Двоструке ваздушне заптивке пумпе за повишење притиска, прилагођене технологији ваздушних заптивки компресора, чешће су у индустрији заптивки вратила.Ове заптивке обезбеђују нулто испуштање пумпане течности у атмосферу, обезбеђују мањи отпор трења на вратилу пумпе и раде са једноставнијим системом подршке.Ове предности обезбеђују ниже укупне трошкове животног циклуса решења.
Ове заптивке раде увођењем спољашњег извора гаса под притиском између унутрашње и спољашње заптивне површине.Специфична топографија заптивне површине ствара додатни притисак на гас за препреку, узрокујући да се заптивна површина одвоји, узрокујући да површина заптивања лебди у гасном филму.Губици трења су мали јер се заптивне површине више не додирују.Баријерни гас пролази кроз мембрану при малом протоку, трошећи баријерни гас у облику цурења, од којих већина цури у атмосферу кроз спољашње заптивне површине.Остатак продире у заптивну комору и на крају бива однесен струјом процеса.
Све двоструке херметичке заптивке захтевају течност под притиском (течност или гас) између унутрашње и спољашње површине склопа механичке заптивке.Потребан је систем подршке за испоруку ове течности до заптивке.Насупрот томе, у двоструком заптивачу под притиском са течним подмазивањем, заштитна течност циркулише из резервоара кроз механичку заптивку, где подмазује површине заптивке, апсорбује топлоту и враћа се у резервоар где треба да распрши апсорбовану топлоту.Ови системи за подршку двоструког заптивача под притиском течности су сложени.Топлотна оптерећења расту са процесним притиском и температуром и могу изазвати проблеме са поузданошћу ако нису правилно израчуната и подешена.
Двоструки потпорни систем заптивке на компримовани ваздух заузима мало простора, не захтева воду за хлађење и захтева мало одржавања.Поред тога, када је доступан поуздан извор заштитног гаса, његова поузданост је независна од притиска и температуре процеса.
Због све већег усвајања ваздушних заптивки пумпе са двоструким притиском на тржишту, Амерички институт за нафту (АПИ) додао је Програм 74 као део објављивања другог издања АПИ 682.
74 Систем за подршку програма је типично скуп мерача и вентила монтираних на панелу који прочишћавају баријерни гас, регулишу низводни притисак и мере притисак и проток гаса до механичких заптивача.Пратећи путању заштитног гаса кроз панел План 74, први елемент је неповратни вентил.Ово омогућава да се довод заштитног гаса изолује од заптивке ради замене филтерског елемента или одржавања пумпе.Баријерни гас затим пролази кроз коалесцентни филтер од 2 до 3 микрометра (µм) који задржава течности и честице које могу оштетити топографске карактеристике површине заптивача, стварајући гасни филм на површини површине заптивача.Затим следе регулатор притиска и манометар за подешавање притиска довода заштитног гаса до механичког заптивача.
Гасне заптивке пумпе са двоструким притиском захтевају да притисак доводног гаса баријере задовољи или премаши минимални диференцијални притисак изнад максималног притиска у комори заптивке.Овај минимални пад притиска зависи од произвођача и типа заптивке, али је обично око 30 фунти по квадратном инчу (пси).Прекидач притиска се користи за откривање било каквих проблема са доводним притиском заштитног гаса и оглашавања аларма ако притисак падне испод минималне вредности.
Рад заптивке се контролише протоком заштитног гаса помоћу мерача протока.Одступања од брзина протока заптивног гаса које су пријавили произвођачи механичких заптивача указују на смањене перформансе заптивања.Смањен проток баријерног гаса може бити последица ротације пумпе или миграције течности на површину заптивке (од контаминираног заштитног гаса или процесног флуида).
Често након оваквих догађаја долази до оштећења заптивних површина, а затим се повећава проток баријерног гаса.Пренапон притиска у пумпи или делимични губитак притиска баријерног гаса такође могу оштетити заптивну површину.Аларми високог протока се могу користити за одређивање када је потребна интервенција да би се исправио велики проток гаса.Задата вредност за аларм високог протока је обично у опсегу од 10 до 100 пута од нормалног протока гаса у баријери, обично није одређена од стране произвођача механичке заптивке, али зависи од тога колико цурења гаса пумпа може да толерише.
Коришћени су традиционално променљиви мерачи протока и није неуобичајено да се мерачи протока ниског и високог опсега спајају у серију.Прекидач високог протока се тада може уградити на мерач протока високог опсега да би се дао аларм високог протока.Мерачи протока са варијабилном површином могу се калибрисати само за одређене гасове на одређеним температурама и притисцима.Када се ради у другим условима, као што су температурне флуктуације између лета и зиме, приказана брзина протока се не може сматрати тачном вредношћу, али је близу стварној вредности.
Са издавањем 4. издања АПИ 682, мерења протока и притиска су прешла са аналогног на дигитална са локалним очитањима.Дигитални мјерачи протока могу се користити као мјерачи протока промјењиве површине, који конвертују плутајућу позицију у дигиталне сигнале, или мјерачи масеног протока, који аутоматски претварају масени проток у запремински проток.Карактеристична карактеристика трансмитера масеног протока је да они обезбеђују излазе који компензују притисак и температуру да би се обезбедио прави проток у стандардним атмосферским условима.Недостатак је што су ови уређаји скупљи од мерача протока променљиве површине.
Проблем са коришћењем трансмитера протока је пронаћи трансмитер који може да мери проток баријерног гаса током нормалног рада и на алармним тачкама високог протока.Сензори протока имају максималне и минималне вредности које се могу прецизно очитати.Између нултог протока и минималне вредности, излазни проток можда неће бити тачан.Проблем је у томе што се повећава максимални проток за одређени модел претварача протока, повећава се и минимални проток.
Једно решење је коришћење два предајника (један нискофреквентни и један високофреквентни), али ово је скупа опција.Други метод је коришћење сензора протока за нормалан радни опсег протока и коришћење прекидача високог протока са аналогним мерачем протока високог опсега.Последња компонента кроз коју пролази запорни гас је неповратни вентил пре него што запорни гас напусти панел и повеже се са механичким заптивачем.Ово је неопходно да би се спречио повратни ток пумпане течности у панел и оштећење инструмента у случају абнормалних сметњи у процесу.
Повратни вентил мора имати низак притисак отварања.Ако је избор погрешан, или ако ваздушна заптивка пумпе са двоструким притиском има низак проток баријерног гаса, може се видети да је пулсирање протока баријерног гаса узроковано отварањем и поновним постављањем неповратног вентила.
Генерално, биљни азот се користи као гас за препреку јер је лако доступан, инертан и не изазива никакве штетне хемијске реакције у пумпаној течности.Могу се користити и инертни гасови који нису доступни, као што је аргон.У случајевима када је потребан притисак заштитног гаса већи од притиска азота у постројењу, појачивач притиска може повећати притисак и складиштити гас високог притиска у пријемнику спојеном на улаз панела План 74.Боце са азотом се углавном не препоручују јер захтевају сталну замену празних боца пуним.Ако се квалитет заптивача погорша, боца се може брзо испразнити, што доводи до заустављања пумпе како би се спречило даље оштећење и квар механичког заптивача.
За разлику од система баријере за течност, системи подршке План 74 не захтевају блиску близину механичким заптивачима.Једино упозорење овде је издужени део цеви малог пречника.Пад притиска између панела План 74 и заптивке може да настане у цеви током периода високог протока (деградација заптивке), што смањује баријерски притисак који је доступан заптивачу.Повећање величине цеви може решити овај проблем.По правилу, панели План 74 се монтирају на постоље на погодној висини за контролу вентила и очитавање инструмента.Носач се може монтирати на основну плочу пумпе или поред пумпе без ометања прегледа и одржавања пумпе.Избегавајте опасност од спотицања на цевима/цевима који повезују панеле План 74 са механичким заптивачима.
За пумпе између лежајева са два механичка заптивача, по један на сваком крају пумпе, није препоручљиво користити једну плочу и одвојени излаз за гас за сваку механичку заптивку.Препоручено решење је коришћење посебног панела План 74 за сваку заптивку, или панела План 74 са два излаза, сваки са сопственим сетом мерача протока и прекидача протока.У подручјима са хладним зимама можда ће бити потребно презимити панеле План 74.Ово се ради првенствено да би се заштитила електрична опрема панела, обично облагањем панела у орман и додавањем грејних елемената.
Интересантан феномен је да се брзина протока баријерног гаса повећава са смањењем температуре довода баријерног гаса.Ово обично прође незапажено, али може постати приметно на местима са хладним зимама или великим температурним разликама између лета и зиме.У неким случајевима, можда ће бити потребно подесити подешену тачку аларма високог протока да бисте спречили лажне аларме.Панелни ваздушни канали и прикључне цеви/цеви морају бити прочишћени пре пуштања панела План 74 у рад.Ово се најлакше постиже додавањем вентила за одзрачивање на или близу прикључка за механичку заптивку.Ако вентил за одзрачивање није доступан, систем се може испразнити тако што ћете одвојити цев/цев од механичког заптивача, а затим га поново повезати након пражњења.
Након спајања панела План 74 на заптивке и провере свих прикључака на цурење, регулатор притиска се сада може подесити на подешени притисак у апликацији.Панел мора да доведе баријерски гас под притиском до механичког заптивача пре пуњења пумпе процесним флуидом.Заптивке и панели План 74 су спремни за рад када се заврше процедуре пуштања пумпе у рад и одзрачивања.
Филтерски елемент се мора прегледати након месец дана рада или сваких шест месеци ако се не пронађе контаминација.Интервал замене филтера зависиће од чистоће испорученог гаса, али не би требало да прелази три године.
Стопе заштитног гаса треба проверити и евидентирати током рутинских инспекција.Ако је пулсирање протока ваздуха у баријери узроковано отварањем и затварањем неповратног вентила довољно велико да покрене аларм високог протока, ове алармне вредности ће можда морати да се повећају да би се избегли лажни аларми.
Важан корак у стављању ван погона је да изолација и смањење притиска заштитног гаса треба да буду последњи корак.Прво, изолујте и испустите притисак из кућишта пумпе.Када је пумпа у безбедном стању, притисак довода заштитног гаса се може искључити и притисак гаса уклонити из цевовода који повезује панел План 74 са механичким заптивачем.Испразните сву течност из система пре почетка било каквог одржавања.
Ваздушне заптивке пумпе са двоструким притиском у комбинацији са системима подршке План 74 пружају оператерима решење за заптивање вратила са нултом емисијом, ниже капиталне инвестиције (у поређењу са заптивкама са системима баријере за течност), смањене трошкове животног циклуса, мали отисак система подршке и минималне захтеве за сервисирањем.
Када се инсталира и користи у складу са најбољом праксом, ово решење за задржавање може да обезбеди дугорочну поузданост и повећа доступност ротирајуће опреме.
We welcome your suggestions on article topics and sealing issues so that we can better respond to the needs of the industry. Please send your suggestions and questions to sealsensequestions@fluidsealing.com.
Марк Саваге је менаџер групе производа у компанији Јохн Цране.Саваге је дипломирао инжењерство на Универзитету у Сиднеју, Аустралија.За више информација посетите јохнцране.цом.
Време поста: Сеп-08-2022