Двојните воздушни заптивки за бустер пумпи, адаптирани од технологијата на заптивки за воздух на компресорот, се почести во индустријата за заптивки на вратило. Овие заптивки обезбедуваат нула испуштање на пумпаната течност во атмосферата, обезбедуваат помал отпор на триење на вратилото на пумпата и работат со поедноставен систем за потпора. Овие придобивки обезбедуваат пониски вкупни трошоци за животниот циклус на решението.
Овие заптивки работат со воведување на надворешен извор на гас под притисок помеѓу внатрешната и надворешната површина за заптивање. Специфичната топографија на површината за заптивање врши дополнителен притисок врз бариерниот гас, предизвикувајќи површината за заптивање да се одвои, предизвикувајќи површината за заптивање да лебди во гасниот филм. Загубите од триење се мали бидејќи површините за заптивање повеќе не се допираат. Бариерниот гас поминува низ мембраната со ниска брзина на проток, трошејќи го бариерниот гас во форма на протекување, од кои повеќето протекуваат во атмосферата преку надворешните површини на заптивањето. Остатокот се впива во комората за заптивање и на крајот е однесен од процесот.
Сите двојни херметички заптивки бараат течност под притисок (течност или гас) помеѓу внатрешната и надворешната површина на склопот на механичката заптивка. Потребен е систем за потпора за да се достави оваа течност до заптивката. Спротивно на тоа, кај двојно заптивка под притисок подмачкана со течност, бариерната течност циркулира од резервоарот низ механичката заптивка, каде што ги подмачкува површините на заптивката, апсорбира топлина и се враќа во резервоарот каде што треба да ја распрсне апсорбираната топлина. Овие системи за потпора на двојно заптивка под притисок на течност се сложени. Топлинските оптоварувања се зголемуваат со притисокот и температурата на процесот и можат да предизвикаат проблеми со сигурноста доколку не се правилно пресметани и поставени.
Системот за потпора со двојно заптивање со компримиран воздух зафаќа малку простор, не бара вода за ладење и малку одржување. Дополнително, кога е достапен сигурен извор на заштитен гас, неговата сигурност е независна од притисокот и температурата на процесот.
Поради растечкото усвојување на воздушни заптивки за пумпи со двоен притисок на пазарот, Американскиот институт за нафта (API) ја додаде Програмата 74 како дел од објавувањето на второто издание на API 682.
74 Системот за поддршка на програмата е обично сет на мерачи и вентили монтирани на панелот кои го прочистуваат бариерниот гас, го регулираат притисокот низводно и го мерат притисокот и протокот на гас до механичките заптивки. Следејќи го патот на бариерниот гас низ панелот План 74, првиот елемент е неповратниот вентил. Ова овозможува снабдувањето со бариерен гас да се изолира од заптивката за замена на филтерскиот елемент или одржување на пумпата. Бариерниот гас потоа поминува низ филтер за спојување од 2 до 3 микрометри (µm) кој ги заробува течностите и честичките што можат да ги оштетат топографските карактеристики на површината на заптивката, создавајќи гасен филм на површината на заптивката. Потоа следува регулатор на притисок и манометар за поставување на притисокот на снабдувањето со бариерен гас до механичката заптивка.
Заптивките за гас со двоен притисок бараат притисокот во доводот на бариерниот гас да достигне или надмине минимален диференцијален притисок над максималниот притисок во комората за заптивки. Овој минимален пад на притисок варира во зависност од производителот и типот на заптивката, но обично е околу 30 фунти на квадратен инч (psi). Прекинувачот за притисок се користи за откривање на какви било проблеми со притисокот во доводот на бариерниот гас и за да се огласи аларм ако притисокот падне под минималната вредност.
Работата на заптивката се контролира со протокот на бариерниот гас со помош на мерач на проток. Отстапувањата од стапките на проток на заптивниот гас пријавени од производителите на механички заптивки укажуваат на намалени перформанси на заптивање. Намалениот проток на бариерниот гас може да се должи на ротација на пумпата или миграција на течноста кон површината на заптивката (од контаминиран бариерен гас или процесна течност).
Често, по вакви настани, се јавува оштетување на површините за заптивање, а потоа се зголемува протокот на бариерниот гас. Напливот на притисок во пумпата или делумното губење на притисокот на бариерниот гас, исто така, може да ја оштети површината за заптивање. Алармите за висок проток може да се користат за да се утврди кога е потребна интервенција за да се коригира високиот проток на гас. Зададената точка за алармот за висок проток е обично во опсег од 10 до 100 пати поголем од нормалниот проток на бариерниот гас, што обично не го одредува производителот на механичките заптивки, но зависи од тоа колку истекување на гас може да толерира пумпата.
Традиционално се користат мерачи на проток со променлив калибар и не е невообичаено мерачите на проток со низок и висок опсег да се поврзат сериски. Потоа, на мерачот на проток со висок опсег може да се инсталира прекинувач за висок проток за да се даде аларм за висок проток. Мерачите на проток со променлива површина можат да се калибрираат само за одредени гасови при одредени температури и притисоци. Кога работат под други услови, како што се температурни флуктуации помеѓу летото и зимата, прикажаната брзина на проток не може да се смета за точна вредност, туку е блиску до вистинската вредност.
Со објавувањето на API 682 4-то издание, мерењата на протокот и притисокот се префрлија од аналогни на дигитални со локални отчитувања. Дигиталните мерачи на проток може да се користат како мерачи на проток со променлива површина, кои ја претвораат положбата на плови во дигитални сигнали или мерачи на проток со маса, кои автоматски го претвораат протокот на маса во волуменски проток. Карактеристичната карактеристика на предавателите на проток на маса е тоа што тие обезбедуваат излезни сигнали што компензираат за притисокот и температурата за да обезбедат вистински проток под стандардни атмосферски услови. Недостаток е што овие уреди се поскапи од мерачите на проток со променлива површина.
Проблемот со користењето на предавател на проток е да се пронајде предавател способен за мерење на протокот на бариерен гас за време на нормална работа и при алармни точки со висок проток. Сензорите за проток имаат максимални и минимални вредности што можат точно да се прочитаат. Помеѓу нултиот проток и минималната вредност, излезниот проток може да не биде точен. Проблемот е што како што се зголемува максималната брзина на проток за одреден модел на предавател на проток, се зголемува и минималната брзина на проток.
Едно решение е да се користат два предаватели (еден нискофреквентен и еден високофреквентен), но ова е скапа опција. Вториот метод е да се користи сензор за проток за нормален работен опсег на проток и да се користи прекинувач за висок проток со аналоген мерач на проток за висок опсег. Последната компонента низ која поминува бариерниот гас е неповратниот вентил пред бариерниот гас да ја напушти плочата и да се поврзе со механичката заптивка. Ова е неопходно за да се спречи обратен тек на испумпаната течност во плочата и оштетување на инструментот во случај на абнормални нарушувања на процесот.
Неповратниот вентил мора да има низок притисок при отворање. Ако изборот е погрешен или ако воздушното заптивање на пумпата со двоен притисок има низок проток на бариерен гас, може да се види дека пулсирањето на протокот на бариерен гас е предизвикано од отворањето и повторното поставување на неповратниот вентил.
Генерално, растителниот азот се користи како бариерен гас бидејќи е лесно достапен, инертен и не предизвикува никакви негативни хемиски реакции во испумпаната течност. Може да се користат и инертни гасови што не се достапни, како што е аргонот. Во случаи кога потребниот притисок на заштитен гас е поголем од притисокот на азот во фабриката, засилувачот на притисок може да го зголеми притисокот и да го складира гасот под висок притисок во приемник поврзан со влезот на панелот План 74. Шишињата со азот во шишиња генерално не се препорачуваат бидејќи бараат постојано заменување на празните цилиндри со полни. Ако квалитетот на заптивката се влоши, шишето може брзо да се испразни, што предизвикува пумпата да запре за да се спречи понатамошно оштетување и дефект на механичката заптивка.
За разлика од системите со течна бариера, системите за потпора План 74 не бараат близина до механичките заптивки. Единствената забелешка овде е издолжениот дел од цевката со мал дијаметар. Пад на притисок помеѓу панелот План 74 и заптивката може да се појави во цевката за време на периоди на висок проток (деградација на заптивката), што го намалува притисокот на бариерата достапен за заптивката. Зголемувањето на големината на цевката може да го реши овој проблем. Како по правило, панелите План 74 се монтираат на постоље на погодна висина за контрола на вентилите и читање на отчитувањата на инструментите. Носачот може да се монтира на основната плоча на пумпата или до пумпата без да се меша во инспекцијата и одржувањето на пумпата. Избегнувајте опасности од сопнување на цевките/цевките што ги поврзуваат панелите План 74 со механички заптивки.
За пумпи со меѓулежишта со две механички заптивки, по една на секој крај од пумпата, не се препорачува употреба на еден панел и посебен излез за гас со бариера за секоја механичка заптивка. Препорачаното решение е да се користи посебен панел План 74 за секоја заптивка или панел План 74 со два излеза, секој со свој сет мерачи на проток и прекинувачи на проток. Во области со ладни зими, можеби ќе биде потребно панелите План 74 да се презимуваат. Ова се прави првенствено за да се заштити електричната опрема на панелот, обично со заклучување на панелот во кабинетот и додавање грејни елементи.
Интересен феномен е тоа што брзината на проток на бариерниот гас се зголемува со намалување на температурата на доводот на бариерниот гас. Ова обично поминува незабележано, но може да стане забележливо на места со студени зими или големи температурни разлики помеѓу летото и зимата. Во некои случаи, може да биде потребно да се прилагоди поставената точка на алармот за висок проток за да се спречат лажни аларми. Воздушните канали на панелот и цевките за поврзување мора да се исчистат пред да се стават во употреба панелите План 74. Ова најлесно се постигнува со додавање вентил за вентилација на или во близина на приклучокот на механичката заптивка. Ако вентилот за испуштање не е достапен, системот може да се исчисти со исклучување на цевката од механичката заптивка, а потоа повторно поврзување по исчистувањето.
Откако ќе ги поврзете панелите од План 74 со заптивките и ќе ги проверите сите врски за протекување, регулаторот на притисок сега може да се прилагоди на поставениот притисок во апликацијата. Панелот мора да снабдува бариерен гас под притисок до механичката заптивка пред да ја наполни пумпата со процесна течност. Заптивките и панелите од План 74 се подготвени за стартување кога ќе завршат процедурите за пуштање во работа и вентилација на пумпата.
Филтерскиот елемент мора да се провери по еден месец работа или на секои шест месеци ако не се открие контаминација. Интервалот на замена на филтерот ќе зависи од чистотата на испорачаниот гас, но не треба да надминува три години.
Протоците на бариерниот гас треба да се проверуваат и евидентираат за време на рутинските инспекции. Доколку пулсирањето на протокот на воздух во бариерниот воздух предизвикано од отворањето и затворањето на неповратниот вентил е доволно големо за да предизвика аларм за висок проток, овие вредности на алармот можеби ќе треба да се зголемат за да се избегнат лажни аларми.
Важен чекор при деактивирање е изолацијата и намалувањето на притисокот на заштитениот гас да бидат последниот чекор. Прво, изолирајте и отстранете го притисокот на куќиштето на пумпата. Откако пумпата ќе биде во безбедна состојба, притисокот на доводот на заштитениот гас може да се исклучи и притисокот на гасот да се отстрани од цевката што ја поврзува плочата План 74 со механичката заптивка. Исцедете ја целата течност од системот пред да започнете со какви било работи за одржување.
Воздушните заптивки со двоен притисок во комбинација со системите за потпора План 74 им обезбедуваат на операторите решение за заптивки на вратило со нулта емисија, пониски капитални инвестиции (во споредба со заптивките со системи за течна бариера), намалени трошоци за животниот циклус, мал отпечаток на системот за потпора и минимални барања за сервисирање.
Кога се инсталира и работи во согласност со најдобрите практики, ова решение за ограничување на емисиите може да обезбеди долгорочна сигурност и да ја зголеми достапноста на ротирачка опрема.
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 Севиџ е менаџер на група производи во „Џон Крејн“. Севиџ има диплома за инженерство од Универзитетот во Сиднеј, Австралија. За повеќе информации посетете ја страницата johncrane.com.
Време на објавување: 08.09.2022