EQUIPOROTATIVO

COMPRESOR ANTI-SOBRECARGA

ELECTRAULICTM ACTUATIONwww.rexa.com

LA CLAVE DEL ÉXITO de esta aplicación consiste en dimensionar y seleccionar un conjunto ASV / actuador que tenga un mínimo de tiempo muerto, velocidades de accionamiento rápido y que sea capaz de un control de modulación preciso. En un escenario de sobrecarga, el ASV está diseñado para fallar rápidamente a la posición abierta para proteger el compresor, típicamente en 2 segundos, y ocasionalmente tan

ANTECEDENTES: Los compresores axiales y centrífugos son equipos costosos, piezas críticas

que pueden encontrarse en el corazón de muchos procesos industriales y en una multitud

de segmentos de la industria. La implementación de una estrategia de control del compresor

correcta y de alto rendimiento tiene un impacto directo sobre el control del proceso y la

capacidad de la planta. Es importante tener un control que sea a la vez sensible y estable para

mejorar el rendimiento y asegurar que la disponibilidad del compresor se maximice. Una de las

principales aplicaciones para asegurar maximizar la disponibilidad y el rendimiento es control

anti-sobrecarga

Los eventos de sobrecarga del compresor se producen como resultado de la dinámica del

proceso y son comunes durante las secuencias de arranque y apagado, así como cuando

el compresor se opera a una tasa de rendimiento reducida. El fenómeno de sobrecarga se

crea cuando ocurre una inversion del flujo a través del compresor, debido a que la presión de

descarga del compresor aumenta por encima de la presión de succión.

Se utiliza una Válvula AntiSurge (ASV) para proteger el compresor reciclando con seguridad el

gas desde el lado de descarga hasta el lado de succión para mantener el punto de operación

del compresor alejado del límite de sobrecarga.

rápido como 500msec.

Esta acción mueve el punto de ajuste de control lejos de la línea de límite de sobrecarga y permite que el compresor reanude su funcionamiento normal. El control de precisión, con un mínimo de tiempo muerto para pasos de todos los tamaños, es fundamental para mantener el compresor fuera de la inestabilidad y de igual forma, estabilizar este proceso extremadamente rápido. La histéresis de la válvula y el sobrecorrido pueden crear y acelerar las condiciones de perturbación del proceso.

PROBLEMA: Todos los proveedores de válvulas de control antisurge también tienen paquetes de actuación como parte del conjunto de la válvula. La mayoría de estas empresas son impulsadas para ofrecer sus marcas de posicionador neumático (inteligente o tradicional) para apoyar su propia estrategia de crecimiento de la compañía. Estas empresas han pasado por grandes esfuerzos para diseñar las especificaciones para que la aplicación cumpla con el mejor rendimiento “optimizado” que se

puede lograr con el accionamiento neumático. Lo que es constante en toda la actuación neumática, de hecho todos los sistemas de ciclo cerrado que utilizan gas compresible como medio, es el efecto de la ley de Boyle.

La Ley de Boyle explica la relación inversa de presión y volumen con respecto a una cantidad de gas fija, como un actuador neumático. Esta relación indica que P1V1 = P2V2. Este principio explica que el efecto de hysteresis inherente a todo el accionamiento neumático. Cada vez que se requiere que una válvula neumatica se mueva necesita superar la fuerza de fricción estática (P1) (área) para iniciar el movimiento. Una vez que la fricción estática es superada, la fuerza de fricción dinámica se reduce considerablemente (P2X) (área). Reemplazando en la fórmula de la Ley de Boyle, la drástica reducción de la presión requiere un drástico aumento de volumen para igualar la ecuación. Ese aumento del volumen se traduce directamente al rebasamiento en un sistema neumático. El objetivo de un posicionador inteligente, independientemente del fabricante, es limitar la cantidad de salto / sobrepaso, ya que la respuesta neumática puede

predecirse. El resultado con el “control” de este efecto es la disminución considerable de la respuesta, lo cual añade artificialmente tiempo muerto. En los cambios pequeños de escalón (menor que el 0,5%), el impacto puede ser muchos segundos, en algunos casos superiores a 10 segundos. En esta aplicación, donde el impacto sobre la eficiencia del compresor y el rendimiento puede ser tan fácilmente afectado por las perturbaciones del proceso, el accionamiento neumático en el control del compresor está costando a los usuarios finales millones de dólares en ingresos perdidos.

SOLUCIÓN: En la teoría moderna de control de compresores, se desarrolla una línea de control de sobrecarga(SCL) para representar las condiciones operativas óptimas para compresor, pero todavía se necesita un margen de seguridad para evitar acercarse a la línea de límite de sobrecarga (SLL). Vea el gráfico de abajo. El límite de sobrecarga es el punto mínimo antes de que el compresor se vuelva inestable. El cruce por encima de la SLL hace que el compresor entre en una condición de oleada. E El SCL se establece típicamente en un margen

de seguridad del 10% por debajo del SLL, pero depende realmente tanto de la dinámica del proceso del sistema que rodea al compresor como de la respuesta del sistema a diferentes cargas. El rendimiento de las válvulas críticas, como el ASV, es un factor determinante del rendimiento del ciclo. Algunos procesos requieren un mayor margen de seguridad entre el SCL y el SLL para prevenir que el compresor entre en ciclos frecuentes de sobrecarga. A medida que aumenta el margen de seguridad requerido, la envoltura del mapa del compresor disminuye en tamaño dando como resultado una menor eficiencia operacional del compresor. Un compresor menos eficiente no es deseable, pero es mejor que un compresor que está frecuentemente en sobrecarga.

Hay dos requisitos críticos de un ASV que la aplicación del control Antisurge necesita cumplir para asegurar que el control del compresor está optimizado. El primer requisito es abrir el ASV de una manera estable y precisa. El controlador del compresor mantiene la presión de succión, la presión de descarga, la temperatura y las temperaturas de las entradas mientras se utiliza el control PID para manejar

RESULTADOEl resultado es un rendimiento mejorado de todo el grupo

compresor. Con REXA Actuation, la planta es ahora capaz

de obtener un mejor retorno de su sistema de control

del compresor. Una tecnología de accionamiento más

estricta permite una gran reducción y, en algunos casos,

la eliminación de eventos de sobretensión. Eliminación

de eventos de sobretensión significa menos tiempo en

reciclar, por lo tanto, aumento del rendimiento para el

proceso.

El tiempo muerto reducido y un control más preciso

permiten mejoras en el control del desempeño de los

compresores.

Las válvulas ya no están sujetas a sobrepaso e histéresis,

permitiendo que el mapa del compresor se expanda y se

logren alcanzar mayores relaciones de compresión. Las

relaciones de compresión más altas y las velocidades del

compresor conducen directamente a un aumento en la

producción. En una refinería de tamaño medio, planta

de amoníaco, planta de etileno, o similares, incluso un

modesto aumento en la producción, puede traer millones

al resultado económico . Póngase en contacto con REXA

para discutir cómo podemos ayudar al rendimiento de su

planta.

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Headquarters & Factory4 Manley Street, West Bridgewater, MA 02379

(508) 584-1199

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el rendimiento del compresor. El ASV recibe el comando del controlador y empieza a abrirse antes de que la unidad alcance una condición de sobrecarga. El tiempo muerto mínimo, control preciso y mínimo sobrepaso de la ASV son críticos para el rendimiento del ciclo, particularmente en pequeños cambios del punto de ajuste. El segundo requisito del ASV es poder abrirse rápidamente cuando ocurre un evento de sobretensión.

Para cumplir los requisitos críticos del control de compresores, los actuadores REXA, basados en la tecnología Electraulic® patentada de la compañía, son la elección perfecta. Los actuadores autónomos REXA combinan la sencillez de la operación eléctrica, la potencia de la hidráulica, la fiabilidad de la electrónica de estado sólido y la flexibilidad del control de usuario.

La tecnología Electraulic® se compone de dos subconjuntos primarios: un subconjunto mecánico y un subconjunto eléctrico. El principio detrás de su tecnología es un circuito hidráulico único llamado el sistema de la válvula de igualar flujo(FMV). El actuador incorpora una bomba de engranajes bidireccional acoplada a un motor paso a paso o un servo motor que proporciona un método altamente eficiente de bombear el líquido hidráulico desde un lado de un cilindro de doble efecto al otro. El funcionamiento discreto del motor y la bomba crea la acción sólo cuando se requiere un cambio de posición. Una vez alcanzada la posición deseada, el motor se apaga y el sistema FMV bloquea hidráulicamente el actuador en su lugar. Se requiere una mínima potencia para mantener la posición del actuador. El motor y la bomba permanecen en reposo hasta que se reciba una nueva señal de mando.

Los actuadores REXA pueden superar con facilidad los requisitos para un disparo de carrera completa de 500 ms, alejando el ASV de la línea de sobretensión y volviendo a controlarlo. Los actuadores REXA también son capaces de un control mucho más estricto que el accionamiento neumático. El actuador REXA puede posicionar con precisión hasta un 0,05% de carrera, y no se ven afectados por la carga del proceso porque los sistemas hidráulicos no son compresibles. Los actuadores REXA tienen un tiempo muerto mínimo (aproximadamente 50-70msec), independientemente del tamaño del cambio del escalón.