Seëlkeuse-oorwegings – Installering van hoëdruk dubbele meganiese seëls

Reëling 3 meganiese seëls isdubbele seëlswaar die spervloeistofholte tussen die seëls teen 'n druk groter as die seëlkamerdruk gehandhaaf word.Met verloop van tyd het die bedryf verskeie strategieë ontwikkel om die hoëdruk-omgewing te skep wat nodig is vir hierdie robbe.Hierdie strategieë word vasgevang in die meganiese seël se pypplanne.Alhoewel baie van hierdie planne soortgelyke funksies dien, kan die bedryfskenmerke van elkeen baie verskil en sal dit alle aspekte van die seëlstelsel beïnvloed.

Pypplan 53B, soos gedefinieer deur API 682, is 'n pypplan wat die spervloeistof onder druk plaas met 'n stikstofgelaaide blaasakkumulator.Die drukblaas werk direk op die versperringsvloeistof, wat die hele seëlstelsel onder druk plaas.Die blaas verhoed direkte kontak tussen die drukgas en die spervloeistof en elimineer die absorpsie van gas in die vloeistof.Dit laat toe dat die Pypplan 53B in toepassings met hoër druk as Pypplan 53A gebruik word.Die selfstandige aard van die akkumulator skakel ook die behoefte aan 'n konstante stikstoftoevoer uit, wat die stelsel ideaal maak vir afgeleë installasies.

Die voordele van die blaasakkumulator word egter geneutraliseer deur sommige van die bedryfskenmerke van die stelsel.'n Pypplan 53B se druk word direk bepaal deur die druk van die gas in die blaas.Hierdie druk kan dramaties verander as gevolg van verskeie veranderlikes.

Die blaas in die akkumulator moet vooraf gelaai word voordat versperringsvloeistof in die stelsel gevoeg word.Dit skep die basis vir alle toekomstige berekeninge en interpretasies van die stelselwerking.Die werklike voorlaaidruk hang af van die bedryfsdruk vir die stelsel en die veiligheidsvolume van versperringsvloeistof in die akkumulators.Die voorlaaidruk is ook afhanklik van die temperatuur van die gas in die blaas.Let wel: die voorlaaidruk word slegs gestel by die aanvanklike ingebruikneming van die stelsel en sal nie tydens die werklike werking aangepas word nie.

Die druk van die gas in die blaas sal wissel na gelang van die temperatuur van die gas.In die meeste gevalle sal die temperatuur van die gas die omgewingstemperatuur by die installasieterrein volg.Toedienings in streke waar daar groot daaglikse en seisoenale veranderinge in temperature is, sal groot swaaie in die stelseldruk ervaar.

VersperringsvloeistofverbruikTydens werking sal die meganiese seëls versperringsvloeistof verbruik deur normale seëllekkasie.Hierdie spervloeistof word aangevul deur die vloeistof in die akkumulator, wat lei tot 'n uitbreiding van die gas in die blaas en 'n afname in stelseldruk.Hierdie veranderinge is 'n funksie van die akkumulatorgrootte, die seëllekkasietempo's en die verlangde onderhoudsinterval vir die stelsel (bv. 28 dae).

Die verandering in die stelseldruk is die primêre manier waarop die eindgebruiker seëlwerkverrigting naspoor.Druk word ook gebruik om instandhoudingsalarms te skep en om seëlfoute op te spoor.Druk sal egter voortdurend verander terwyl die stelsel in werking is.Hoe moet die gebruiker die druk in die Plan 53B-stelsel stel?Wanneer is dit nodig om versperringsvloeistof by te voeg?Hoeveel vloeistof moet bygevoeg word?

Die eerste wyd gepubliseerde stel ingenieursberekeninge vir Plan 53B-stelsels het in API 682 Vierde Uitgawe verskyn.Bylae F verskaf stap-vir-stap instruksies oor hoe om druk en volumes vir hierdie pypplan te bepaal.Een van die nuttigste vereistes van API 682 is die skepping van 'n standaard naamplaat vir blaasakkumulators (API 682 Vierde Uitgawe, Tabel 10).Hierdie naambord bevat 'n tabel wat die voorlaai-, hervul- en alarmdrukke vir die stelsel oor die reeks omgewingstemperatuurtoestande by die toedieningsplek vaslê.Let wel: die tabel in die standaard is slegs 'n voorbeeld en dat die werklike waardes aansienlik sal verander wanneer dit op 'n spesifieke veldtoepassing toegepas word.

Een van die basiese aannames van Figuur 2 is dat daar van die Pypplan 53B verwag word om deurlopend te werk en sonder om die aanvanklike voorlaaidruk te verander.Daar is ook 'n aanname dat die stelsel oor 'n kort tydperk aan 'n hele omgewingstemperatuurreeks blootgestel kan word.Dit het beduidende implikasies in die stelselontwerp en vereis dat die stelsel teen 'n druk wat groter is as ander dubbelseëlpypplanne bedryf word.

Deur Figuur 2 as verwysing te gebruik, word die voorbeeldtoepassing geïnstalleer op 'n plek waar die omgewingstemperatuur tussen -17°C (1°F) en 70°C (158°F) is.Die boonste punt van hierdie reeks blyk onrealisties hoog te wees, maar dit sluit ook die effekte van sonverhitting van 'n akkumulator in wat aan direkte sonlig blootgestel word.Die rye op die tabel verteenwoordig temperatuurintervalle tussen die hoogste en laagste waardes.

Wanneer die eindgebruiker die stelsel bedryf, sal hulle versperringsvloeistofdruk byvoeg totdat die hervuldruk by die huidige omgewingstemperatuur bereik word.Die alarmdruk is die druk wat aandui dat die eindgebruiker bykomende versperringsvloeistof moet byvoeg.By 25°C (77°F) sou die operateur die akkumulator vooraf laai tot 30.3 bar (440 PSIG), die alarm sou op 30.7 bar (445 PSIG) gestel word, en die operateur sou versperringsvloeistof byvoeg totdat die druk bereik het 37,9 bar (550 PSIG).As die omgewingstemperatuur tot 0°C (32°F) afgeneem het, sal die alarmdruk daal tot 28.1 bar (408 PSIG) en die hervuldruk na 34.7 bar (504 PSIG).

In hierdie scenario verander die alarm- en hervuldruk albei, of sweef, in reaksie op die omgewingstemperature.Hierdie benadering word dikwels na verwys as 'n drywende-swewende strategie.Beide die alarm en hervulling "dryf."Dit lei tot die laagste bedryfsdruk vir die seëlstelsel.Dit stel egter twee spesifieke vereistes aan die eindgebruiker;die korrekte alarmdruk en hervuldruk te bepaal.Die alarmdruk vir die stelsel is 'n funksie van die temperatuur en hierdie verhouding moet in die eindgebruiker se DKD-stelsel geprogrammeer word.Die hervuldruk sal ook afhang van die omgewingstemperatuur, so die operateur sal na die naamplaat moet verwys om die korrekte druk vir die huidige toestande te vind.

Sommige eindgebruikers eis 'n eenvoudiger benadering en verlang 'n strategie waar beide die alarmdruk en die hervuldruk konstant (of vas) en onafhanklik van omgewingstemperature is.Die vaste-vaste strategie bied die eindgebruiker slegs een druk om die stelsel te hervul en slegs waarde om die stelsel te alarmeer.Ongelukkig moet hierdie toestand aanvaar dat die temperatuur op die maksimum waarde is, aangesien die berekeninge kompenseer vir die daling van die omgewingstemperatuur van die maksimum na die minimum temperatuur.Dit lei daartoe dat die stelsel teen hoër druk werk.In sommige toepassings kan die gebruik van 'n vaste-vaste strategie lei tot veranderinge in die seëlontwerp of die MAWP-graderings vir ander stelselkomponente om die verhoogde druk te hanteer.

Ander eindgebruikers sal 'n hibriede benadering met 'n vaste alarmdruk en drywende hervuldruk toepas.Dit kan die bedryfsdruk verminder terwyl die alarminstellings vereenvoudig word.Die besluit oor die korrekte alarmstrategie moet slegs geneem word nadat die toedieningstoestand, omgewingstemperatuurreeks en eindgebruiker se vereistes in ag geneem is.

Daar is 'n paar wysigings in die ontwerp van die Pypplan 53B wat kan help om sommige van hierdie uitdagings te versag.Verhitting van sonstraling kan die maksimum temperatuur van die akkumulator vir ontwerpberekeninge aansienlik verhoog.Deur die akkumulator in die skadu te plaas of 'n sonskerm vir die akkumulator te bou, kan sonverhitting uitskakel en die maksimum temperatuur in die berekeninge verlaag.

In die beskrywings hierbo word die term omgewingstemperatuur gebruik om die temperatuur van die gas in die blaas voor te stel.Onder bestendige toestand of stadig veranderende omgewingstemperatuurtoestande is dit 'n redelike aanname.As daar groot swaaie in die omgewingstemperatuurtoestande tussen dag en nag is, kan die isolering van die akkumulator die effektiewe temperatuurswaaie van die blaas modereer wat meer stabiele bedryfstemperature tot gevolg het.

Hierdie benadering kan uitgebrei word na die gebruik van hittesporing en isolasie op die akkumulator.Wanneer dit behoorlik toegepas word, sal die akkumulator teen een temperatuur werk, ongeag die daaglikse of seisoenale veranderinge in omgewingstemperatuur.Dit is miskien die belangrikste enkele ontwerpopsie om te oorweeg in gebiede met groot temperatuurvariasies.Hierdie benadering het 'n groot geïnstalleerde basis in die veld en het toegelaat dat die Plan 53B gebruik word op plekke wat nie moontlik sou gewees het met hittesporing nie.

Eindgebruikers wat dit oorweeg om 'n Pypplan 53B te gebruik, moet bewus wees dat hierdie pypplan nie bloot 'n Pypplan 53A met 'n akkumulator is nie.Feitlik elke aspek van die stelselontwerp, ingebruikneming, bedryf en instandhouding van 'n Plan 53B is uniek aan hierdie pypplan.Die meeste van die frustrasies wat eindgebruikers ervaar het, kom uit 'n gebrek aan begrip van die stelsel.Seal OEM's kan 'n meer gedetailleerde ontleding vir 'n spesifieke toepassing voorberei en kan die agtergrond verskaf wat nodig is om die eindgebruiker te help om hierdie stelsel behoorlik te spesifiseer en te bedryf.