تخيل قطعة أساسية من المعدات تتحول إلى كومة خردة معدنية باهظة الثمن في غضون ثوانٍ بسبب اهتزازات العمود الدقيقة، مما يجبر خطوط الإنتاج على التوقف بينما تتراكم الخسائر دقيقة بدقيقة. هذا ليس مبالغة بل خطر حقيقي يواجهه ضواغط التروس المركزية المتكاملة (ضواغط IGC) عند الافتقار إلى أنظمة المراقبة والحماية المناسبة.

المعدات الأساسية عبر الصناعات

تعد ضواغط IGC بمثابة معدات لا غنى عنها في الإنتاج الصناعي، مع تطبيقات تمتد عبر البترول والمعالجة الكيميائية والغاز الطبيعي والأغذية والمشروبات والسيارات والأدوية والورق والأسمنت والفولاذ وتصنيع الزجاج. بناءً على سيناريوهات التطبيق ومعايير التصميم، تندرج ضواغط IGC في فئتين أساسيتين:

• ضواغط العمليات API 617:مصممة للتعامل مع الهواء والغازات المختلفة، وتتميز بتصميمات معقدة لتطبيقات واسعة النطاق.
• ضواغط هواء التروس المركزية المتكاملة المعبأة API 672:تم تصميمها خصيصًا لضغط الهواء، وتدمج هذه الوحدات المدمجة الضواغط وآليات القيادة وأنظمة التحكم والمعدات المساعدة في حزم متكاملة مثبتة على الزلاجات.

مزايا مميزة لضواغط IGC

يستخدم تصميم التروس المتكامل الفريد لضواغط IGC ترس قيادة كبير (الترس الرئيسي) مع تروس ترس متعددة تقود أعمدة دافعة الضاغط بسرعات مختلفة، مما يؤدي إلى تحسين أداء كل دافعة. تشمل المزايا الرئيسية:

• القدرة على توفير هواء خالٍ من الزيت من الفئة 0 لمتطلبات جودة الهواء الصارمة
• بصمة صغيرة مقارنة بالضواغط ذات السعة المكافئة
• تصميم اقتران واحد مبسط يقلل من احتياجات الصيانة ونقاط الفشل
• متطلبات أقل للدافعات لضغوط التفريغ المكافئة
• تنفيذ تبريد بين المراحل بكفاءة بين مراحل الضغط
• دورات تصنيع أقصر بنسبة 10-15٪ وتخفيضات في التكاليف بنسبة 15-30٪ مقارنة بالتصميمات البديلة

تحديات المراقبة في التشغيل عالي السرعة

تخلق السرعات الدورانية العالية لتروس ضواغط IGC الحد الأدنى من التسامح مع الأخطاء. تتصاعد المشاكل بسرعة، مما يؤدي غالبًا إلى حالات فشل كارثية. لذلك، تصبح المراقبة والحماية المستمرة ضرورة تشغيلية وليست ضمانات اختيارية.

مراقبة اهتزاز العمود: خط الدفاع الأول

منذ تقديم مستشعرات التيار الدوامي (مجسات القرب) لمراقبة الاهتزازات في الستينيات، كانت ضواغط IGC من بين أوائل المتبنين. تمكن هذه المستشعرات من الملاحظة المباشرة لحركة العمود، مما يسهل الكشف المبكر عن المشكلات. قام رواد الصناعة مثل Joy® Compressors في البداية بتوحيد هذه المستشعرات مع أنظمة المراقبة المستمرة، تلاهم مصنعون بما في ذلك Borsig و Worthington و Elliott (الآن FS-Elliott) و Clark.

حلول مراقبة شاملة

تعالج أنظمة المراقبة المتقدمة المتطلبات المحددة لأنواع ضواغط IGC المختلفة، مما يضمن التشغيل الموثوق به من خلال الأساليب المصممة خصيصًا:

1. أنظمة المراقبة القائمة على جهاز الإرسال (تطبيقات API 672)

بالنسبة لضواغط الهواء المعبأة المتوافقة مع API 672، توفر أنظمة المراقبة القائمة على جهاز الإرسال:

• إخراج إشارة 4-20mA للتكامل السلس لنظام التحكم
• إدراج مبسط في معماريات التحكم الحالية
• تشغيل فعال من حيث التكلفة دون أنظمة مراقبة مستقلة

أنواع جهاز الإرسال:

• أجهزة إرسال الاهتزاز الشعاعي لمراقبة سعة اهتزاز العمود
• أجهزة إرسال الموضع المحوري لمراقبة محمل الدفع
• أجهزة إرسال السرعة لقياس السرعة الدورانية

حلول قطر العمود الصغير:تعالج المستشعرات المتخصصة تحديات القياس في الأقسام الخلفية للضاغط حيث أن أقطار العمود الصغير للتروس والدافعات تعقد تطبيقات مستشعر التيار الدوامي التقليدي.

قمع الارتفاعات غير الدورية:تقوم الخوارزميات المتكاملة بتصفية الاضطرابات الكهربائية العابرة من البرق أو قواطع الدائرة أو اندفاعات الطاقة أو الاتصالات اللاسلكية لمنع الإنذارات الكاذبة.

تكوين معيار API 672:بينما يفرض مراقبة الاهتزاز الشعاعي X-Y لكل دافعة، لا يتطلب المعيار قياس الموضع المحوري. ومع ذلك، فإن إضافة مجسات الدفع توفر حماية حاسمة ضد ملامسة الدوار-الساكن من الحد الأدنى من الحركة المحورية.

2. أنظمة المراقبة القياسية API 670 (تطبيقات API 617)

بالنسبة لضواغط العمليات API 617، توفر الأنظمة المتوافقة مع API 670 مراقبة محسنة من خلال صفائف المستشعرات الشاملة. تشمل الفروق الرئيسية:

• التشغيل المستقل من أنظمة التحكم في الآلات وفقًا لمتطلبات API 670
• إمكانيات التشخيص من خلال مشغلات الطور التكميلية
• توصيات التحديث لتكوينات المستشعر المثلى

يعتبر مكيف الإشارة الذكي ثنائي القناة 5580 مثالاً على حماية الآلة الفعالة من حيث التكلفة للتطبيقات التي لا تتطلب تعقيد النظام القائم على الرف، ويتميز بإنذارات ووظائف ترحيل متكاملة.