Dubbele boosterpomp-lugseëls, aangepas van kompressor-lugseëltegnologie, is meer algemeen in die asseëlbedryf. Hierdie seëls bied geen uitlaat van die gepompte vloeistof in die atmosfeer nie, bied minder wrywingsweerstand op die pompas en werk met 'n eenvoudiger ondersteuningstelsel. Hierdie voordele bied 'n laer algehele oplossingslewensikluskoste.
Hierdie seëls werk deur 'n eksterne bron van drukgas tussen die binneste en buitenste seëloppervlaktes in te bring. Die spesifieke topografie van die seëloppervlak plaas bykomende druk op die versperringsgas, wat veroorsaak dat die seëloppervlak skei en die seëloppervlak in die gasfilm laat dryf. Wrywingsverliese is laag aangesien die seëloppervlaktes nie meer aan mekaar raak nie. Die versperringsgas beweeg deur die membraan teen 'n lae vloeitempo en verbruik die versperringsgas in die vorm van lekkasies, waarvan die meeste deur die buitenste seëloppervlaktes na die atmosfeer lek. Die residu sypel in die seëlkamer in en word uiteindelik deur die prosesstroom weggevoer.
Alle dubbelhermetiese seëls benodig 'n vloeistof onder druk (vloeistof of gas) tussen die binneste en buitenste oppervlaktes van die meganiese seëlsamestelling. 'n Ondersteuningstelsel is nodig om hierdie vloeistof na die seël te lewer. In teenstelling hiermee, in 'n vloeistofgesmeerde drukdubbelseël, sirkuleer versperringsvloeistof vanaf die reservoir deur die meganiese seël, waar dit die seëloppervlaktes smeer, hitte absorbeer en terugkeer na die reservoir waar dit die geabsorbeerde hitte moet versprei. Hierdie vloeistofdrukdubbelseëlondersteuningstelsels is kompleks. Termiese ladings neem toe met prosesdruk en temperatuur en kan betroubaarheidsprobleme veroorsaak indien dit nie behoorlik bereken en ingestel word nie.
Die saamgeperste lug-dubbelseëlondersteuningstelsel neem min spasie op, benodig geen koelwater nie en vereis min onderhoud. Boonop, wanneer 'n betroubare bron van beskermingsgas beskikbaar is, is die betroubaarheid daarvan onafhanklik van prosesdruk en -temperatuur.
As gevolg van die toenemende aanvaarding van dubbeldrukpomp-lugseëls in die mark, het die Amerikaanse Petroleuminstituut (API) Program 74 bygevoeg as deel van die publikasie van die tweede uitgawe van API 682.
74 'n Programondersteuningstelsel is tipies 'n stel paneelgemonteerde meters en kleppe wat die versperringsgas suiwer, stroomaf druk reguleer, en druk en gasvloei na meganiese seëls meet. Die eerste element volg die pad van die versperringsgas deur die Plan 74-paneel en is die terugslagklep. Dit laat die versperringsgastoevoer toe om van die seël geïsoleer te word vir die vervanging van die filterelement of pomponderhoud. Die versperringsgas gaan dan deur 'n 2 tot 3 mikrometer (µm) koaleseringsfilter wat vloeistowwe en partikels vasvang wat die topografiese kenmerke van die seëloppervlak kan beskadig en 'n gasfilm op die oppervlak van die seëloppervlak skep. Dit word gevolg deur 'n drukreguleerder en 'n manometer om die druk van die versperringsgastoevoer na die meganiese seël in te stel.
Dubbeldrukpomp-gasseëls vereis dat die versperringsgastoevoerdruk 'n minimum differensiële druk bo die maksimum druk in die seëlkamer moet bereik of oorskry. Hierdie minimum drukval wissel volgens die seëlvervaardiger en -tipe, maar is tipies ongeveer 30 pond per vierkante duim (psi). Die drukskakelaar word gebruik om enige probleme met die versperringsgastoevoerdruk op te spoor en 'n alarm te laat afgaan as die druk onder die minimumwaarde daal.
Die werking van die seël word beheer deur die versperringsgasvloei met behulp van 'n vloeimeter. Afwykings van seëlgasvloeitempo's wat deur meganiese seëlvervaardigers gerapporteer word, dui op verminderde seëlprestasie. Verminderde versperringsgasvloei kan wees as gevolg van pomprotasie of vloeistofmigrasie na die seëlvlak (van besmette versperringsgas of prosesvloeistof).
Dikwels, na sulke gebeurtenisse, vind skade aan die seëloppervlaktes plaas, en dan neem die versperringsgasvloei toe. Drukstygings in die pomp of gedeeltelike verlies van versperringsgasdruk kan ook die seëloppervlak beskadig. Hoëvloei-alarms kan gebruik word om te bepaal wanneer ingryping nodig is om hoë gasvloei reg te stel. Die instelpunt vir 'n hoëvloei-alarm is tipies in die reeks van 10 tot 100 keer die normale versperringsgasvloei, gewoonlik nie deur die meganiese seëlvervaardiger bepaal nie, maar hang af van hoeveel gaslekkasie die pomp kan verdra.
Tradisioneel is vloeimeters met veranderlike maatstaf gebruik en dit is nie ongewoon dat lae- en hoëbereikvloeimeters in serie gekoppel word nie. 'n Hoëvloeiskakelaar kan dan op die hoëbereikvloeimeter geïnstalleer word om 'n hoëvloei-alarm te gee. Veranderlike areavloeimeters kan slegs vir sekere gasse by sekere temperature en druk gekalibreer word. Wanneer dit onder ander toestande werk, soos temperatuurskommelings tussen somer en winter, kan die vertoonde vloeitempo nie as 'n akkurate waarde beskou word nie, maar is dit naby die werklike waarde.
Met die vrystelling van API 682 4de uitgawe, het vloei- en drukmetings van analoog na digitaal met plaaslike lesings verskuif. Digitale vloeimeters kan gebruik word as vloeimeters met veranderlike area, wat die dryfposisie in digitale seine omskakel, of massavloeimeters, wat outomaties massavloei na volumevloei omskakel. Die onderskeidende kenmerk van massavloei-transmitters is dat hulle uitsette verskaf wat kompenseer vir druk en temperatuur om ware vloei onder standaard atmosferiese toestande te verskaf. Die nadeel is dat hierdie toestelle duurder is as vloeimeters met veranderlike area.
Die probleem met die gebruik van 'n vloei-transmitter is om 'n transmitter te vind wat in staat is om versperringsgasvloei tydens normale werking en by hoë vloei-alarmpunte te meet. Vloei-sensors het maksimum en minimum waardes wat akkuraat gelees kan word. Tussen nul vloei en die minimum waarde is die uitsetvloei moontlik nie akkuraat nie. Die probleem is dat soos die maksimum vloeitempo vir 'n spesifieke vloei-transmittermodel toeneem, die minimum vloeitempo ook toeneem.
Een oplossing is om twee senders te gebruik (een lae frekwensie en een hoë frekwensie), maar dit is 'n duur opsie. Die tweede metode is om 'n vloeisensor vir die normale bedryfsvloeibereik te gebruik en 'n hoëvloeiskakelaar met 'n hoëbereik analoog vloeimeter te gebruik. Die laaste komponent waardeur die versperringsgas gaan, is die terugslagklep voordat die versperringsgas die paneel verlaat en aan die meganiese seël koppel. Dit is nodig om die terugvloei van gepompte vloeistof in die paneel en skade aan die instrument in die geval van abnormale prosesversteurings te voorkom.
Die terugslagklep moet 'n lae openingsdruk hê. Indien die keuse verkeerd is, of indien die lugseël van die dubbeldrukpomp 'n lae versperringsgasvloei het, kan gesien word dat die versperringsgasvloeipulsasie veroorsaak word deur die oopmaak en herposisionering van die terugslagklep.
Oor die algemeen word stikstof in die plant as 'n versperringsgas gebruik omdat dit geredelik beskikbaar, inert is en geen nadelige chemiese reaksies in die gepompte vloeistof veroorsaak nie. Inerte gasse wat nie beskikbaar is nie, soos argon, kan ook gebruik word. In gevalle waar die vereiste beskermingsgasdruk groter is as die stikstofdruk in die plant, kan 'n drukversterker die druk verhoog en die hoëdrukgas in 'n ontvanger stoor wat aan die Plan 74-paneelinlaat gekoppel is. Gebottelde stikstofbottels word oor die algemeen nie aanbeveel nie, aangesien dit vereis dat leë silinders voortdurend met vol silinders vervang word. As die kwaliteit van die seël versleg, kan die bottel vinnig leeggemaak word, wat veroorsaak dat die pomp stop om verdere skade en mislukking van die meganiese seël te voorkom.
Anders as vloeistofversperringstelsels, vereis Plan 74-ondersteuningstelsels nie noue nabyheid aan meganiese seëls nie. Die enigste voorbehoud hier is die verlengde gedeelte van die buis met 'n klein deursnee. 'n Drukval tussen die Plan 74-paneel en die seël kan in die pyp voorkom gedurende periodes van hoë vloei (seëldegradasie), wat die versperringsdruk wat vir die seël beskikbaar is, verminder. Die verhoging van die grootte van die pyp kan hierdie probleem oplos. As 'n reël word Plan 74-panele op 'n staander op 'n gerieflike hoogte gemonteer vir die beheer van kleppe en die lees van instrumentlesings. Die hakie kan op die pompbasisplaat of langs die pomp gemonteer word sonder om pompinspeksie en -onderhoud te belemmer. Vermy struikelgevare op pype/pype wat Plan 74-panele met meganiese seëls verbind.
Vir tussenlaerpompe met twee meganiese seëls, een aan elke kant van die pomp, word dit nie aanbeveel om een paneel en aparte versperringsgasuitlaat na elke meganiese seël te gebruik nie. Die aanbevole oplossing is om 'n aparte Plan 74-paneel vir elke seël te gebruik, of 'n Plan 74-paneel met twee uitsette, elk met sy eie stel vloeimeters en vloeiskakelaars. In gebiede met koue winters kan dit nodig wees om die Plan 74-panele te oorwinter. Dit word hoofsaaklik gedoen om die paneel se elektriese toerusting te beskerm, gewoonlik deur die paneel in die kas te omhul en verwarmingselemente by te voeg.
'n Interessante verskynsel is dat die vloeitempo van die versperringsgas toeneem met 'n afnemende temperatuur van die versperringsgasvoorsiening. Dit gaan gewoonlik ongemerk verby, maar kan merkbaar word in plekke met koue winters of groot temperatuurverskille tussen somer en winter. In sommige gevalle mag dit nodig wees om die hoëvloei-alarm-instelpunt aan te pas om vals alarms te voorkom. Paneellugkanale en verbindingspype/pype moet gesuiwer word voordat Plan 74-panele in gebruik geneem word. Dit word die maklikste bereik deur 'n ontluchtingsklep by of naby die meganiese seëlverbinding by te voeg. Indien 'n ontluchtingsklep nie beskikbaar is nie, kan die stelsel gesuiwer word deur die buis/pyp van die meganiese seël te ontkoppel en dit dan weer aan te sluit na suiwering.
Nadat die Plan 74-panele aan die seëls gekoppel is en alle verbindings vir lekkasies nagegaan is, kan die drukreguleerder nou aangepas word na die ingestelde druk in die toepassing. Die paneel moet drukversperringsgas aan die meganiese seël voorsien voordat die pomp met prosesvloeistof gevul word. Die Plan 74-seëls en -panele is gereed om te begin wanneer die pomp se inbedryfstelling- en ontlugtingsprosedures voltooi is.
Die filterelement moet na 'n maand se werking of elke ses maande geïnspekteer word indien geen kontaminasie gevind word nie. Die filtervervangingsinterval sal afhang van die suiwerheid van die gas wat voorsien word, maar moet nie drie jaar oorskry nie.
Die gaskoerse van die versperring moet tydens roetine-inspeksies nagegaan en aangeteken word. Indien die pulsasie van die versperring se lugvloei wat veroorsaak word deur die oopmaak en toemaak van die terugslagklep groot genoeg is om 'n hoëvloei-alarm te veroorsaak, moet hierdie alarmwaardes moontlik verhoog word om vals alarms te vermy.
'n Belangrike stap in buite-bedryfstelling is dat die isolasie en depressurisering van die beskermingsgas die laaste stap moet wees. Eerstens, isoleer en depressuriseer die pompomhulsel. Sodra die pomp in 'n veilige toestand is, kan die beskermingsgastoevoerdruk afgeskakel word en die gasdruk verwyder word van die pype wat die Plan 74-paneel aan die meganiese seël verbind. Dreineer alle vloeistof uit die stelsel voordat enige onderhoudswerk begin word.
Dubbeldrukpomp-lugseëls gekombineer met Plan 74-ondersteuningstelsels bied operateurs 'n nul-emissie-asseëloplossing, laer kapitaalbelegging (in vergelyking met seëls met vloeistofversperringstelsels), verminderde lewensikluskoste, klein ondersteuningstelselvoetspoor en minimum diensvereistes.
Wanneer hierdie inperkingsoplossing geïnstalleer en bedryf word volgens beste praktyke, kan dit langtermyn betroubaarheid bied en die beskikbaarheid van roterende toerusting verhoog.
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.
Mark Savage is 'n produkgroepbestuurder by John Crane. Savage het 'n Baccalaureus Scientiae-graad in Ingenieurswese van die Universiteit van Sydney, Australië. Vir meer inligting, besoek johncrane.com.
Plasingstyd: 8 September 2022