Падвойныя пнеўматычныя ўшчыльненні помпаў павышэння, адаптаваныя з тэхналогіі пнеўматычных ушчыльненняў кампрэсара, больш распаўсюджаныя ў прамысловасці ўшчыльненняў вала.Гэтыя ўшчыльнення забяспечваюць нулявы скід перапампоўваецца вадкасці ў атмасферу, аказваюць меншы супраціў трэння на вале помпы і працуюць з больш простай апорнай сістэмай.Гэтыя перавагі забяспечваюць больш нізкі агульны кошт жыццёвага цыкла рашэння.
Гэтыя ўшчыльненні працуюць шляхам увядзення знешняй крыніцы газу пад ціскам паміж унутранай і вонкавай паверхнямі ўшчыльнення.Спецыяльны рэльеф ўшчыльняльнай паверхні аказвае дадатковы ціск на бар'ерны газ, у выніку чаго ўшчыльняльная паверхня аддзяляецца, у выніку чаго ўшчыльняльная паверхня плавае ў газавай плёнцы.Страты на трэнне нізкія, паколькі ўшчыльняльныя паверхні больш не датыкаюцца.Бар'ерны газ праходзіць праз мембрану з нізкай хуткасцю патоку, спажываючы бар'ерны газ у выглядзе ўцечак, большасць з якіх выцякае ў атмасферу праз знешнія паверхні ўшчыльнення.Рэшткі прасочваюцца ў камеру ўшчыльнення і ў канчатковым выніку выносяцца тэхналагічным патокам.
Усе двайныя герметычныя ўшчыльненні патрабуюць вадкасці пад ціскам (вадкасці або газу) паміж унутранай і вонкавай паверхнямі вузла механічнага ўшчыльнення.Для дастаўкі гэтай вадкасці да ўшчыльнення патрабуецца сістэма падтрымкі.Наадварот, у двайным ушчыльненні пад ціскам з вадкай змазкай бар'ерная вадкасць цыркулюе з рэзервуара праз механічнае ўшчыльненне, дзе яна змазвае паверхні ўшчыльнення, паглынае цяпло і вяртаецца ў рэзервуар, дзе ёй трэба рассейваць паглынутае цяпло.Гэтыя сістэмы падвойнага ўшчыльнення пад ціскам вадкасці складаныя.Цеплавыя нагрузкі павялічваюцца з павышэннем ціску і тэмпературы працэсу і могуць выклікаць праблемы з надзейнасцю, калі іх не разлічыць і не наладзіць належным чынам.
Апорная сістэма падвойнага ўшчыльнення са сціснутым паветрам займае мала месца, не патрабуе астуджальнай вады і патрабуе невялікага абслугоўвання.Акрамя таго, калі даступная надзейная крыніца ахоўнага газу, яе надзейнасць не залежыць ад ціску і тэмпературы працэсу.
У сувязі з ростам распаўсюджвання на рынку паветраных ушчыльненняў помпаў з падвойным ціскам Амерыканскі інстытут нафты (API) дадаў праграму 74 у рамках публікацыі другога выдання API 682.
74 Сістэма падтрымкі праграмы звычайна ўяўляе сабой набор усталяваных на панэлі датчыкаў і клапанаў, якія выдаляюць бар'ерны газ, рэгулююць ціск унізе і вымяраюць ціск і расход газу да механічных ушчыльненняў.Пасля шляху бар'ернага газу праз панэль Plan 74 першым элементам з'яўляецца зваротны клапан.Гэта дазваляе ізаляваць падачу бар'ернага газу ад ушчыльнення для замены фільтруючага элемента або абслугоўвання помпы.Затым бар'ерны газ праходзіць праз коалесцирующий фільтр памерам ад 2 да 3 мікраметраў (мкм), які затрымлівае вадкасці і часціцы, якія могуць пашкодзіць тапаграфічныя асаблівасці паверхні ўшчыльнення, ствараючы газавую плёнку на паверхні ўшчыльнення.Затым ідуць рэгулятар ціску і манометр для ўстанаўлення ціску падачы бар'ернага газу на механічнае ўшчыльненне.
Для газавых ушчыльненняў помпы з падвойным ціскам патрабуецца, каб ціск падачы бар'ернага газу адпавядаў або перавышаў мінімальны перапад ціску, які перавышае максімальны ціск у камеры ўшчыльнення.Гэта мінімальнае падзенне ціску залежыць ад вытворцы і тыпу ўшчыльнення, але звычайна складае каля 30 фунтаў на квадратны цаля (фунт на квадратны цаля).Рэле ціску выкарыстоўваецца для выяўлення любых праблем з ціскам падачы бар'ернага газу і сігналізацыі, калі ціск апускаецца ніжэй мінімальнага значэння.
Праца ўшчыльнення кантралюецца патокам бар'ернага газу з дапамогай расходомера.Адхіленні ад хуткасці патоку ўшчыльняльнага газу, пра якія паведамляюць вытворцы механічных ушчыльненняў, паказваюць на пагаршэнне характарыстык ушчыльнення.Зніжэнне патоку бар'ернага газу можа быць звязана з кручэннем помпы або міграцыяй вадкасці да паверхні ўшчыльнення (ад забруджанага бар'ернага газу або тэхналагічнай вадкасці).
Часта пасля такіх мерапрыемстваў адбываецца пашкоджанне ўшчыльняючымі паверхняў, і тады бар'ерны газавы паток павялічваецца.Скачкі ціску ў помпе або частковая страта ціску бар'ернага газу таксама могуць пашкодзіць ўшчыльняльную паверхню.Сігналізацыя высокага патоку можа быць выкарыстана, каб вызначыць, калі неабходна ўмяшанне для карэкцыі высокага патоку газу.Зададзенае значэнне сігналізацыі аб вялікім патоку звычайна знаходзіцца ў дыяпазоне ад 10 да 100-кратнага нармальнага патоку бар'ернага газу, звычайна не вызначаецца вытворцам механічнага ўшчыльнення, але залежыць ад таго, якую ўцечку газу можа вытрымаць помпа.
Традыцыйна выкарыстоўваліся расходомеры з пераменным калібрам, і нярэдкія выпадкі, калі расходомеры нізкага і высокага дыяпазону злучаліся паслядоўна.Затым на расходомер высокага дыяпазону можна ўсталяваць рэле высокага патоку, каб падаць сігнал трывогі пры высокім патоку.Расходомеры з пераменнай плошчай можна адкалібраваць толькі для пэўных газаў пры пэўных тэмпературах і цісках.Пры працы ў іншых умовах, такіх як ваганні тэмпературы паміж летам і зімой, паказаны расход не можа лічыцца дакладным значэннем, але блізкі да фактычнага значэння.
З выхадам 4-га выдання API 682 вымярэнні расходу і ціску перайшлі з аналагавых на лічбавыя з мясцовымі паказаннямі.Лічбавыя расходомеры можна выкарыстоўваць як расходомеры зменнай плошчы, якія пераўтвараюць становішча паплаўка ў лічбавыя сігналы, або масавыя расходомеры, якія аўтаматычна пераўтвараюць масавы расход у аб'ёмны.Адметнай рысай перадатчыкаў масавага расходу з'яўляецца тое, што яны забяспечваюць выхады, якія кампенсуюць ціск і тэмпературу для забеспячэння сапраўднага расходу ў стандартных атмасферных умовах.Недахопам з'яўляецца тое, што гэтыя прылады каштуюць даражэй, чым расходомеры зменнай плошчы.
Праблема з выкарыстаннем перадатчыка патоку заключаецца ў тым, каб знайсці перадатчык, здольны вымяраць паток бар'ернага газу падчас звычайнай працы і ў кропках сігналізацыі аб высокім патоку.Датчыкі расходу маюць максімальнае і мінімальнае значэнні, якія можна дакладна прачытаць.Паміж нулявым расходам і мінімальным значэннем выходны расход можа быць недакладным.Праблема ў тым, што па меры павелічэння максімальнага расходу для канкрэтнай мадэлі пераўтваральніка расходу павялічваецца і мінімальны расход.
Адным з рашэнняў з'яўляецца выкарыстанне двух перадатчыкаў (адзін нізкачашчынны і адзін высокачашчынны), але гэта дарагі варыянт.Другі спосаб заключаецца ў выкарыстанні датчыка патоку для нармальнага працоўнага дыяпазону патоку і выкарыстанні рэле высокага патоку з аналагавым вымяральнікам патоку высокага дыяпазону.Апошні кампанент, праз які праходзіць бар'ерны газ, - гэта зваротны клапан, перш чым бар'ерны газ пакіне панэль і злучыцца з механічным ушчыльненнем.Гэта неабходна для прадухілення зваротнага патоку запампоўваецца вадкасці ў панэль і пашкоджання прыбора ў выпадку ненармальных парушэнняў працэсу.
Зваротны клапан павінен мець нізкі ціск адкрыцця.Калі выбар няправільны або калі паветранае ўшчыльненне помпы з падвойным ціскам мае нізкі паток бар'ернага газу, відаць, што пульсацыя патоку бар'ернага газу выклікана адкрыццём і паўторным усталяваннем зваротнага клапана.
Як правіла, раслінны азот выкарыстоўваецца ў якасці бар'ернага газу, таму што ён лёгкадаступны, інэртны і не выклікае ніякіх пабочных хімічных рэакцый у перапампоўваемай вадкасці.Таксама можна выкарыстоўваць недаступныя інэртныя газы, напрыклад аргон.У тых выпадках, калі неабходны ціск ахоўнага газу перавышае ціск азоту ў заводзе, узмацняльнік ціску можа павялічыць ціск і захоўваць газ высокага ціску ў рэсіверы, падлучаным да ўваходнага адтуліны панэлі Plan 74.Бутэлькі з азотам звычайна не рэкамендуюцца, бо яны патрабуюць пастаяннай замены пустых балонаў на поўныя.Калі якасць ушчыльнення пагаршаецца, бутэльку можна хутка апаражніць, у выніку чаго помпа спыняецца, каб прадухіліць далейшае пашкоджанне і выхад з ладу механічнага ўшчыльнення.
У адрозненне ад вадкасных бар'ерных сістэм, апорныя сістэмы Plan 74 не патрабуюць непасрэднай блізкасці ад механічных ушчыльненняў.Адзіным нюансам тут з'яўляецца выцягнуты ўчастак трубы малога дыяметра.Перапад ціску паміж панэллю Plan 74 і ўшчыльненнем можа адбыцца ў трубе ў перыяды высокага патоку (пагаршэнне ўшчыльнення), што зніжае бар'ерны ціск, даступны для ўшчыльнення.Вырашыць гэтую праблему можа павелічэнне памеру трубы.Як правіла, панэлі Plan 74 мацуюцца на падстаўцы на зручнай вышыні для кіравання вентылямі і счытвання паказанняў прыбораў.Кранштэйн можа быць усталяваны на апорнай пліце помпы або побач з помпай, не перашкаджаючы праверцы і абслугоўванню помпы.Пазбягайце небяспекі спатыкнуцца аб трубы/трубы, якія злучаюць панэлі Plan 74 з механічнымі ўшчыльняльнікамі.
Для міжпадшыпнікавых помпаў з двума механічнымі ўшчыльненнямі, па адным на кожным канцы помпы, не рэкамендуецца выкарыстоўваць адну панэль і асобны выхад бар'ернага газу для кожнага механічнага ўшчыльнення.Рэкамендаванае рашэнне - выкарыстоўваць асобную панэль Plan 74 для кожнага ўшчыльнення або панэль Plan 74 з двума выхадамі, кожны са сваім наборам расходомераў і рэле расходу.У раёнах з халоднымі зімамі можа спатрэбіцца зімаваць панэлі Plan 74.Гэта робіцца ў першую чаргу для абароны электрычнага абсталявання панэлі, як правіла, шляхам кладкі панэлі ў шафу і дадання награвальных элементаў.
Цікавым з'явай з'яўляецца тое, што хуткасць патоку бар'ернага газу павялічваецца з паніжэннем тэмпературы падачы бар'ернага газу.Звычайна гэта застаецца незаўважаным, але можа стаць прыкметным у месцах з халоднай зімой або вялікай розніцай тэмператур паміж летам і зімой.У некаторых выпадках можа спатрэбіцца адрэгуляваць значэнне сігналізацыі высокага расходу, каб прадухіліць ілжывыя сігналы трывогі.Панэльныя паветраводы і злучальныя трубы/трубы неабходна прачысціць перад уводам у эксплуатацыю панэляў Plan 74.Гэта прасцей за ўсё дасягнуць шляхам дадання вентыляцыйнага клапана ў або побач з злучэннем механічнага ўшчыльнення.Калі выпускны клапан недаступны, сістэму можна ачысціць, адлучыўшы трубку/трубку ад механічнага ўшчыльнення, а затым зноў падключыўшы яе пасля ачысткі.
Пасля падлучэння панэляў Plan 74 да ўшчыльняльнікаў і праверкі ўсіх злучэнняў на герметычнасць рэгулятар ціску цяпер можна адрэгуляваць да зададзенага ціску ў дадатку.Перад запаўненнем помпы тэхналагічнай вадкасцю панэль павінна падаваць бар'ерны газ пад ціскам да механічнага ўшчыльнення.Ушчыльнення і панэлі Plan 74 гатовыя да запуску, калі будуць завершаны працэдуры ўводу помпы ў эксплуатацыю і вентыляцыі.
Фільтруючы элемент неабходна правяраць праз месяц працы або кожныя паўгода, калі забруджванняў не выяўлена.Інтэрвал замены фільтра будзе залежаць ад чысціні пададзенага газу, але не павінен перавышаць трох гадоў.
Узровень бар'ернага газу трэба правяраць і запісваць падчас планавых праверак.Калі пульсацыя бар'ернага паветранага патоку, выкліканая адкрыццём і закрыццём зваротнага клапана, дастаткова вялікая, каб выклікаць сігнал трывогі высокага расходу, гэтыя значэнні сігналізацыі, магчыма, спатрэбіцца павялічыць, каб пазбегнуць ілжывых сігналаў трывогі.
Важным этапам вываду з эксплуатацыі з'яўляецца тое, што ізаляцыя і зніжэнне ціску ахоўнага газу павінны быць апошнім этапам.Спачатку ізалюйце і скіньце ціск з корпуса помпы.Калі помпа знаходзіцца ў бяспечным стане, ціск падачы ахоўнага газу можа быць адключаны, а ціск газу выдалены з трубаправода, які злучае панэль Plan 74 з механічным ушчыльненнем.Перад пачаткам работ па тэхнічным абслугоўванні зліце ўсю вадкасць з сістэмы.
Пнеўматычныя ўшчыльненні помпаў з падвойным ціскам у спалучэнні з апорнымі сістэмамі Plan 74 забяспечваюць аператарам рашэнне ўшчыльнення вала з нулявым выкідам, меншыя капіталаўкладанні (у параўнанні з ушчыльненнямі з бар'ернымі сістэмамі для вадкасці), зніжэнне кошту жыццёвага цыкла, невялікія памеры апорнай сістэмы і мінімальныя патрабаванні да абслугоўвання.
Пры ўсталёўцы і эксплуатацыі ў адпаведнасці з перадавой практыкай гэта рашэнне для стрымлівання можа забяспечыць доўгатэрміновую надзейнасць і павялічыць даступнасць верціцца абсталявання.
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 Сэвідж - менеджэр групы прадуктаў у John Crane.Сэвідж мае ступень бакалаўра інжынерных навук у Універсітэце Сіднэя, Аўстралія.Для атрымання дадатковай інфармацыі наведайце johncrane.com.
Час публікацыі: 8 верасня 2022 г