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Welche Umstände führen zu Turbulenzen, und wie kann man mit Turbulenzen umgehen?
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Stottern hat im Grunde zwei Ursachen: Erstens zu geringer Durchfluss und zweitens hoher Auslassdruck, was dazu führt, dass das Gas in die entgegengesetzte Richtung strömt oder Vibrationen entstehen. Um dieses Problem zu lösen, kann man die Entlüftungsventile oder Stotterverhinderungsventile öffnen, außerdem kann eine Rückflussschleife eingesetzt werden, während gleichzeitig das Auslassventil enger gestellt wird
Hoher Auslassdruck führt nicht unbedingt zu Turbulenzen – es ist eine umfassende Analyse notwendig; einzelne Werte sind ohne Bedeutung.
Niedriger Durchfluss oder hoher Auslassdruck.
Solange letztendlich der Druck in der Leitung höher ist als der Druck am Ausgang der Presse, tritt das ein – stimmt das so?
Turbulenz ist eine inhärente Eigenschaft von Zentrifugalkompressoren. Wenn der Druck oder das Volumenstrom am Einlass des Kompressors plötzlich abnimmt und unter den minimal zulässigen Werten liegt, kommt es im Kompressor zu einer starken Trennung der Gase. Dadurch entsteht ein plötzlicher Stau – das bedeutet, dass die Strömungsrichtung der Gase am Eingang der Läuferblätter sowie der Winkel der Blattöffnungen stark abweichen. In diesem Fall kann der Läufer den Druck der Gase nicht mehr effektiv erhöhen, wodurch der Druck am Auslass des Kompressors sinkt. Doch der Druck im Systemnetzwerk sank nicht sofort entsprechend, wodurch Gas vom Systemnetzwerk in den Kompressor zurückfloss. Wenn der Druck im Systemnetzwerk unter den Auslassdruck des Kompressors fiel, floss das Gas wieder in das Systemnetzwerk. Durch diese Wiederholung entstehen periodische, axiale, niederfrequente und stark amplitudenreiche Strömungsoszillationen zwischen der Anlage und dem Rohrnetz. Bei Betrieb der Zentrifugal-Kühlanlage bei niedriger Last verringert sich die Öffnungsgrad der Kompressorleitbleche, wodurch der Durchfluss des Kühlmittels im Kreislauf abnimmt. Die Leistung des Kompressors nimmt ab, und auch die Fähigkeit der Laufräder, einen bestimmten Druck aufzubauen, verringert sich. In diesem Fall tritt Turbulenz auf. Der Bediener muss über eine Leistungskurve des Kompressors verfügen, auf der die Phasenlinie eingetragen ist, um stets zu wissen, an welcher Stelle sich der Betriebspunkt des Kompressors auf dieser Kurve befindet. Zur Erhöhung der Betriebssicherheit kann in einem Bereich mit einem Durchfluss, der um 5 % bis 10 % über der Turbulenzgrenze liegt, eine Schutzlinie gegen Turbulenzen eingefügt werden, um den Bediener darauf aufmerksam zu machen. Durch die Verringerung der Drehzahl kann das Durchflussvolumen gesenkt werden, ohne dass es zum Turbulenzzustand kommt – doch der Auslassdruck sinkt dabei ebenfalls. An der Ansaugstelle oder auf den verschiedenen Ebenen werden Drehmechanismen für die Leitbleche eingebaut, um den Winkel der Leitbleche zu regulieren. Dadurch wird verhindert, dass bei einer verringerten Durchflussmenge der Ansaugdruck zu hoch wird – und somit Turbulenzen entstehen. Am Ausgang des Kompressors wird ein Umleitungsrohr installiert. Wenn es im Betrieb notwendig ist, den Durchfluss des Kompressors zu verringern, kann das überschüssige Gas abgelassen werden oder nach Entlastung wieder in die Einlassleitung zurückgeführt werden. Es ist besser, mehr Energie und Leistung zu verbrauchen, damit der Kompressor mit ausreichendem Durchfluss arbeiten kann und nicht in einen Schwingzustand gerät. Am Eingang des Kompressors werden Geräte zur Überwachung der Temperatur und des Durchflusses installiert, am Ausgang Geräte zur Überwachung des Drucks. Bei auftretenden Anomalien oder Schwingungen wird sofort Alarm ausgelöst. Am besten ist es, diese Systeme mit der Schwingungspräventionssteuerung sowie mit der Notstoppfunktion zu verbinden. Der Bediener muss den Funktionsmechanismus des Kompressors kennen, stets auf den Betriebszustand der Maschine achten sowie mit den verschiedenen Überwachungs- und Steuerungssystemen vertraut sein, um zu verhindern, dass die Maschine in einen Zustand des Überlastungsversagens gerät. Sobald es zu Turbulenz kommt, muss sofort die Durchflussmenge erhöht werden, um der Turbulenz entgegenzuwirken – oder der Motor muss sofort abgestellt werden. Nach dem Stillstand muss die Maschine überprüft werden, um sicherzustellen, dass es keine verborgenen Gefahren gibt, bevor sie wieder in Betrieb genommen werden kann.
Eine Chlorpresse in unserer Fabrik gibt in letzter Zeit ständig Stotteralarme ab, doch laut DCS sind weder der Durchfluss noch der Auslassdruck ein Problem. Der Druckunterschied im Eingangsfilter erreichte einmal 14 kPa. Die PLC steuert den Wert jeweils auf 35 – anschließend wieder auf 65. Gibt es ein Problem mit der Steuerung der PLC, oder gibt es tatsächlich andere Ursachen für das Turbulenzphänomen?
Eine Chlorpresse in unserer Fabrik gibt in letzter Zeit ständig Stotteralarme ab, doch laut DCS sind weder der Durchfluss noch der Auslassdruck ein Problem. Der Druckunterschied im Eingangsfilter erreichte einmal 14 kPa. Die PLC steuert den Wert jeweils auf 35 – anschließend wieder auf 65. Gibt es ein Problem mit der Steuerung der PLC, oder gibt es tatsächlich andere Ursachen für das Turbulenzphänomen?
Von der DCS sollte doch eine Schwingungsanzeige vorhanden sein – man soll prüfen, ob der Betriebszustand die Schwingungsschutzgrenze überschreitet Das sollte doch klar sein.
Dieser Beitrag wurde zuletzt von zhangtieshuan am 20.6.2017 um 21:05 bearbeitet. Ich frage mich: Wie groß ist der Unterschied zwischen dem Kompressionsverhältnis und den Designvorgaben? Können sich die Gaskomponenten ändern? Kann die Drehzahl nicht weiter sinken, wenn die Rückführleitung geöffnet ist? Ist die Stotterungsschutzlinie bis an den Grenzwert verschoben? Nach den vorhandenen Informationen wird vermutet, dass der Grund dafür darin liegt, dass der Betriebspunkt zwischen dem Schwingbereich und dem nicht-schwingenden Bereich hin- und herwechselt. Man sollte den PLC in den Manuellmodus schalten und die Rückflussklappe allmählich von 35 auf 65 öffnen, um zu prüfen, ob die Symptome dadurch verschwinden Ist auch die Integrationswirkung der PLC-PID-Parameter zu stark?
Nach der ersten Kompression beträgt der Druck 0,07 MPa, nach der zweiten Kompression 0,15 MPa, nach der dritten Kompression 0,32 MPa und nach der vierten Kompression 0,56 MPa. Die Zusammensetzung des Gases sollte sich nicht ändern, mit der Drehzahl gibt es auch keine Probleme. Das Problem liegt wohl in der Druckstabilität am Eingang der Antriebswelle – die von der DCS angezeigte Durchflussmenge liegt über der Schwellenwertgrenze für das Turbulenzphänomen Aber nach einer Weile tritt dann ein Turbulenzalarm auf? Wo liegt das Problem?
Zeigt die DCS-Ausgangsströmung einen Wert über dem Turbulenzlimit an?
Könnten Sie ein Screenshot des Stotterungskontrollbildschirms senden?
Und noch etwas: Wird bei euch die Störungsbegrenzung mit einer festen Grenze oder mit einer variablen Grenze vorgenommen?