当应用环境发生变化时，修改叶轮可以提高效率
油气行业的扩张器和高能泵面临许多挑战;从操作条件到腐蚀性介质的演变，以及在其生命周期中不断上升的操作成本。制造、维修和监控技术的进步使作业者能够减轻这些影响，延长这一重要设备的有效使用寿命。
Sulzer技术部门负责人苏州查尔斯Sootilill在旋转设备技术方面的一些进展以及如何实施，以提高性能并最大限度地减少成本。
我们每天都在使用来自碳氢化合物工业的产品;上班路上用的燃料，做饭用的汽油，或者制造电子产品外壳用的塑料。这个行业与我们的生活密切相关，任何降低运营成本的改进最终都会使我们，终端用户受益。
高能量泵和扩大器在油气行业中发挥着至关重要的作用，但它们都面临着各自的挑战。在这两种应用中，效率对于确保能源的最佳利用都是至关重要的，而能源的最佳利用是该行业最大的运营成本之一。在连续运行的情况下，有害的过程，如腐蚀和腐蚀，会对叶片公差、密封和叶轮间隙造成很大的损害。如果不及时进行干预，可能会导致相当大的损失。
泵
通常，大型泵的设计是为了延长使用寿命，然而，当性能开始恶化时，往往是蜗壳或叶轮磨损或腐蚀的迹象。在许多情况下，已经提供了数十年的可靠服务，寻找新部件可能是一个挑战，即使成功，也意味着很长时间的交货时间。幸运的是，最新的设计技术和制造工艺可以大大减少制造替换零件所需的时间和成本。
在原始设备制造商(oem)能够为遗留机器创建部件的情况下，这种服务可能会有延迟，因为可能需要特殊的构建。OEM的优势在于可以获得零部件的原始图纸，然而，如果没有可替代的工艺，将生产设备重新分配到一次性项目中可能会产生额外的成本和交付延迟。
幸运的是，现代技术提供了一个解决方案，可以由原始设备制造商、维修人员和专业零部件供应商实施。使用精密坐标测量机、三维实体建模软件和激光扫描的逆向工程的出现，使在短时间内重建复杂零件成为可能。
泵的现代化和重新评估
设计技术的进步已经符合材料科学的类似发展，使得最新设计能够升级。使用诸如青铜和铸铁等材料制造的较旧泵可以使用不锈钢或其他先进合金延伸其服务生活。
在许多情况下，泵最初设计的运行条件将在泵首次调试后发生变化。这些变化可能会导致性能和效率的降低，但这些问题可以在重大维修或大修期间解决。
在创建新的叶轮时，可以根据操作条件重新优化水力设计——这通常会减少能源需求，并显著降低操作成本。利用最新的设计软件和计算流体动力学(CFD)，可以对反向工程组件进行微调，以提供最佳的水力性能。
制造业发展
为高能泵和扩展器等高值资产创造新组件所需的时间最近随着混合制造设备的出现而显着降低。可以在单个机器上进行激光金属沉积和五轴研磨等过程，允许快速生产。
例如，叶轮可以从使用5轴方法机加工以建立基本形状的锻造芯产生。然后，激光将粉末流熔化并将一层新金属沉积到表面上。这允许快速建立大量的材料。然后可以将硬表面加工到最终尺寸，全部在同一台机器上。
这种制造方法的灵活性也提供了使用不同材料制作组件的可能性，允许特定的合金用于设计的不同领域。这是现有技术(如专业涂层和硬面)的延伸，在制造过程中可以将优化的材料性能纳入设计，而不是作为一个额外的过程。
增强泵设计
在需要修改泵设备的情况下，作业者可以利用所有最新的设计和制造技术，为应用提供优化的泵。能源消耗是运营成本的重要组成部分，通过关注泵的效率和最大限度地减少系统的所有可能损失，可以降低能源消耗。
通过对应用、流体特性和流量需求的全面了解，可以选择最合适的泵技术，从而获得更高的效率。将泵的结构与最佳的叶轮设计相匹配，将产生最具成本效益的解决方案，无论是在初始投资还是长期运行成本方面。
通过正确选择泵的尺寸以避免能量浪费，可以获得进一步的收益。这可能是一个显而易见的声明，但由于在所需的扬程和流量值上增加了多个安全因素，经常会出现过大尺寸。因此，在正常生产过程中，过大的泵无法在最佳效率曲线内运行。
深入检查建立必要的维修标准。
利用数据优化泵性能
在为应用程序实现了可能的最佳设计之后，维护最佳性能并确保在最合适的时间进行维护是很重要的。如今，先进的分析技术可以用于捕获和处理现有的泵数据，从而大大节省运行和维护成本。
通过突出表现不佳的资产，可以实施主动维护策略并证明投资建议;小心翼翼地定时，以尽量减少损失的生产。使用数据进行性能，可靠性和效率使运营商能够确定系统满足关键性能指标（KPI）的能力。
提高泵的可用性可以通过确保生产率得到更好的维持而对收入产生显著影响。通过在需要的时候使用资源而不是按照预先设定的时间表使用资源来减少维护开支，还可以获得进一步的好处。
精炼的原始数据
Sulzer公司开发的一个名为BLUE BOX的数字系统利用了压力、流量、密度、粘度和功耗等数据。与维护部门的信息(包括振动和资产温度读数)一起，分析工具为管理和维护系统的利益相关方生成近乎实时的可视化结果。
数据直接从各种来源提取，如监控控制和数据采集(SCADA)，可编程逻辑控制器(plc)，过程历史记录，数据库，传感器和仪表。在这一点上，可以安装一台工业级计算机来处理数据——这被称为边缘设备，它配备了防火墙，提供与互联网的安全连接。
客户数据在云服务器上使用SFTP (secure file transfer protocol)协议进行处理。使用经过验证的算法，根据已知的性能曲线分析数据，并在定制的界面中显示，为操作人员提供最大的好处。这种基于云计算的解决方案以最小的IT占用，简化了法规遵从性，并且易于扩展，以适应广泛的操作。
扩展器
与高能泵一样，膨胀器也是高价值的资产，需要持续、高效地运行。任何停机都会对操作产生重大影响，因此需要将停机时间控制在绝对最小的范围内。因此，提高效率和可靠性以及减少计划外维修是维护团队的重要目标。
每个膨胀机包含在高旋转速度和压力下操作的转子，也可能需要忍受高温和腐蚀性介质。为了使如此重要的资产运行和可靠，从预测维护仪器中使用性能数据可以在其寿命中对可用性和总体拥有成本（TCO）进行决定性差异。
在计划的停机期间，详细的检查报告可以突出扩展器的改进，从而提高生命周期成本(LCC)、流程效率和生产率。根据调查结果，可以使用几种现代维护和维修技术来解决具体问题。
例如，现代涂层技术现在可以应用于没有考虑到颗粒气体流的遗留设备。通过这种方式，可以对原来的表面进行修复和升级，大大提高防污和耐腐蚀性能。
优化效率
膨胀机的固定部分由许多精密部件组成，这些部件靠近旋转部件，以实现高水平的效率。其中一些部件将受益于升级和使用耐用合金(如哈氏合金X)制造，哈氏合金X可提高在高温环境中的耐久性。
套管本身的厚度可以增加，这使得组件更加坚固，不易随时间发生热变形。这种改进通常可以与定子内表面的可磨损涂层相结合，从而增加与转子叶片的间隙控制。这一区域对于优化膨胀器的效率至关重要，因为叶尖泄漏是遗留设备效率损失的主要原因。
与此同时，转子叶片也可以升级，以利用现代合金的优势，这些合金的设计适用于需要在700°C(1 ' 300°F)高温下具有高强度和良好的耐腐蚀性的应用。与改进尺寸控制的修正定子段一起，有可能实现一系列的改进，从而提高效率和生产率。
除了用于硝酸和FCC(流体催化裂化)应用的轴向热气体膨胀器外，Sulzer还将这些修复技术用于各种低温应用的径向流入膨胀器，如液化天然气(LNG)生产、天然气液体(NGL)回收、露点控制(DPC)、乙烯回收和工业气体。
现代工程技术为传统设备提供了显著的好处。
组件升级
适用于轴向热气膨胀机的一些具体变化包括用不同等级的钢替换膨胀机盘固定螺栓。当多个膨胀盘通过通过中心的螺栓固定在转子上时，可以升级。原来的螺栓通常由422不锈钢加工而成，并承受相当大的热应力。该部件可以升级为定制的450不锈钢合金，允许增加螺栓的拉伸，导致更大的“束”压在转子总成上。
同样的升级原理可以应用于转子支承轴承。在如此高的速度下运行，轴承能够承受操作应力以提供长期的可靠性是很重要的。圆柱套轴承可以升级为倾斜垫轴承，而球面座轴承可以更换为圆柱座轴承，提供更好的性能，将有助于降低未来的维护成本。
催化裂化膨胀机的叶片经常受到烟气中催化剂颗粒的磨损。催化剂往往会在叶片的前缘和尖端积聚固体沉积物，这可能会导致振动问题，并加剧问题。通常情况下，磨损的叶片可以简单地更换;然而，凭借其维修燃气轮机叶片(运行温度高达1100dgrC)的经验，Sulzer公司可以通过维修FCC膨胀机叶片(通常在较低的温度下运行-高达700dgrC)来降低成本。
这些改进是通过新材料和修复技术实现的。通过与经验丰富的独立维护供应商或设备类似的OEM (Sulzer恰好是两者)合作，评估重要资产的状况，可以对任何升级项目进行优先排序，并为支持性投资决策提供依据。利用新技术，油气行业的运营商可以通过提高可靠性、效率和性能来降低运营成本。
苏尔寿公司
www.sulzer.com
了下:承重提示
