn giám sát thiết bị, và các tiêu chuẩn API đã được nhiều người sử dụng máy quay chấp nhận rộng rãi. Năm 1970, API đã chấp nhận các đầu dò lân cận làm thiết bị đo lường để xác định độ rung trục có thể chấp nhận được trong quá trình thử nghiệm nghiệm thu của nhà máy. Được gọi là tiêu chuẩn API 670, nó đã được sửa đổi sau đó để bổ sung nội dung liên quan đến nhiệt độ và vật liệu để đo độ rung của vỏ trên hộp số. Năm 2001, tiêu chuẩn API 670 đã được sửa đổi một lần nữa và có tên Tiêu chuẩn bảo vệ máy móc. API 670 đã trở thành tiêu chuẩn được áp dụng rộng rãi nhất để giám sát rung động trên thế giới vì nó thường phản ánh “thực hành kỹ thuật tốt” được công nhận cho các hệ thống giám sát rung động. Trong Hình 4, API gợi ý rằng phải lắp đặt tối thiểu hai vị trí trục và hai cặp đầu dò rung hướng tâm (X và Y) cho máy nén ly tâm có ổ trục màng chất lỏng để theo dõi độ rung của trục. Kinh nghiệm cũng khuyến nghị nên lắp tối thiểu một bộ cảm biến rung chấn trên vỏ ổ trục để theo dõi rung động tổng thể của vỏ.

Hình 4 Bố trí hệ thống tiêu biểu API 670 cho máy nén ly tâm có vòng bi thủy động lực

Sản phẩm Metrix
Metrix đi tiên phong trong khái niệm đổi mới công nghệ và bảo vệ máy móc hợp lý cho khách hàng của mình. Metrix cung cấp giải pháp rung hoàn chỉnh với cả dòng sản phẩm gần và địa chấn để đáp ứng các yêu cầu khác nhau từ nhiều ứng dụng khác nhau. Sự kết hợp của các sản phẩm hệ thống tiệm cận kỹ thuật số đặc trưng của chúng tôi trình điều khiển MX2033 và bộ phát MX2034, cũng như Máy đo gia tốc SA6200A hoặc bộ truyền địa chấn ST5484E của chúng tôi có thể bảo vệ máy nén của bạn và mang lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp của bạn.

Để bảo vệ máy nén khí ly tâm ba cấp, nên lắp đặt ít nhất một hệ thống đầu dò MX2034 trên mỗi cánh quạt để đo độ rung hướng tâm và ít nhất một Máy phát địa chấn ST5484E đối với độ rung hộp số. Tín hiệu 4-20mA có thể được chuyển đến Hệ thống điều khiển PLC / DCS và tín hiệu thô được đệm có thể có sẵn để phân tích chẩn đoán. Một hệ thống cải tiến sẽ sử dụng một cặp đầu dò XY ở mỗi ổ trục / phớt. Cách lắp đặt và đi dây điển hình được thể hiện trong Hình 5 và Hình 6.

Hình 5 Các sản phẩm giám sát rung động Metrix được sử dụng trên máy nén khí ly tâm

Hình 6 Sơ đồ đấu dây của MX2034 trong ứng dụng máy nén khí ly tâm

Để bảo vệ máy nén khí ly tâm ở mức độ cao hơn, nên theo dõi cả vị trí trục và tốc độ của trục động cơ / cánh quạt. Máy phát tiệm cận Metrix MX2034 có khả năng đo các thông số này. Khả năng cấu hình kỹ thuật số của MX2034 giúp người dùng dễ dàng sử dụng bất kỳ chế độ nào trong hiện trường để đáp ứng các yêu cầu khác nhau trong hệ thống bảo vệ máy của bạn. Điều này có thể đạt được thông qua Phần mềm Tiện ích và Cấu hình Metrix DPS được trình bày trong Hình 7.

Hình 7. Giao diện người dùng của phần mềm tiện ích và cấu hình Metrix DPS

Các tính năng nâng cao của Máy phát tiệm cận MX2034

So sánh cạnh tranh cho máy ly tâm