Sección de metanol: Temas semanales. Causas del sobresaturación en los compresores centrífugos. 08.08–08.15 de 2016

Por lo general, se debe a un flujo insuficiente. Aumentar el flujo de retorno puede reducir el sobresaltado

El filtro de entrada del compresor está obstruido; la cantidad de gas que entra es demasiado pequeña o la presión es demasiado baja. Además, el peso molecular de las moléculas de gas que entran es demasiado bajo, o bien la temperatura de entrada es demasiado alta. La indicación de la velocidad del motor es baja; el controlador antivuelco no funciona correctamente. Fallo en la válvula antirritorno. Sedimento en el compresor o daños en sus componentes. La velocidad de rotación del grupo turbogenerador es inestable: la presión aumenta demasiado rápido al arrancar, y disminuye demasiado rápido al detenerse y reducir la carga.

Causas de la turbulencia. Métodos de solución: Presión de entrada baja: Aumentar la presión de entrada en el proceso. Filtro de entrada obstruido: Detener la máquina y limpiar el filtro de entrada. Válvula de salida cerrada: Abrir la válvula de salida. Presión de salida alta: Disminuir la presión de salida. Tuberías de entrada rotas: Reparar urgentemente la fuga o detener la máquina

El caudal de circulación es bajo; se debe aumentar el deriva de hidrógeno en la circulación

1\ El compresor centrífugo sufre sobrecarga; la causa fundamental es la disminución en la cantidad de aire que ingresa, hasta alcanzar el valor mínimo permitido por el compresor. Tanto en el plano teórico como en la práctica, se puede demostrar que los siguientes factores pueden hacer que el punto de funcionamiento del compresor caiga en la zona de sobrepresión; todos ellos son causas de la aparición de este fenómeno. a) Aumento de la presión en la red de tuberías del sistema; es decir, una mala evacuación del aire provoca obstrucciones en las salidas y, como consecuencia, sobrepresión ； b) La apertura de la válvula de salida o de entrada no es suficiente, lo que provoca una acción de restricción y disminuye el caudal ； c) La velocidad del compresor centrífugo disminuye repentinamente, lo que provoca una reducción en el caudal y una caída brusca en la presión de salida; esto puede causar sobrepresión ； d) Disminución de la presión de admisión, como consecuencia del obstrucción del filtro de entrada o de un valor elevado de presión negativa en la admisión; esto equivale a un aumento de la resistencia en la red de tuberías ； e) El aumento de la temperatura de admisión y la disminución de la densidad del gas hacen que la línea de sobrecarga del compresor se desplace hacia la derecha e inferior, reduciendo así la zona de operación estable ； f) Disminución notable en el peso molecular del gas ； g) El valor de la presión de trabajo en la salida del compresor centrífugo se establece en el borde de la zona de sobrepresión ； h) Problemas de diseño en el propio compresor; el ángulo de corte de las placas de expansión es excesivo. La función principal de la placa de expansión es convertir la velocidad del gas que sale del rotor en la energía estática necesaria. Si la placa de expansión cambia, esto puede causar que la demanda de flujo del compresor sea excesiva. Si la demanda de flujo no puede ajustarse en consecuencia, eso inevitablemente llevará a la aparición de vibraciones en el compresor. 2\ Medidas para evitar y eliminar el sobresaltado en los compresores centrífugos. Dado que los compresores centrífugos presentan la característica de sobresaltado, los fabricantes han diseñado sistemas de protección contra este fenómeno. La función de estos sistemas es activarse automáticamente cuando el compresor comienza a sobresaltarse, con el fin de protegerlo. La configuración específica consiste en comparar el valor de la presión de salida con el valor de la presión del sistema. En un tiempo muy breve, si la variación de presión supera un valor determinado, se activa la protección automática contra el colapso del sistema. En ese momento, la válvula de alivio del aire acondicionado (válvula de control de reflujo) y la válvula de regulación de entrada se abren simultáneamente, con el fin de eliminar el estallido turbulento (como se muestra en la Figura 5). Luego, se ajustan las válvulas de entrada y salida; se cierran la válvula de alivio de presión (válvula de control de retroflujo) y la válvula de regulación de entrada, y se realiza un ajuste automático para que el sistema vuelva a tener su valor de presión normal.

¿Cuáles son los factores que causan el estallido en los compresores centrífugos? ¿Cómo se elimina el estallido en un compresor centrífugo? Respuesta: Las causas del fenómeno de estallido en funcionamiento real son, aproximadamente, las siguientes: 1) El caudal de gas es bajo, lo que hace que el flujo entre en la zona de estallido. 2) La presión de salida del gas es demasiado alta, lo que hace que la turbina entre en la zona de estallido. 3) La sobrecarga operativa provoca estallido. 4) El daño en las piezas mecánicas provoca turbulencia. 5) Además: una disminución repentina de la velocidad de rotación, fluctuaciones significativas en la temperatura y densidad del medio comprimido, así como una presión de admisión baja, también pueden causar sobrecarga. Cuando se produce el fenómeno de estallido, es necesario aumentar inmediatamente el caudal de flujo (abriendo la válvula de alivio de salida o la válvula de derivación entre la entrada y la salida; esto reduce la presión de salida y así se evita el peligro). Luego, hay que determinar la causa del estallido y tratar de eliminarla. También es importante verificar si la máquina está dañada, para poder volver a operarla normalmente. Si el sistema requiere que se mantenga una presión constante, entonces, después de abrir la válvula antiestallido y permitir que el gas fluya hacia atrás, se debe aumentar ligeramente la velocidad de rotación, de modo que la presión de salida vuelva al nivel original.

Problemas de proceso: 1. La presión de entrada es demasiado baja, debido a las grandes fluctuaciones en las condiciones del sistema, especialmente en cuanto a la presión. Dado que el punto de colapso está directamente influenciado por la diferencia de presión en la boquilla del medidor de flujo de entrada, la presión de entrada disminuye bruscamente. El sistema del compresor aún no ha llegado al punto de colapso, pero la gran diferencia de presión hace que el punto de colapso supere la línea de protección contra el colapso y entre en la zona de colapso, lo que provoca dicho colapso. Las causas pueden ser el apagado del compresor del sistema anterior, el cierre por fallo de la válvula de regulación automática, la resistencia líquida en el separador, el colapso del filtro de relleno, la activación de la válvula de seguridad o la rotura de las tuberías del equipo. 2. La presión acumulada en el sistema posterior al compresor, o la diferencia de presión, provoca que la presión de salida del compresor sea excesiva. También pueden causar este problema las averías en las válvulas de alivio del sistema de síntesis, la resistencia líquida en el separador de metanol, o problemas para la eliminación del hielo en la torre de enfriamiento del metanol.
3. La velocidad con la que se ajustan las válvulas manuales en todo el sistema es demasiado alta; esto afecta significativamente la cantidad de gas y la presión, especialmente en el caso de las válvulas de cierre.
4. Los cambios bruscos en la carga son un problema. Problemas relacionados con el control electrónico: 1. La distancia entre la línea de protección contra el estallido y la línea de estallido en sí es demasiado pequeña. En particular, en los compresores centrífugos, donde hay fluctuaciones en el sistema, la distancia entre estas líneas debería ser mayor. 2. Los tramos rectos del medidor de caudal no cumplen con los requisitos necesarios; en particular, los filtros de entrada y las conexiones en T. Cualquier pequeña fluctuación de presión en el sistema puede hacer que la lectura del caudal real sea incorrecta.
3. Las resistencias térmicas y los transmisores de presión presentan grandes desviaciones de precisión o fallan.
4. Fallas en las válvulas de control de flujo de entrada.
5. Los parámetros PID de las válvulas de control automático no son adecuados, lo que provoca que los cambios en los parámetros sean demasiado rápidos, demasiado lentos o excesivamente bruscos. Ejemplo: válvulas de control del flujo de carbono.

Problemas con las válvulas:
1. Válvulas neumáticas anti-sobrepresión: problemas con la fuente de aire, obstrucciones o fugas, lo que hace que la válvula se abra automáticamente.
2. Fallas en las válvulas electromagnéticas de dos posiciones y cinco vías de la válvula anti-sobrepresión, o fallas en el sistema de control eléctrico.
3. Fallas en la propia estructura de la válvula anti-sobrepresión.

Problemas relacionados con el equipo:
Diseño demasiado estrecho de los canales de flujo del equipo, curvas de expansión inadecuadas, diseño incorrecto de los difusores

La temperatura del aire de admisión es demasiado baja; el peso molecular promedio del aire de admisión es excesivo

La cantidad de hidrógeno en la entrada disminuye y la presión de entrada se reduce. Abrir la válvula de prevención de estallido.