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왕복 압축기는 가스 압축 응용 분야에 다양한 산업에서 널리 사용됩니다. 이들은 실린더 내에서 피스톤의 왕복 운동에 기초하여 가스를 압축하고 압력을 증가시킨다. 그러나, 왕복 압축기 의 눈에 띄는 제한은 액체를 펌핑 할 수 없다는 것입니다. 이 제한은 운영 원리와 이러한 기계 내에서 유체 역학을 지배하는 기본 물리학에 대한 중요한 의문을 제기합니다. 왕복 압축기가 액체를 처리 할 수없는 이유를 이해하는 것은 엔지니어와 기술자가 장비 고장을 방지하고 시스템 성능을 최적화하는 데 중요합니다.
왕복 압축기의 한계를 이해하려면 작동 메커니즘을 탐구해야합니다. 이 압축기는 크랭크 샤프트에 의해 구동되는 움직이는 피스톤이있는 실린더로 구성됩니다. 피스톤이 아래쪽으로 움직이면 흡기 밸브를 통해 가스가 실린더로 들어갈 수있는 진공 청소기가 생성됩니다. 상향 스트로크에서 피스톤은 가스를 압축 한 다음 더 높은 압력으로 배기 밸브를 통해 나옵니다.
전체 공정은 가스의 압축성에 의존합니다. 가스는 압박을 증가시키기 위해 압축 될 수 있기 때문에 압력 증가 하에서 더 작은 부피를 차지할 수 있기 때문에, 압축기는 압력 수준을 높이면서 가스 부피를 효과적으로 감소시킨다. 클리어런스 볼륨, 밸브 타이밍 및 피스톤 속도를 포함한 기계 설계는 기체 상태에 최적화되어 효율적인 압축 사이클을 촉진합니다.
가스와 액체의 근본적인 차이점은 압축성에 있습니다. 가스는 입자들 사이의 상당한 양의 공간으로 인해 압축성이 높기 때문에 압력 하에서 압축 될 수 있습니다. 대조적으로, 액체는 입자가 밀접하게 포장되어 있기 때문에 사실상 압축 할 수 없으므로 압력 하에서 부피를 줄이기 위해 최소한의 공간이 남습니다.
압축성 계수 (z)는이 차이를 강조합니다. 여기서 가스는 고압 하에서 유니티에서 z 값을 상당히 벗어나 압축성을 나타냅니다. 그러나 액체는 비 압축성 특성을 반영하여 z 값을 1에 가깝게 유지합니다. 액체의 고유 한 특성은 가스 용으로 설계된 방법을 사용하여 압축하려고 시도 할 때 어려움을 나타냅니다.
왕복 압축기로 액체를 펌핑하려고하면 중요한 기계적 문제가 발생합니다. 이들 압축기의 설계는 배지가 압축 가능하다고 가정한다. 액체가 압축 챔버로 들어가면 피스톤은 가스와 마찬가지로 부피를 줄일 수 없습니다. 이 시나리오는 피스톤 운동이 막히고 과도한 압력 축적을 초래하는 유압 잠금 장치를 유발할 수 있습니다.
갑작스런 압력 스파이크는 압축기 구성 요소의 기계적 한계를 초과하여 치명적인 고장을 초래할 수 있습니다. 피스톤로드, 실린더 및 밸브와 같은 구성 요소는 압축 할 수없는 유체에 의해 유발 된 응력을 견딜 수 있도록 설계되지 않습니다. 또한 압축 작업 부족 (볼륨이 변하지 않기 때문에)은 에너지 입력이 유용한 작업으로 변환되지 않아 비 효율성과 잠재적 과열로 이어집니다.
산업 보고서의 경험적 데이터에 따르면, 호출 압축기로의 액체 유입과 관련된 사고는 기계적 고장의 상당 부분을 차지합니다. 예를 들어, 가스 기계 연구위원회 (Gas Machinery Research Council)의 연구에 따르면 액체 슬러그는 천연 가스 응용 분야에서 왕복 압축기 다운 타임의 30% 이상을 담당하는 것으로 나타났습니다.
왕복 압축기 내에 액체가 존재하면 심각한 작동 문제가 발생할 수 있습니다. 기계적 손상이 가장 즉각적인 관심사입니다. 액체를 압축 할 수없는 피스톤은 엄청난 저항을 경험하여 피스톤 막대를 구부리거나 부러 뜨릴 수 있습니다. 실린더 헤드와 밸브도 과도한 압력으로 갈라질 위험이 있습니다.
기계적 고장 외에도 갑작스런 장비 고장과 관련된 안전 위험이 있습니다. 고압 유체와 조각난 부품의 방출은 인력과 주변 장비에 위험을 초래합니다. 유지 보수 비용은 그러한 사건 후 수리 또는 완전한 점검이 필요하기 때문에 기하 급수적으로 증가합니다.
가스에서 액체를 부적절하게 분리하여 압축기 고장으로 이어지는 석유 화학 식물에서는 예를 볼 수 있습니다. 액체 탄화수소의 유입은 피스톤 발작을 일으켜 운영 폐쇄 및 상당한 재정적 손실을 초래했습니다.
리플렉스가 왕복 압축기로 유입되는 위험을 완화하기 위해 몇 가지 예방 전략이 사용됩니다. 녹아웃 드럼 및 분리기 상류의 설치는 압축 전에 액체가 가스 스트림에서 제거되도록합니다. 이 장치는 중력 및 원심력에 의존하여 가스에서 무거운 액체 액 적을 분리합니다.
압축기 시스템의 정기적 인 유지 보수 및 모니터링이 중요합니다. 액체 존재를 감지하는 센서를 구현하면 실시간 경고를 제공하여 즉각적인 치료 조치를 취할 수 있습니다. 운영 프로토콜에는 액체를 압축기에 끌어들일 수있는 갑작스런 압력 변화를 피하기 위해 점진적인 시작 절차가 포함되어야합니다.
수분 함량이 높은 가스 압축이 필요한 경우, 액체 내성 밸브 또는 특수 코팅과 같은 변형 된 설계를 갖는 그러나 이러한 솔루션에는 한계가 있으며 상당한 액체 부피로 인한 손상을 완전히 방지 할 수는 없습니다. 왕복 압축기를 사용하면 향상된 보호 기능을 제공 할 수 있습니다.
적용에 액체를 이동하는 경우 양성 변위 펌프 또는 원심 펌프가 선호되는 장비입니다. 이 펌프는 비압축성 유체를 처리하도록 특별히 설계되었습니다. 기어 또는 스크류 펌프와 같은 양의 변위 펌프는 고정 된 양을 덫을 놓고 펌프의 배출을 통해 강요하여 액체를 움직입니다.
원심 펌프는 회전 임펠러를 통해 액체에 운동 에너지를 부여 하여이 에너지를 압력 헤드로 변환합니다. 적절한 펌프를 선택하는 것은 유체 특성, 필요한 유량 및 시스템 압력과 같은 요인에 따라 다릅니다. 예를 들어, 고소도 적용에서 양의 변위 펌프는 원심 펌프에 비해 더 나은 효율을 제공합니다.
유체의 특성과 시스템의 요구 사항을 이해하는 것은 올바른 장비를 선택하는 데 필수적입니다. 엔지니어는 Cavitation Risk, NPSH (NET Poctior Abtion Head) 및 펌프 곡선 성능과 같은 요소를 고려하여 최적의 작동을 보장해야합니다.
왕복 압축기는 다양한 산업 응용 분야의 가스 압력을 효과적으로 증가시키는 능력으로 인해 가스 압축에 중요한 역할을합니다. 그러나 액체를 펌핑 할 수 없음은 유체의 기본 물리적 특성과 압축기의 기계적 설계에서 비롯됩니다. 액체의 비압축성 특성은 왕복 압축기에 도입 될 때 작동 문제와 잠재적 장비 고장으로 이어집니다.
이러한 문제를 방지하려면 예방 조치를 구현하고 액체 취급을위한 적절한 장비를 선택하고 엄격한 유지 보수 프로토콜을 준수해야합니다. 왕복 압축기의 한계를 인식하고 시스템 설계 및 운영 에이 지식을 적용하면 산업 공정의 안전, 신뢰성 및 효율성이 보장됩니다. 이러한 압축기의 적절한 사용 및 유지 보수에 대한 자세한 통찰력을 얻으려면 업계 전문가는 왕복 압축기를 전문으로하는 리소스를 참조해야합니다..
