کمپرسور، نوعی ماشین است که فشار یک سیال فشرده‌پذیر فرآیندی (معمولاً هوا یا گازهای دیگر) را افزایش می‌دهد. کمپرسورهای دینامیکی (Dynamic Compressors) بر اساس اصل افزایش سرعت جریان گاز و سپس تبدیل انرژی جنبشی (سرعت) به انرژی فشاری عمل می‌کنند. در مقابل، کمپرسورهای جابجایی مثبت (Positive Displacement Compressors) حجمی مشخص از گاز ورودی را در یک محفظه محصور کرده و سپس با فشرده‌سازی آن، فشار گاز را افزایش می‌دهند.
اکثر کمپرسورها، چه از نوع دینامیکی (محوری یا سانتریفیوژی – گریز از مرکز) و چه از نوع جابجایی مثبت (رفت و برگشتی یا اسکرو)، شامل اجزای متحرک هستند و تقریباً به نوعی روانکار نیاز دارند تا اجزای داخلی را خنک، آب‌بندی یا روانکاری کنند. تنها استثنا، کمپرسورهای جت ایستا (Ejectors) و کمپرسورهای بدون روغن مدرن هستند که روتورهای آنها بر روی یاتاقان‌های مغناطیسی یا هوایی معلق‌اند.
اجزای کلیدی کمپرسور
در کمپرسورهای دینامیکی، اجزای اصلی که نیاز به خنک‌کننده یا روانکار دارند عبارت‌اند از:
-
چرخ‌دنده‌ها (Gears)
-
یاتاقان‌ها (Bearings)
-
آب‌بندها (Seals)
بیشتر این کمپرسورها از آب‌بندهای روغنی (Oil-Film Lubricated Seals) استفاده می‌کنند. تنها انواع خاصی مانند آب‌بندهای لابیرنتی (Labyrinth Seals) یا آب‌بندهای گازی (Gas-Lubricated Seals) بدون فیلم مایع عمل می‌کنند. در طراحی‌های معمول، روغن یاتاقان و آب‌بند اغلب مشترک است.
سیستم روغن‌کاری کمپرسور
سیستم روغن‌کاری (Lube Oil System) وظیفه دارد روغن را به یاتاقان‌ها، چرخ‌دنده‌ها و کوپلینگ‌ها برساند که روغن از مخزن توسط پمپ‌ها مکش شده، پس از عبور از خنک‌کننده و فیلتر، با فشار به سمت نقاط روانکاری هدایت می‌شود و سپس مجدداً به مخزن بازمی‌گردد.
مخازن طوری طراحی می‌شوند که کل حجم روغن بین ۸ تا ۱۲ بار در ساعت در گردش باشد و معمولاً دارای حسگرهای دما برای پایش حرارتی و سیستم‌های گرمایش/خنک‌سازی برای جلوگیری از افت یا افزایش بیش از حد دما هستند.
در حین کار، پمپ اصلی گردش روغن را انجام می‌دهد و پمپ کمکی در حالت آماده‌به‌کار قرار دارد و برای اطمینان از ایمنی، سوپاپ اطمینان و چک‌والو از افزایش فشار یا برگشت روغن جلوگیری می‌کنند. سوپاپ تنظیم فشار مقدار روغن برگشتی را کنترل کرده و فشار سیستم را در سطح ثابت نگه می‌دارد و اگر فشار روغن از حد مجاز پایین‌تر بیاید، پمپ کمکی فعال و در صورت تداوم افت فشار، سیستم کمپرسور به طور خودکار خاموش می‌شود.
دبی روغن به هر یاتاقان توسط اوریفیس‌های مجزا تنظیم می‌شود تا فشار مناسب هر نقطه حفظ گردد. گرمای ناشی از اصطکاک یاتاقان‌ها نیز از طریق خنک‌کننده‌های روغن (هوایی یا آبی) دفع می‌شود.
دما و فشار در نقاط کلیدی سیستم اندازه‌گیری و در بسیاری از موارد ثبت می‌شود تا وضعیت سلامت عملکرد دستگاه قابل ارزیابی باشد.
آب‌بندهای کمپرسور
در آب‌بندهای مکانیکی (Mechanical Face Seals)، یک حلقه ثابت از جنس کربن به کمک فنر در تماس لغزشی با حلقه‌ای دوّار از جنس مقاوم قرار دارد. این نوع آب‌بند حتی در زمان توقف کمپرسور نیز مؤثر است.
در آب‌بندهای بوشینگ روغنی (Oil Bushing Seals)، دو بوش ثابت اما شناور با فاصله بسیار کم در مقابل آستین شافت قرار می‌گیرند و جریان روغن خنک‌کننده از میان آنها عبور می‌کند و نوع دیگر، آب‌بندهای حلقه کربنی شناور (Floating Carbon Ring Seals) است که ترکیبی از مزایای مدل‌های قبلی را دارد.
سیستم روغن آب‌بند (Seal Oil System)
سیستم روغن آب‌بند وظیفه دارد جریان کافی از روغن آب‌بند را در هر لحظه تأمین کند، چه در زمان کار و چه در حالت توقف (فشار سکون).
اگر گاز فرآیندی تأثیری بر خواص روغن نگذارد، این سیستم می‌تواند با سیستم روغن‌کاری مشترک باشد.
دو روش کلی برای طراحی این سیستم وجود دارد:
-
سیستم تقویتی (Booster System): بخشی از روغن تا فشار بالاتر موردنیاز برای آب‌بندی پمپاژ می‌شود.
-
سیستم ترکیبی (Combined System): کل روغن ابتدا تا فشار موردنیاز بالا رفته و سپس برای اجزای مختلف کاهش داده می‌شود.
روغن آب‌بند با فشار تفاضلی مشخصی نسبت به فشار گاز فرآیندی تأمین می‌گردد و یک شیر تنظیم فشار تفاضلی این اختلاف را به‌طور خودکار ثابت نگه می‌دارد.
در صورت افت بیش از حد سطح روغن در مخزن فوقانی (Overhead Tank)، سوئیچ سطح کمپرسور را خاموش می‌کند.
روغن مصرف‌شده در تماس با گاز به سیستم جداکننده (Separator System) منتقل می‌شود تا گاز و روغن از هم جدا شوند. گاز معمولاً به فلر یا ورودی کمپرسور هدایت شده و روغن برای گاززدایی (Degassing) مجدد مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در کمپرسورهای سانتریفیوژ جدید، میزان روغن عبوری از آب‌بند بسیار کم و در حدود ۵ تا ۵۰ لیتر در روز است.
روانکارهای مورد استفاده در کمپرسورها
اغلب کمپرسورها از روغن‌های توربین مرغوب با گرید ویسکوزیته ISO 32 یا 46 استفاده می‌کنند که معمولا گرید ISO VG 32 رایج‌تر است و عمدتا دارای شاخص گرانروی حدود ۹۷، نقطه ریزش °C ۳۷- و نقطه اشتعال °C ۲۰۶ می‌باشند.
ویژگی‌های مورد نیاز برای روغن کمپرسور:
-
عمر طولانی بدون نیاز به تعویض
-
مقاومت در برابر اکسیداسیون، اسیدی شدن و تشکیل لجن
-
محافظت عالی در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی
-
قابلیت جدایش سریع از آب (دمولسیبیلیتی بالا)
-
فیلترپذیری آسان بدون تخریب افزودنی‌ها
-
کنترل مناسب کف
در بسیاری از واحدها، همین روغن اولیه می‌تواند بیش از ۳۰ سال در مدار باقی بماند؛ مشروط بر انتخاب محصول با کیفیت، کنترل آلودگی و نگهداری مناسب.
نتیجه‌گیری
سیستم‌های روانکاری و آب‌بندی در کمپرسورهای دینامیکی نقشی حیاتی در پایداری عملکرد، افزایش طول عمر تجهیزات و کاهش هزینه‌های نگهداری تعمیرات ایفا می‌کنند. انتخاب صحیح نوع روغن، طراحی مناسب مدار روغن‌کاری و کنترل دقیق فشار، دما و کیفیت روغن از الزامات اساسی بهره‌برداری ایمن و اقتصادی از کمپرسورهاست.
در نهایت، تلفیق تجربه عملی اپراتورها با پایش تحلیلی و دوره‌ای وضعیت روانکار، بهترین راهکار برای دستیابی به عملکرد پایدار، کاهش توقف‌های ناخواسته و بهینه‌سازی هزینه‌های عملیاتی در صنایع کمپرسور محسوب می‌شود.
جهت ارتباط با کارشناسان شرکت پترو پایا پارس و مشاوره در انتخاب و تامین روغن کمپرسور مناسب کلیک نمایید.
اطلاعات این مقاله برگرفته از این منبع می‌باشد.
