modernizacja

Ryzyko związane z formułowaniem parametrów modernizacyjnych

Przykład modernizacji sprężarki powietrznej

Obiektem modernizacji były cztery sprężarki promieniowe sześciostopniowe, których przekrój podłużny pokazano na rys. 1.

Strumień objętości oryginalnej sprężarki w punkcie nominalnym wynosił V˙ N =16500 Nm3/h, a ciśnienie tłoczenia pz 0,785 MPa. Sprężarka regulowana jest klapą dławiącą na ssaniu. Podstawowym celem modernizacji było zwiększenie ciśnienia tłoczenia do p’z = 0,84 MPa (z tolerancją +5%). Ponadto postawiono warunek, że dla nowego punktu nominalnego strumień objętości nie może być mniejszy od (V˙ ‘ N)min = 15000 Nm3/h.

Na rysunku 2 zestawiono parametry projektowe oraz modernizacyjne sprężarki.

Oprócz wymaganego punktu pracy zmodernizowanej sprężarki (punkt „M”) ustanowiono dodatkowy punkt pracy („D”), odpowiadający temperaturze czynnika t’A = 35°C, podczas gdy temperatura czynnika w punkcie „M” ma wynosić 20°C. Dla punktu „D” strumień objętości nie może być mniejszy niż (V˙ ‘ N)min = 13500 Nm3/h, dla tego samego ciśnienia tłoczenia 0,84 MPa. Dodatkowo ustanowiono maksymalne pobory mocy dla punktów „M” i „D”, z tolerancją +7%.

Analiza modernizacyjnych parametrów pracy pozwala na wyciągnięcie wniosku, że spełnienie wymagań co do punktu „D” jest obarczone bardzo dużym ryzykiem niespełnienia parametrów punktu A. Co prawda izentropowy przyrost entalpii dla punktu „D” jest tylko o 5% większy niż dla punktu „M”, ale osiągnięcie strumienia objętości równego co najmniej 13500 Nm3/h wymaga przewymiarowania sprężarki w punkcie „M”. Temperatura na ssaniu narzucona przez zleceniodawcę równa tA 35° (308 K) odpowiada przecież warunkom tropikalnym, a te pomimo zmian klimatu jeszcze w Polsce nie występują.

Przykład modernizacji dwu sprężarek amoniaku

Na rysunku 3 przedstawiono przekrój podłużny zmodernizowanej sprężarki amoniaku produkcji firmy GHH. Sprężarka ta jest maszyną ośmiostopniową, a jej układ przepływowy składa się z trzech sekcji – maszyna ma króciec ssawny główny i dwa króćce dodatkowe (ang. „sidestreams”).

Podstawowym celem modernizacji było zmniejszenie sprężu z P = 5,85 do P’ = 4,33 przy strumieniu masy amoniaku zwiększonym z 4,55 do 5,89 kg/s. Modernizacja polegała na wymianie wirnika (nowe koło wirnikowe o zwiększonej szerokości i innych kątach łopatek, wykonane w technologii lutowania). Sprężarka osiągnęła zakładane parametry modernizacyjne. Jednak sukces modernizacji okazał się ograniczony. W drugiej linii technologicznej (linie A i B) przeprowadzono modernizację bliźniaczej maszyny dla innych parametrów pracy. W wyniku tego powstały problemy ze współpracą obu maszyn – jako zasadę należy przyjąć, że dwie współpracujące sprężarki powinny mieć taki sam przebieg charakterystyki.

Przyczyną tego stanu rzeczy jest niedostateczna współpraca trzech stron uczestniczących w modernizacji – użytkownika sprężarki, realizatora modernizacji i projektanta. Ta współpraca przebiegała według schematu pokazanego na rys. 4. Elementy ryzyka natury logistycznej
Ponieważ w Polsce nie ma obecnie
żadnego zakładu produkującego sprężarki
przepływowe (pomijamy tu Zakłady Cegielskiego
w Poznaniu wytwarzające jednostopniowe
dmuchawy promieniowe), to proces
ich modernizacji jest wykonywany na
drodze kooperacji. Wymaga to bardzo ścisłej
kooperacji pomiędzy podmiotami zaangażowanymi
w modernizację.
Ryzyko natury logistycznej wynika
głównie z:
1. Konieczności wczesnego zamawiania
odkuwek na koła wirnikowe i wały.
2. Konieczności precyzyjnego ustalenia
terminu lutowania kół wirnikowych
(o ile stosujemy tę technologię),
ponieważ obecnie tę operację technologiczną
przeprowadza się za
granicą.
3. Konieczności odwirowania poszczególnych
kół wirnikowych.
4. Konieczności kilkukrotnego przeprowadzenia
wyważania między-operacyjnego
– wyważamy wirnik po założeniu
kolejnego koła wirnikowego. Dodatkowym problemem może być
demontaż i powtórny montaż sprężarki,
o ile nie przeprowadzają go dysponujące
dużym doświadczeniem służby remontowe
użytkownika.