Mantenimiento preventivo de compresores centrífugos, ¿qué se debe reparar? El caso es exhaustivo y centrado.

Un compresor centrífugo es un dispositivo mecánico de alta velocidad, alta precisión y gran fiabilidad. Sus requisitos de mantenimiento diario son mínimos, pero si se produce una avería, puede causar una baja presión de aire comprimido en la tubería. Si el personal de guardia no puede llegar al lugar para inspeccionarlo a tiempo, puede provocar paradas en la línea de producción. Por lo tanto, es crucial reforzar el mantenimiento y el mantenimiento preventivo del compresor de aire y sus equipos auxiliares, y sólo el personal que haya recibido formación profesional puede realizar reparaciones e inspecciones in situ.

Principio de funcionamiento del compresor centrífugo

Un compresor centrífugo, también conocido como turbocompresor, es un tipo de turbomaquinaria. Su principal objetivo es aumentar el número de moléculas de gas por unidad de volumen, lo que a su vez incrementa la presión del gas y acorta la distancia entre moléculas de gas. El principio de funcionamiento de un compresor centrífugo consiste en utilizar un rodete para impulsar el gas en rotación a alta velocidad, haciendo que el gas experimente una fuerza centrífuga y aumente su velocidad de flujo. A medida que el gas fluye a través del impulsor, sufre un proceso de expansión que aumenta aún más su presión. A continuación, el gas pasa por una cámara de expansión y un difusor, donde su velocidad disminuye y su presión aumenta, convirtiendo la energía cinética en presión estática. Los compresores centrífugos tienen varias ventajas, como un amplio rango de desplazamiento, salida continua de gas, suministro de gas de alta calidad, estructura compacta y alto rendimiento con grandes volúmenes de gas. Sin embargo, no son adecuados para caudales de gas muy pequeños y tienen una baja relación de compresión en una sola etapa.

Requisitos de mantenimiento preventivo de los compresores centrífugos

Los compresores centrífugos se utilizan ampliamente en diversas industrias debido a su capacidad para proporcionar mayores caudales y menores frecuencias de mantenimiento en comparación con los compresores de desplazamiento positivo de tamaño similar. Con menos piezas móviles y un diseño más eficiente energéticamente, el mantenimiento es más sencillo y el coste relativo a lo largo del ciclo de vida de la máquina es menor. Sin embargo, las condiciones ambientales, el desgaste o el descuido involuntario pueden afectar al rendimiento del compresor centrífugo. Por lo tanto, el mantenimiento preventivo es necesario para prolongar la vida útil de la unidad y mejorar el rendimiento del sistema.

Para este mantenimiento preventivo del compresor de aire centrífugo, se requiere una limpieza exhaustiva de la trayectoria de flujo del equipo y la comprobación y ajuste del sistema de control relacionado. Esto incluye la limpieza y pulverización del conducto de aire, el impulsor, el difusor y el refrigerador, la inspección de mantenimiento de cada cuerpo de válvula de trabajo, la inspección de los componentes estructurales internos de la caja de engranajes y la alineación del motor.

Los requisitos de mantenimiento preventivo para un compresor centrífugo incluyen los siguientes elementos:

Tuberías de admisión y cabezal: ① Comprobar y ajustar las válvulas de admisión y de alivio; ② Mantener e inspeccionar los impulsores y difusores de la primera, segunda y tercera etapas; ③ Limpiar y pulir los álabes guía de la primera, segunda y tercera etapas, y aplicar recubrimientos resistentes a la corrosión y a altas temperaturas; ④ Limpiar los enfriadores de la primera, segunda y tercera etapas, pulir y rociar la cámara, y limpiar el circuito de agua del enfriador de aceite; ⑤ Sustituir piezas, alinear el motor principal y realizar pruebas de interbloqueo.
Sistema de lubricación: ① Comprobar las conexiones de las tuberías del sistema de lubricación; ② Comprobar la válvula unidireccional del sistema de lubricación; ③ Comprobar y ajustar la válvula reguladora de la presión de aceite del sistema de aceite de lubricación; ④ Comprobar la bomba de aceite principal y sustituir el retén del eje de la bomba de aceite; ⑤ Comprobar la bomba de aceite auxiliar y sustituir el retén del eje; ⑥ Comprobar el filtro de aceite y sustituir el elemento filtrante; ⑦ Comprobar el calentador de aceite; ⑧ Comprobar el enfriador de aceite, limpiar el lado del agua y sustituir la junta de estanqueidad; ⑨ Comprobar el filtro de aire de instrumentos y la válvula reguladora; ⑩ Comprobar el respirador y sustituir el elemento filtrante; Comprobar y ajustar el manómetro de presión negativa del depósito de aceite.
Sistema de refrigeración por aire: ① Desmontaje, eliminación del óxido, revestimiento antioxidante y montaje de los tubos de entrada y salida de la primera, segunda y tercera etapas; ② Inspección y limpieza del lado del aire de los refrigeradores de la primera, segunda y tercera etapas; ③ Inspección, limpieza, tratamiento antioxidante y sustitución de juntas de la cubierta frontal de la primera, segunda y tercera etapas; ④ Inspección, limpieza, tratamiento antioxidante y revestimiento de las cajas de refrigeración de la primera, segunda y tercera etapas; ⑤ Inspección de las válvulas de drenaje de la primera, segunda y tercera etapas.
Sistema de instrumentación y control: ① Calibración del sistema de detección de vibraciones del rotor de baja velocidad; ② Inspección del sistema de alarma de detección e indicación de vibraciones del eje; ③ Inspección del sistema de alarma de detección e indicación de presión; ④ Calibración del presostato de aire de instrumentación; ⑤ Pruebas de la bomba de aceite principal, la bomba de aceite auxiliar y el interruptor de nivel de aceite; ⑥ Inspección del sistema de alarma de detección e indicación de temperatura; ⑦ Inspección del sistema y el panel de control; ⑧ Inspección de los valores establecidos; ⑨ Análisis de los datos de funcionamiento; ⑩ Prueba del dispositivo de enclavamiento del sistema de control; Inspección, eliminación del polvo, apriete y comprobación de relés, terminales de cableado y módulos de E/S de la CPU de la fuente de alimentación del PLC y módulos de comunicación.

Los componentes del rotor y del enfriador requieren una atención especial

El rotor y los componentes del refrigerador son cruciales para el compresor de aire centrífugo, y la inspección periódica y el mantenimiento adecuado son clave para mantener la fiabilidad y el alto rendimiento del sistema. Además de los grandes engranajes y el equipo de transmisión, otras piezas móviles del compresor centrífugo son el rotor, uno de los componentes más importantes de todo el sistema. Durante el funcionamiento, el rotor gira a gran velocidad y está formado por componentes como impulsores, husillos, discos de equilibrado y discos de empuje. En el mantenimiento diario y el funcionamiento normal, es inevitable que se acumulen impurezas sólidas en la superficie del impulsor, lo que provoca un aumento de la vibración del rotor a todos los niveles y reduce la eficiencia del compresor. Por lo tanto, la inspección cuidadosa, la limpieza de las impurezas superficiales y el sondeo para identificar peligros ocultos son necesarios para reducir el desgaste de la máquina, mantener el compresor en condiciones óptimas de funcionamiento y prolongar la vida útil del rotor. La corrección del equilibrado dinámico también puede reducir eficazmente el desgaste de la máquina, y este paso puede realizarse in situ o en una sala profesional de pruebas de equilibrado dinámico.

Los componentes del refrigerador suelen ser de cobre o acero inoxidable. El cobre tiene una mayor eficacia de intercambio térmico que el acero inoxidable, pero es algo menos resistente a la corrosión y más caro. Por tanto, debe elegirse el material adecuado en función de la situación real. Un mantenimiento adecuado puede mejorar el rendimiento y la vida útil del refrigerador. Si se mantiene adecuadamente, el intercambiador de calor puede funcionar durante más tiempo. Al utilizarlo, debe prestarse atención a la diferencia de temperatura de intercambio de calor, que es igual a la temperatura de salida del aire menos la temperatura de entrada del agua de refrigeración. En general, será superior a 8℃ y es difícil que sea inferior a 6℃, por lo que no debe superar los 15℃. El tiempo de limpieza de la unidad depende de la calidad de la fuente de agua y de las condiciones de funcionamiento del equipo. La diferencia de temperatura de intercambio de calor también puede utilizarse como indicador para determinar el ciclo de limpieza del refrigerador. Por lo general, el refrigerador se limpia con medidas como la inmersión en productos químicos y el lavado con pistola de agua. Al limpiarlo, hay que tener cuidado de no dañar el cuerpo del refrigerador.

Efecto de mejora

Un compresor centrífugo puede funcionar de forma más eficaz y segura con un mantenimiento preventivo. En este caso, se realizó un mantenimiento preventivo del compresor que mejoró su rendimiento. Antes del mantenimiento, la potencia específica era de 6,5 kW/(m3/min) y el caudal de aire de 112,55 m3/min. Tras el mantenimiento, la potencia específica disminuyó a 6,3 kW/(m3/min) y el caudal de aire aumentó a 115,45 m3/min. El resultado fue una disminución de 0,2 kW/(m3/min) en la potencia específica y un aumento de 2,9 m3/min en el caudal de aire.

Epílogo

Para garantizar el funcionamiento seguro y eficaz de los equipos, es necesario realizar inspecciones periódicas de mantenimiento de los componentes críticos. Un aspecto de esto es comprobar periódicamente el funcionamiento del compresor y utilizar métodos de depuración de equipos para detectar posibles fallos y prepararse para la resolución de problemas. Además, es importante desmontar e inspeccionar los componentes principales, como los rotores y los sistemas de refrigeración, para identificar cualquier problema de desgaste o lubricación y solucionarlo rápidamente para mejorar la eficiencia del sistema.