Kesalahan dan Analisis BiasaPemampat Hidrogen
Abstrak:
Pemampat hidrogenmemainkan peranan penting dalam proses seperti penapisan petroleum dan pengangkutan gas sintesis metanol dalam industri kimia arang batu. Jika pemampat hidrogen tidak berfungsi, ia boleh menyebabkan penutupan loji atau kebocoran gas, kebakaran dan letupan, menyebabkan kerugian ekonomi yang ketara. Kertas kerja ini memfokuskan pada pemampat omboh yang digunakan untuk mengangkut gas hidrogen, menyediakan analisis terperinci tentang isu operasi biasa dan menawarkan cadangan penyelenggaraan yang sepadan. Cerapan ini bertujuan untuk membantu pengurus keselamatan dan pengendali peralatan dalam perusahaan kimia.
Dalam proses kimia berskala besar, banyak tindak balas gas-gas, gas-cecair, atau gas-pepejal memerlukan keadaan tekanan tinggi, menjadikan pemampat digunakan secara meluas. Antaranya, pemampat omboh adalah salah satu jenis yang paling biasa. Pemampat omboh menawarkan kecekapan mampatan tinggi dan kebolehsuaian yang kuat, dan ia boleh direka bentuk untuk aplikasi tekanan rendah, sederhana, tinggi dan ultra tinggi (lebih 350 MPa). Pada kelajuan putaran yang berterusan, isipadu nyahcas pemampat omboh kekal stabil walaupun terdapat turun naik dalam tekanan nyahcas. Walau bagaimanapun, pemampat omboh mempunyai struktur yang kompleks dan banyak komponen, menjadikannya terdedah kepada kerosakan jika tidak dikendalikan atau diselenggara dengan betul.
Dalam industri kimia, untuk memastikan perkembangan normal tindak balas kimia menggunakan hidrogen sebagai bahan mentah, hidrogen biasanya dimampatkan kepada tekanan tinggi, memerlukan penggunaan pemampat omboh yang direka terutamanya untuk pengangkutan hidrogen. Contohnya, dalam industri sintesis ammonia, tekanan pengambilan campuran hidrogen-nitrogen ialah 0.03 MPa, dan selepas 6-7 peringkat pemampatan, tekanan nyahcas akhir mencapai 31.4 MPa. Dalam proses pengeluaran gas sintesis metanol dalam industri kimia arang batu, tekanan pengambilan campuran hidrogen dan karbon dioksida ialah 2.5 MPa, dan selepas beberapa peringkat pemampatan, tekanan nyahcas akhir mencapai 5-10 MPa (kaedah tekanan rendah ) atau 35 MPa (kaedah tekanan tinggi).
1.Prinsip Kerja dan Klasifikasi bagiPemampat Hidrogen
1.1Prinsip Kerja
Struktur pemampat hidrogen adalah agak kompleks, dengan gambarajah skematiknya ditunjukkan dalam Rajah 1. Komponen utama termasuk silinder besi tuang, pelapik silinder besi tuang, kepala silinder besi tuang, aci engkol besi tuang, rod penyambung, kepala silang (termasuk slaid kepala silang) , pembungkusan, omboh (termasuk gelang omboh), gelang pengikis minyak, rod penyambung omboh keluli tahan karat dan injap gas keluli tahan karat. Selain itu, terdapat beberapa peranti tambahan seperti penapis gas, penimbal dan saluran paip minyak pelincir.
Sama seperti pemampat salingan yang lain, pemampat hidrogen melibatkan tiga proses utama: pengambilan, pemampatan dan ekzos. Didorong oleh motor elektrik, aci engkol menggerakkan kepala silang, rod penyambung omboh, dan omboh ke depan dan ke belakang dalam silinder. Gas tersebut dimampatkan oleh omboh dan akhirnya dikeluarkan melalui injap gas.
Rajah 1: Gambarajah Skema Struktur Pemampat Hidrogen
1.2 Pengelasan
Pemampat hidrogendikelaskan berdasarkan julat isipadu nyahcas dan tekanan nyahcas. Kategori khusus ditunjukkan dalam Jadual 1.
Jadual 1: Pengelasan bagiPemampat Hidrogen
Berdasarkan kedudukan relatif satah asas dan garis tengah silinder,pemampat hidrogenjuga boleh dibahagikan kepada pemampat mendatar (satah asas selari dengan garis tengah silinder, terutamanya termasuk jenis bertentangan, jenis satu sisi, dan jenis keseimbangan simetri), pemampat menegak (satah asas berserenjang dengan garis tengah silinder), dan sudut pemampat (satah asas membentuk sudut tertentu dengan arah garis tengah silinder).
Pemampat menegak dan pemampat mendatar dengan silinder pada satu sisi aci engkol sesuai untuk keadaan isipadu gas yang kecil. Di antara pemampat mendatar, jenis keseimbangan simetri digunakan secara meluas dan merupakan salah satu pilihan terbaik untuk pemampat salingan sederhana dan besar. Pemampat jenis ini mempunyai berbilang silinder yang diagihkan sama rata pada kedua-dua belah aci engkol, membentuk sudut 180 darjah dengan arah garis tengah silinder. Pemampat berlawanan sesuai untuk keadaan mampatan gas tekanan tinggi, manakala pemampat sudut sesuai untuk pemampat bersaiz kecil hingga sederhana. Pemampat sudut boleh dibahagikan lagi kepada pelbagai jenis berdasarkan sudut, seperti jenis W (sudut 60 darjah), jenis L (sudut 90 darjah), dan jenis kipas (sudut 40 darjah), antara lain.
2. Model Pemampat Hidrogen dan Maksud Huruf
Untuk memudahkan pengenalan pantas ciri struktur pemampat, kadar aliran isipadu, tekanan kerja dan maklumat lain,pemampat hidrogen, seperti peralatan dinamik kimia biasa yang lain, mempunyai nombor model yang ditetapkan, dengan setiap huruf mewakili makna yang berbeza. Gambarajah skematik model pemampat hidrogen ditunjukkan dalam Rajah 2.
Rajah 2: Gambarajah Skema Model Pemampat Hidrogen
Dalam Rajah 2, "perbezaan" pada penghujung nombor model digunakan terutamanya untuk membezakan antara jenis pemampat, secara amnya diwakili oleh gabungan huruf dan nombor. "Tekanan" merujuk kepada tekanan tolok tekanan nyahcas nominal selepas gas dimampatkan oleh pemampat, diukur pada tekanan atmosfera standard. "Kadar aliran isipadu nominal" merujuk kepada kadar aliran gas yang dilepaskan oleh pemampat, dikira berdasarkan keadaan pada kedudukan sedutan standard (tekanan, suhu, komposisi gas). "struktur" dan "ciri" pemampat hidrogen mewakili struktur dan ciri khusus pemampat, dengan makna setiap huruf diperincikan dalam Jadual 2 dan 3.
Jadual 2: Huruf dan Maksud Struktur Pemampat Hidrogen
Jadual 3: Huruf dan Maksud Ciri-ciri Pemampat Hidrogen
3. Kegagalan biasaPemampat Hidrogen
Pemampat hidrogenmempunyai ketepatan pembuatan dan keperluan penyelenggaraan yang tinggi. Apabila pemampat hidrogen beroperasi di bawah pemacu motor, aci engkol berputar dengan pantas dan bergerak ke depan dan ke belakang. Satu hujung aci engkol dan rod penyambung disambungkan kepada komponen kepala silang, yang juga bertindak balas dalam panduan di bawah tindakan aci engkol dan rod penyambung, akhirnya memacu omboh untuk bertindak balas dan memampatkan hidrogen (atau gas campuran yang mengandungi hidrogen). Walau bagaimanapun, semasa salingan berpanjangan aci engkol, rod penyambung, dan komponen kepala silang, bahagian ini terdedah kepada haus. Haus yang teruk boleh menjejaskan kualiti operasi, memerlukan pengesanan dan penutupan tepat pada masanya untuk penyelenggaraan bagi memastikan operasi yang selamat dan stabil pemampat hidrogen.
3.1Kegagalan Sistem Minyak Pelincir dan Analisis Punca
Isu yang paling biasa dengan sistem minyak pelincir pemampat hidrogen ialah tekanan minyak rendah. Semasa operasi biasa, minyak pelincir ditekan oleh pam minyak dan dihantar ke penapis peringkat pertama, kemudian melalui penyejuk minyak pelincir luaran dan penapis peringkat kedua, dan dibahagikan kepada tiga laluan. Laluan pertama pergi ke tolok tekanan minyak pemampat (termasuk tolok jauh dan tempatan); laluan kedua mencapai bahagian kecil galas hujung besar untuk memberikan pelinciran; dan laluan ketiga pergi ke pam pampasan untuk mengelakkan kebocoran pengehad tekanan minyak.
Dalam penyelenggaraan biasa sistem minyak pelincir, langkah pertama ialah memeriksa secara visual setiap sistem saluran minyak, terutamanya titik pengedap statik dalam paip. Jika terdapat sebarang kebocoran atau kesan minyak, saluran minyak yang bocor hendaklah diketatkan. Semasa operasi biasa pemampat hidrogen, sistem minyak pelincir sentiasa dalam keadaan tekanan negatif, menjadikannya sukar untuk mengesan tekanan minyak yang berkurangan. Untuk menentukan ini dengan tepat, pemeriksaan terperinci titik pengedap statik pada saluran minyak diperlukan, dan sebarang paip yang berpotensi bocor harus diganti untuk menghapuskan potensi risiko. Selain itu, kualiti minyak pelincir perlu diperiksa dengan ketat, kerana kandungan air dan paras ion logam boleh mempercepatkan degradasi minyak. Jika kandungan gas tidak boleh terkondensasi minyak melebihi standard, turun naik tekanan minyak mungkin berlaku. Dengan memeriksa saluran bekalan minyak pelincir dan jurang antara rongga penapis peringkat kedua dan penyejuk minyak, seseorang boleh menilai tahap pemeluwapan gas dalam saluran minyak-jurang yang lebih besar menunjukkan lebih banyak pemeluwapan. Dua sebab umum untuk pemeluwapan ialah: (1) minyak pelincir mempunyai keterlarutan tertentu untuk udara luar, menjadikannya sukar untuk mengelakkan sedikit pembubaran udara; (2) peranti pengehad tekanan minyak peringkat kedua mengembalikan minyak bercampur dengan sedikit udara, membentuk buih, yang terkumpul dan meningkatkan jurang. Untuk menyelesaikan isu ini, alur keluar paip minyak pemulangan hendaklah diletakkan sedekat mungkin dengan hujung pengambilan penapis minyak pelincir untuk mengelakkan kepekatan buih dalam saluran paip.
3.2 Injap Gas, Kegagalan Plat Injap dan Analisis Penyelenggaraan
lazimnya,pemampat hidrogenhendaklah bertukar kepada unit siap sedia dan menjalani penyelenggaraan atau pemeriksaan setiap 3 hingga 6 bulan. Perhatian khusus harus diberikan kepada injap gas, kerana plat injap terdedah kepada pengumpulan karbon, pengumpulan enap cemar minyak, atau habuk, dan spring injap gas mungkin pecah. Penutup tekanan injap gas mempunyai beberapa skru atas; semasa penyelenggaraan, skru ini hendaklah dilonggarkan dan diletakkan di dalam bekas bersih atau kain bebas habuk. Kemudian, bolt dan nat di bahagian atas penutup tekanan injap gas hendaklah dilonggarkan, meninggalkan dua bolt dan nat pepenjuru sehingga tiada gas keluar dari silinder, dan kemudian keluarkan kesemuanya. Akhir sekali, keluarkan penutup tekanan dan penutup penekan plat injap, tarik keluar plat injap perlahan-lahan, dan bersihkan sebarang kesan minyak atau enap cemar yang mungkin untuk pemeriksaan bahan. Semua injap gas hendaklah diuji tekanan dengan nitrogen sebelum dipasang untuk memastikan tiada kebocoran. Butiran mengenai analisis kegagalan plat injap dan kaedah pengendalian ditunjukkan dalam Jadual 4.
Jadual 4: Analisis dan Kaedah Pengendalian Kegagalan Plat Injap
3.3 Blok Silinder
Kelicinan dan pelinciran dinding silinder adalah penting. Apabila omboh bertindak balas dengan pantas di dalam silinder, jika hidrogen mengandungi habuk atau bahan zarah, dinding silinder boleh tercalar atau beralur, yang berpotensi membawa kepada kegagalan silinder. Jika calar atau alur kecil, ia boleh dilicinkan menggunakan batu asah separuh bulat. Untuk calar atau alur yang lebih teruk, di mana panjang alur melebihi 1/4 daripada lilitan silinder dan lebar alur lebih besar daripada 3 mm dan kedalaman lebih daripada 0.4 mm, membosankan silinder diperlukan. Membosankan adalah rawatan biasa untuk haus teruk, meningkatkan diameter silinder sedikit, tetapi tidak melebihi 2% daripada diameter reka bentuk asal, dengan pengurangan ketebalan dinding tidak melebihi 1/12 daripada ketebalan asal. Selepas membosankan, pilih omboh dan gelang omboh yang sepadan dengan diameter silinder baharu untuk memastikan kelegaan yang betul.
3.4 Kepala Palang dan Rod Penyambung
Kepala silang biasanya ditempa daripada keluli karbon atau aloi berkualiti tinggi, memberikan kekuatan dan ketegaran yang tinggi. Ia menghubungkan hujung bawah rod omboh ke galas hujung kecil rod penyambung, menghantar daya dari omboh ke rod penyambung dan aci engkol. Rod penyambung menukarkan gerakan salingan omboh ke dalam gerakan putaran aci engkol. Kepala silang, pin kepala silang, plat gelongsor dan rel pemandu secara kolektif dikenali sebagai pemasangan kepala silang dan terdedah kepada keretakan akibat tekanan tinggi.
Menggantikan Crosshead:
Jika tempat duduk perantaraan telah dikeluarkan dari badan, kepala silang boleh diganti dengan mengeluarkannya dari bebibir sambungan. Jika tempat duduk perantaraan adalah penting dengan badan, penggantian kepala silang boleh dilakukan melalui lubang ukuran dalam badan.
Semasa penggantian tetingkap, gerakkan kepala silang ke tengah tetingkap (iaitu, tengah laluan gelongsor kepala silang), putarkannya 90 darjah di sepanjang paksi untuk menjajarkan laluan slaid atas dan bawah dengan dua sisi tingkap, dan kemudian alihkannya secara selari keluar dari tingkap untuk pembaikan dan penggantian.
Semasa membaiki, elakkan merosakkan permukaan kerja laluan gelongsor, sejajar dengan port panduan, dan pastikan pelepasan memenuhi keperluan yang ditentukan.
Menggantikan Galas Hujung Besar Rod Penyambung:
(1)Gunakan peranti pusing untuk meletakkan jurnal aci engkol di bahagian atas dan selamatkannya untuk mengelakkan gelongsor dan kemalangan.
(2) Mula-mula, tanggalkan bolt rod penyambung dari bahagian bawah, gunakan skru gelang angkat untuk menggantung penutup rod penyambung, kemudian tanggalkan bolt rod penyambung atas, dan angkat penutup dan galas bersama-sama skru gelang angkat.
(3) Putar perlahan aci engkol dengan peranti pusing untuk memisahkan rod penyambung daripada jurnal aci engkol dan keluarkan rod penyambung untuk penggantian.
(4) Gantikan galas hujung besar rod penyambung secara berpasangan.
(5)Lakukan ujian tidak merosakkan pada bolt rod penyambung.
(6) Pada masa ini, galas hujung besar rod penyambung biasanya adalah galas berdinding nipis standard, tidak memerlukan pengikisan. Pelepasan galas hujung besar harus memenuhi keperluan reka bentuk dengan ketat.
Menggantikan Galas Hujung Kecil Rod Penyambung:
(1) Mula-mula, tanggalkan nat pengapit pin kedudukan dan keluarkan pin kedudukan. Gunakan rod bulat untuk menolak pin kepala silang keluar dari satu hujung untuk memisahkan kepala silang daripada rod penyambung. Kemudian, keluarkan rod penyambung dari penutup enjin dan teruskan dengan penggantian galas hujung kecil, melindungi laluan gelongsor.
(2) Semasa penggantian, tekan galas lama keluar dari hujung kecil rod penyambung dan tekan dalam galas baru.
3.5 Aci engkol
Tirus dan bujur jurnal utama dan jurnal aci engkol sepatutnya<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.
Menggantikan Galas Utama:
(1) Tanggalkan penutup sisi badan mesin dan penutup sisi hujung, dan pisahkan aci engkol dan sambungan motor. Kemudian, longgarkan paip minyak pelincir dan penutup galas utama untuk mengeluarkan cengkerang bawah galas utama.
(2)Letakkan bicu di bawah aci engkol pada kedudukan yang sesuai (pastikan ia seimbang), naikkan aci engkol lebih kurang 0.1–0.2 mm, dan gunakan rod bulat atau alatan lain yang sesuai untuk mengeluarkan cangkang bawah galas utama dari tempat duduk galas. Begitu juga, masukkan cangkang bawah yang baharu ke dalam tempat duduk galas.
(3) Pasang cangkang atas galas utama baharu dan tutup ke dalam tempat duduk galas dan selamatkan bolt galas seperti yang diperlukan.
(4) Galas utama yang dibuat secara berpasangan mesti diganti secara berpasangan.
(5) Laraskan kelegaan antara galas hujung besar dan jurnal aci engkol menggunakan shim untuk galas berdinding tebal. Untuk galas berdinding nipis, kikis jika kelegaan terlalu kecil; ganti jika ia terlalu besar.
(6) Ukur kelegaan jejari menggunakan kaedah tekanan plumbum dan kelegaan paksi menggunakan tolok perasa atau tolak diameter lubang galas dan aci.
(7)Kelegaan jejari hendaklah 0.8‰–1.2‰ daripada diameter jurnal.
(8) Untuk keperluan khusus reka bentuk, kelegaan galas utama hendaklah mengikut nilai reka bentuk pemampat dengan ketat.
4. Kesimpulan
Dalam proses pengeluaran kimia menggunakan hidrogen sebagai bahan mentah, pemampat hidrogen adalah peralatan teras untuk tindak balas kimia. Oleh itu, jadual penyelenggaraan yang dirancang dengan baik harus diwujudkan, termasuk pemeriksaan tetap pada unit siap sedia dan kerja penyelenggaraan mengikut keperluan pengeluar selepas bertukar kepada pemampat sandaran. Selain itu, sistem minyak pelincir perlu diperiksa secara berkala, dan penapis primer dan sekunder dibersihkan. Semasa pemeriksaan, gunakan stetoskop untuk memeriksa bunyi yang tidak normal dalam pelbagai segmen pemampat untuk menentukan sama ada blok silinder besi tuang, aci engkol, rod penyambung, dll., berfungsi dengan normal. Kertas kerja ini menganalisis dan meringkaskan prinsip kerja, klasifikasi, dan kegagalan biasapemampat hidrogen, menyediakan panduan operasi untuk industri kimia, meningkatkan tahap operasi, pengurusan dan penyelenggaraanpemampat hidrogen, memastikan operasi yang stabil, mengurangkan kerugian masa henti, dan memaksimumkan faedah ekonomi untuk perusahaan.
Penafian:
1. Beberapa maklumat grafik dan teks diperoleh daripada internet dan akaun rasmi WeChat, dengan tujuan untuk berkongsi maklumat lanjut.
2. Maklumat yang diberikan adalah untuk tujuan pembelajaran dan rujukan sahaja dan tidak membayangkan sokongan terhadap pandangan yang dinyatakan. Tiada jaminan dibuat mengenai ketepatan, kebolehpercayaan atau kesempurnaan maklumat.
3. Jika terdapat kebimbangan berkaitan kandungan, hak cipta atau isu lain, sila hubungi kami dalam masa 30 hari untuk dialih keluar.