التحول الالكتروني لصمامات الغازات السائلية لشركة هوالو هنغشنغ
خلفية المشروع:
صمام الغازات السائلية هو الجهاز الرئيسي لوحدة فصل السوائل والغازات، وحالة التشغيل الخاصة به تحدد بشكل مباشر على استقرار تشغيل الوحدة، والوسط هو الغازات السائلية، وتتدفق من المنخفض الي المرتفع، والضغط قبل دخول الصمام هو 7.1 MPaA والضغط بعد دخول الصمام هو 0.6 MPaA، ودرجة حرارة التشغيل هي -175 درجة مئوية. و ضغط البخار المشبع المقابل لدرجة الحرارة هذه هو 0.5 MPaA، أي عن الضغط 0.5MPaA، الوسط يقوم بالفلاش، و الغازات السائلية تحول الي الغازات والسوائل. وهيكل الصمام الأصلي لشركة هوالو هنغشنغ كما هو مبين في الشكل 1. والصمام يستخدم هيكل تخفيف الضغط المكون من نواه الصمام وبكرة الصمام. وتحدث المشاكل التالية في عملية الاستخدام:
1) وجود الاهتزاز الكبير والضجيج الكبير أثناء عملية التشغيل.
2) فشل في التحكم علي جهاز تحديد الموقع ويغلق الصمام فجأة.
الشكل 1 هيكل الصمام الأصلي
ونظرا للمشاكل الناجمة أثناء عملية التشغيل وأهمية موقف الصمام، شركة هوالو هنغشنغ قامت بتكليف شركتنا لتحول الصمامات.
التحليل والحل:
اهتزاز الصمام هو مشكلة شائعة لصمام التنظيف، والعوامل العامة المتسببة لذلك هي: 1) ضرب الوسط عالي السرعة نواه الصمام، والقوة غير المتوازنة الكبيرة تؤدي الي اهتزاز نواه الصمام. 2) ينخفض ضغط الوسط الي ضغط البخار المشبع في حالة درجة حرارة التشغيل، والوسط يقوم بالفلاش وتحول الي شكلي الغازات والسوائل. واستقرار تدفق شكلي الغازات والسوائل يكون غير جيدا، وذلك يؤدي بسهولة الي اهتزاز الصمام عالي التردد. وعادة ما فشل التحكم في جهاز تحديد الموقع، يرجع الي اهتزاز الصمام بالاضافة الي وجود عيب الأجهزة الخاصة به ونموذج جهاز التنفيذ الصغير نسبيا (وجدنا أن القوة المخرجة من جهاز التنفيذ للصمام لا تكون كافية للتغلب على قوة التوازن للوسط عن طريق الحساب). وجهاز تحديد الموقع يكون لديه أعلي تردد مقاومة الاهتزاز، وعندما التردد له يتجاوز أعلي تردد مقاومة الاهتزاز له، عنصر التحكم لجهاز تحديد الموقع يفشل مؤقتا، وذلك سيؤدي الي التشغيل غير الطبيعي للصمام.
لهذه الأسباب، قمنا بمحاكاة مجال الضغط ومجال السرعة للوسط بـ Ansys Workbench 14.0من أجل معرفة أسباب الاهتزاز والتحول المستهدف للصمامات.
التحسينات والنتائج:
وفقا لنتائج الحساب، بشرط عدم تغيير الهيكل العام للصمام الحالي، قمنا بزيادة درجة البكرة الأصلية وتحويل عدد درجات تخفيف الضغط من 2 درجات الي 3 درجات. وهيكل المكونات الداخلية الجديدة كما هو مبين في الشكل 2. .
الشكل 2A شكل الرؤية الأمامية لهيكل المكونات الداخلية علي المستويات الثلاثة بعد التحول
الشكل 2B شكل الرؤية الجانبية لهيكل المكونات الداخلية علي المستويات الثلاثة بعد التحول
الهيكل بعد التحسين يلغي الفلاش، ويقوم بالحد من معدل تدفق الوسط وحل مشاكل الاهتزاز الكبير والضوضاء الكبير في الموقع لجعل الصمام يعمل بسلاسة. ومن التحول حتى الآن، الصمام يعمل بسلاسل لمدة 8 أشهرا، والمستخدم أعرب عن أن الوحدة تعمل بسلاسل بدون الاهتزاز، ومستوي الضوضاء يكون أقل من 65 dB، والتحكم علي جهاز تحديد الموقع يكون موثوقا به، ولا تحدث ظاهرة فشل التحكم.
هيكل البكرة الأصلية
هيكل البكرة بعد التحسين
