Setor de metanol – Tópicos semanais – Causas do surto em compressores centrífugos 08.08–15.08.2016

Geralmente, é causado por fluxo insuficiente. Aumentar o fluxo de retorno pode reduzir o flutter

A tela de filtro na entrada do compressor está obstruída; a quantidade de gás que entra é muito pequena ou a pressão é baixa demais. Além disso, o peso molecular dos gases que entram é muito baixo ou a temperatura de entrada é alta demais. O indicador de rotação do motor está baixo, e o controlador antivibração não consegue funcionar corretamente. Falha na válvula antirrituação. Acúmulo de sujeira no compressor ou danos em suas peças. A rotação do motor não é estável: a pressão aumenta muito rapidamente durante a partida, e a velocidade diminui muito rapidamente ao reduzir a carga durante a parada.

Causas do flutter: Métodos de solução. Pressão de entrada baixa: Aumentar a pressão de entrada no processo. Filtro de entrada obstruído: Parar a máquina e limpar o filtro de entrada. Válvula de saída fechada: Abrir a válvula de saída. Pressão de saída alta: Reduzir a pressão de saída. Tubulação de entrada rompida: Consertar urgentemente a fuga ou parar a máquina

O volume de circulação é baixo; aumente o derivação de hidrogênio em circulação

1\ O compressor centrífugo entra em estado de surto, e a causa fundamental é a redução no volume de ar que chega ao compressor, atingindo assim o valor mínimo permitido. Tanto em termos teóricos quanto práticos, pode-se comprovar que os seguintes fatores podem fazer com que o ponto de operação do compressor caia na região de estouro, sendo todos eles causas para o ocorrer do estouro. a) A pressão na rede de tubulações do sistema aumenta, ou seja, a falta de fluxo de ar adequado causa obstrução na saída, levando a turbulências ； b) A abertura da válvula de saída ou da válvula de entrada não é suficiente, o que gera um efeito de restrição no fluxo, fazendo com que ele diminua ； c) A velocidade do compressor centrífugo diminui abruptamente, o que resulta em uma redução no fluxo de ar. Além disso, a pressão de saída também cai drasticamente, o que pode causar turbulências ； d) A pressão de entrada diminui, seja devido ao entupimento do filtro de entrada ou a um valor elevado de pressão negativa durante a sucção, o que equivale a um aumento da resistência na rede de tubulações ； e) O aumento da temperatura de admissão e a diminuição da densidade do gás fazem com que a linha de estouro do compressor se mova para a direita e para baixo, reduzindo assim a área de operação estável ； f) A massa molecular dos gases diminui significativamente ； g) A pressão de operação na saída do compressor centrífugo é definida na borda da região de estouro ； h) Problemas de projeto do próprio compressor, com ângulo de corte das placas de expansão excessivo. A função principal da placa de difusão é transformar a velocidade dos gases que saem do rotor em energia de pressão estática necessária. Alterações na placa de difusão podem causar uma demanda excessiva de vazão pelo compressor; se a vazão desejada não puder ser ajustada correspondentemente, isso certamente levará ao surgimento de flutter. 2\ Medidas para evitar e eliminar o surto em compressores centrífugos Devido às características de surto dos compressores centrífugos, as fabricantes desenvolveram sistemas de proteção contra surtos. A função desses sistemas é ativar automaticamente a proteção contra surtos quando o compressor começa a apresentar esse fenômeno. A configuração específica consiste em comparar o valor da pressão de saída com o valor da pressão do sistema. Em um período de tempo muito curto, se a variação de pressão ultrapassar um determinado valor, é acionada a proteção automática contra surtos de pressão. Nesse momento, a válvula de alívio do ar-condicionado (válvula de controle de refluxo) e a válvula de regulação de entrada são abertas ao mesmo tempo, a fim de eliminar o flutter (conforme mostrado na Figura 5). Em seguida, ajustam-se as válvulas de entrada e saída, fecha-se a válvula de alívio de pressão (válvula de controle de refluxo) e a válvula de ajuste de entrada, permitindo que o sistema volte aos seus valores normais de pressão de forma automática.

Quais são os fatores que causam a turbulência em compressores centrífugos? Como eliminar o surto em um compressor centrífugo? Resposta: As causas do fenômeno de surto em operação real são, em geral, as seguintes: 1) Fluxo de gás baixo, entrando na região de surto. 2) A pressão de saída do gás está muito alta, entrando na região de flutter. 3) O funcionamento inadequado causa surto. 4) Danos nas peças mecânicas causam turbulência. 5) Além disso: uma redução súbita na velocidade de rotação, flutuações significativas na temperatura e densidade do meio comprimido, bem como uma baixa pressão de admissão, também podem causar surto. Quando o fenômeno de surto ocorre, é necessário aumentar imediatamente o fluxo de gás (abrindo a válvula de alívio de pressão ou a válvula de derivação entre a entrada e a saída – válvula antissurto – para reduzir a pressão de saída). Assim, o perigo é eliminado. Em seguida, deve-se identificar a causa do surto e tomar medidas para eliminá-la. Também é preciso verificar se há algum dano na máquina, antes de retomar as operações normais. Se for necessário manter a pressão no sistema, após abrir a válvula antissurto e permitir o retorno do gás, deve-se aumentar adequadamente a velocidade de rotação, de modo que a pressão de saída volte ao nível normal.

Problemas de processo: 1. A pressão de entrada é muito baixa, devido a flutuações excessivas nas condições de operação do sistema, especialmente em termos de pressão. Isso acontece porque o ponto de surto é diretamente afetado pela diferença de pressão no tubo do medidor de vazão de entrada. Quando a pressão de entrada diminui abruptamente, o sistema do compressor ainda não entra em estado de surto, mas a grande diferença de pressão faz com que o ponto de surto ultrapasse a linha de proteção contra surtos, entrando assim na área de surto, o que causa o fenômeno de surto. As causas incluem parada do compressor do sistema anterior, fechamento devido a falha na válvula de regulação automática, resistência líquida no separador, colapso do filtro de embaçamento, acionamento da válvula de segurança ou ruptura de tubulações do equipamento. 2. Pressão excessiva na saída do compressor, devido à pressão acumulada no sistema após o compressor ou à diferença de pressão. Além disso, podem haver falhas nas válvulas de alívio do sistema de síntese, resistência líquida no separador de metanol e problemas de entupimento na torre de resfriamento do metanol.
3. A velocidade de ajuste das válvulas manuais em todo o sistema é muito alta, especialmente nas válvulas de isolamento, que afetam significativamente a quantidade de gás e a pressão.
4. Alterações bruscas na carga do sistema. Problemas relacionados ao controle eletrônico: 1. A distância entre a linha de proteção contra flutter e a linha de flutter em si é muito pequena. Isso é especialmente verdadeiro para compressores centrífugos, cujas flutuações de pressão são frequentes; portanto, a linha de proteção contra flutter deve ser ajustada para um valor maior. 2. O trecho em linha reta do medidor de vazão não atende aos padrões exigidos; especialmente no que diz respeito à filtragem na entrada e aos conectores em forma de “T”. Qualquer pequena flutuação de pressão no sistema faz com que a leitura do vazão real seja distorcida.
3. Há grandes desvios de precisão nos sensores de resistência térmica e nos transmissores de pressão, ou então esses dispositivos estão com defeito.
4. Há problemas com as válvulas de controle de fluxo na entrada.
5. Os parâmetros PID das válvulas de controle automático não são adequados, o que faz com que as mudanças nos parâmetros sejam muito rápidas, muito lentas ou extremas. Exemplos disso são as válvulas de controle do fluxo de carbono.

Problemas com as válvulas:
1. Válvulas antirrotores pneumáticas: problemas com o fornecimento de ar, entupimentos ou vazamentos, fazendo com que a válvula se abra automaticamente.
2. Falhas nos solenoides de controle das válvulas antirrotores ou problemas no sistema eletrônico de controle.
3. Falhas na própria estrutura da válvula antirrotor.

Problemas com os equipamentos:
O design dos canais de fluxo das hélices dos equipamentos é muito estreito, além disso, os elementos de expansão do fluxo também não foram projetados de maneira adequada

A temperatura do ar de admissão está muito baixa; o peso molecular médio do ar de admissão é excessivo

A quantidade de hidrogênio na entrada diminui, e a pressão na entrada também diminui. Abra a válvula de proteção contra surto.