AMB控制器升级优化了涡轮膨胀机的性能

作者：尼古拉·马尔纳克

涡轮膨胀机是中游天然气液（NGL）生产的核心设备。作为一种径向流入式涡轮机，高压气体通过其驱动压缩机或发电机，涡轮膨胀机有助于实现快速高效的液体回收。

轴承是涡轮膨胀机的关键部件，支撑着涡轮膨胀机转子的重量，并帮助机器保持正确的相对位置。主动磁轴承（AMB）是一种无油轴承系统，它利用电磁力来维持旋转组件（转子）相对于固定部件（定子）的相对位置。先进的电子控制系统会根据机器运行产生的力来调节这些电磁力，任何影响AMB控制器运行的问题都可能导致天然气液（NGL）处理停止。

几十年来，Waukesha Magnetic Bearings 和 Zephyr 控制器一直深受其青睐。

因此，当一家 NGL 加工公司找到 Troy O'Steen，寻求升级过时的模拟 AMB 控制器的最佳方法时，他明白了找到可靠且便捷的解决方案的重要性。

作为位于加州瓦伦西亚的LA Turbine (LAT)（Chart Industries旗下公司）的销售总监，O'Steen先生早已习惯于与各种品牌的涡轮膨胀机及其配套设备打交道。除了自主设计和制造涡轮膨胀机外，该公司还专门为所有OEM厂商的涡轮膨胀机提供售后服务和维修。然而，当时的模拟控制器已经过时，维修也变得不可行。

幸运的是，LAT与位于英国沃辛的沃克沙磁轴承公司（Waukesha Magnetic Bearings）有着成功的合作历史。沃克沙磁轴承公司是美国威斯康星州沃克沙轴承公司（Waukesha Bearings）的子公司，近40年来一直为各种专业应用提供全套主动磁轴承（AMB）和磁轴承控制器解决方案。沃克沙磁轴承公司设计的磁轴承控制器可兼容各种尺寸的AMB、传感器技术和运行环境。这种多功能性和丰富的经验使该公司能够设计出真正与品牌无关的控制器，使其成为LAT的理想合作伙伴，能够帮助LAT快速交付经济高效的特定应用解决方案。

问题重重的模拟AMB控制器及其所在的机柜亟需升级。几个月来，公司一直试图排除故障，但原制造商认为该控制器已经过时。这意味着OEM厂商将不再提供支持。相反，OEM厂商敦促客户升级到配备更先进控制器的新型AMB。

令人担忧的是，安装新轴承需要大量投资，这笔资金投入超出了公司为该项目分配的预算。此外，他们还必须等待原供应商的档期安排，才能获得安装AMB控制器所需的工程支持，这意味着汽轮膨胀机的停机时间将延长。由此，升级期间天然气液（NGL）的处理工作将会停滞，而且何时才能恢复正常的NGL处理进度也尚不确定。

该公司寻求一种替代方案，既无需承担升级到全新AMB和控制器所带来的高昂费用和漫长停机时间。然而，他们收到的报价也并不令人满意。大多数公司提出的方案都一样：为了便于兼容，更换整个AMB系统，包括控制器。

似乎除了购买昂贵的替代 AMB 系统之外别无选择，直到 LAT 的一次服务电话带来了一个不同的、更令人满意的解决方案。

LAT公司并未选择更换整个系统，而是提议与沃克夏磁轴承公司合作，为现有的AMB（主动磁轴承）和汽轮膨胀机加装一套功能更强大、更现代化的控制器。将新控制器与现有的AMB配套使用并不常见，因为大多数公司都要求两套设备使用同一制造商的产品。然而，LAT公司和沃克夏磁轴承公司过去曾在类似项目上成功合作过。

事实上，这两家公司有着雄心勃勃的合作历史。当LAT着手设计业内首款也是唯一一款用于危险区域的撬装式涡轮膨胀机柜时，他们联系了沃克夏磁轴承公司（Waukesha Magnetic Bearings）作为设计合作伙伴。两家公司携手打造了ARES AMB涡轮膨胀机，该膨胀机配备了撬装式Zephyr®控制器。

Zephyr 控制器也被证明是改造中游能源客户老旧模拟控制器的理想解决方案。Zephyr 控制器具有高度可配置性，使其“与轴承无关”，能够与多种不同的传感器和磁体集成。

除了技术兼容性之外，Zephyr 控制器操作简便，这正是 LAT 客户的关键需求。由于长期依赖过时的模拟控制器，他们也一直在寻求更强大的解决方案，并希望获得远程监控和调节等现代化功能。

虽然很明显，新的控制器和机柜将是一次巨大的升级，但 LAT 和 Waukesha Magnetic Bearings 的工程师们以他们的响应速度和客户服务给客户留下了最深刻的印象。

由于 LAT 和 Waukesha Magnetic Bearings 团队了解停机对 NGL 加工公司的影响，他们不遗余力地尽快安装升级后的设备。

“这种类型的集成并不简单，”沃基沙磁轴承公司的大客户经理卡洛斯·皮解释说，“但我们会尽一切努力简化流程。” 在这种情况下，这意味着持续沟通，以及分享从以往改造项目中汲取的经验教训。

多年的经验让团队明白，在停机安装前，必须花费大量时间收集相关细节并做好充分准备。他们仔细熟悉了原始设备制造商的可编程逻辑控制器（PLC），以确保集成过程无缝衔接。

现场调试工程师对于顺利安装也至关重要，他提供了有关现场的详细信息，并根据设计规范组装了控制器。

因此，LAT 和 Waukesha Magnetic Bearings 团队得以迅速完成控制器的安装并使其投入运行。“我们竭尽全力实现即插即用。我们不会只是把东西送过来；我们会协助你们排除故障，直到问题解决为止。”Pi 说。

先进的新型控制器超出预期

事实证明，新型控制器是最佳解决方案。现在，LAT 的客户可以远程监控 AMB，并在需要时进行调整。Zephyr 的远程监控和调整功能包括多坐标控制、跳动补偿、自动平衡算法以及用于软件磁通反馈的高级放大器算法。

Zephyr 凭借其对电感式传感器的支持，还拥有简便的故障排除功能——这与传统的模拟控制器形成了鲜明对比。其诊断功能包括 Web 服务器界面、事件日志记录、自动清除检查以及内置工具，这些工具可显示是否符合 ISO 灵敏度性能标准。它不仅满足了客户的所有需求，还提供了更多功能。

凭借 LAT 团队卓越的客户服务和现场支持，升级后的控制器让客户对 AMB 的长期性能重拾信心。事实上，沃克夏磁轴承 (Waukesha Magnetic Bearings) 的设备以其数十年的稳定运行而闻名，而 Zephyr 控制器也同样以其长期可靠性著称。由于没有移动部件、具备预测性维护功能以及延长保修选项，AMB 控制器有望在未来多年内持续可靠地运行于现场。

作者简介：

尼古拉·马尔纳克 (Nikolaj Malnac) 在多个行业拥有超过 20 年的商业经验，并持有法律和项目管理资质。他已在沃克夏轴承公司 (Waukesha Bearings) 工作超过 12 年，并在过去三年担任磁轴承总监。您可以通过 [email protected] 联系他。沃克夏轴承公司是高性能涡轮机械定制工程流体动压轴承、磁轴承系统和密封件领域的市场领导者。沃克夏轴承公司隶属于多佛精密组件公司 (Dover Precision Components)，后者是多佛集团 (Dover) 旗下公司。欲了解更多关于沃克夏轴承公司的信息，请访问 waukbearing.com。