Двојните воздушни заптивки на пумпата за засилување, адаптирани од технологијата на компресорски воздушни заптивки, се почести во индустријата за заптивки на вратило. Овие заптивки обезбедуваат нула празнење на испумпаната течност во атмосферата, обезбедуваат помал отпор на триење на вратилото на пумпата и работат со поедноставен систем за поддршка. Овие придобивки обезбедуваат помала вкупна цена на животниот циклус на решението.
Овие заптивки работат со воведување надворешен извор на гас под притисок помеѓу внатрешната и надворешната заптивна површина. Посебната топографија на површината за заптивање врши дополнителен притисок врз бариерниот гас, предизвикувајќи одвојување на заптивната површина, предизвикувајќи ја површината за заптивање да лебди во филмот за гас. Загубите од триење се мали бидејќи површините за заптивање повеќе не се допираат. Бариерниот гас минува низ мембраната со мала брзина на проток, трошејќи го бариерниот гас во форма на протекување, од кои повеќето протекуваат во атмосферата преку надворешните површини на заптивката. Остатокот навлегува во комората за заптивка и на крајот се однесува од протокот на 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 поддршка за да се испорача оваа течност до заптивката. Спротивно на тоа, во двојна заптивка под притисок под течно подмачкување, бариерната течност циркулира од резервоарот низ механичката заптивка, каде што ги подмачкува површините на заптивката, ја апсорбира топлината и се враќа во резервоарот каде што треба да ја потроши апсорбираната топлина. Овие системи за поддршка на двојна заптивка под притисок на течност се сложени. Термичките оптоварувања се зголемуваат со притисокот и температурата на процесот и може да предизвикаат проблеми со доверливоста доколку не се правилно пресметани и поставени.
Системот за поддршка на двојни заптивки со компримиран воздух зазема малку простор, не бара вода за ладење и бара малку одржување. Дополнително, кога е достапен доверлив извор на заштитен гас, неговата сигурност е независна од притисокот и температурата на процесот.
Поради растечкото усвојување на воздушни заптивки на пумпата 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 Програмскиот систем за поддршка е типично збир на мерачи и вентили поставени на панели кои го прочистуваат бариерниот гас, го регулираат притисокот низводно и го мерат притисокот и протокот на гас до механичките заптивки. Следејќи ја патеката на бариерниот гас низ панелот План 74, првиот елемент е обратниот вентил. Ова овозможува доводот на бариерниот гас да биде изолиран од заптивката за замена на елементот на филтерот или одржување на пумпата. Бариерниот гас потоа минува низ филтер за спојување од 2 до 3 микрометри (µm) кој заробува течности и честички кои можат да ги оштетат топографските карактеристики на површината на заптивката, создавајќи гасна фолија на површината на површината на заптивката. Потоа следи регулатор на притисок и манометар за поставување на притисокот на доводот на бариерниот гас до механичката заптивка.
Заптивките за гас на пумпата со двоен притисок бараат притисокот за снабдување со бариера гас да го исполни или надмине минималниот диференцијален притисок над максималниот притисок во комората за заптивање. Овој минимален пад на притисокот варира во зависност од производителот и типот на заптивките, но обично е околу 30 фунти по квадратен инч (psi). Прекинувачот за притисок се користи за откривање на какви било проблеми со притисокот за снабдување со бариерен гас и се огласува со аларм доколку притисокот падне под минималната вредност.
Работата на заптивката е контролирана од протокот на бариерниот гас со помош на мерач на проток. Отстапувањата од стапките на проток на гас за заптивки 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 такви настани, се јавува оштетување на површините за заптивање, а потоа се зголемува протокот на бариерниот гас. Пренапоните на притисокот во пумпата или делумното губење на притисокот на бариерниот гас исто така може да ја оштетат површината за заптивање. Алармите за висок проток може да се користат за да се одреди кога е потребна интервенција за да се поправи високиот проток на гас. Зададената точка за аларм со висок проток е вообичаено во опсег од 10 до 100 пати повеќе од нормалниот проток на бариерен гас, што обично не го одредува производителот на механичката заптивка, но зависи од тоа колку истекување на гас може да толерира пумпата.
Традиционално се користат мерачи на проток со променлив мерач и не е невообичаено мерачите на проток со низок и голем опсег да се поврзуваат во серија. Потоа може да се инсталира прекинувач за висок проток на мерачот на проток со голем опсег за да се даде аларм за висок проток. Протоците со променлива површина може да се калибрираат само за одредени гасови при одредени температури и притисоци. Кога работите под други услови, како што се температурни флуктуации помеѓу летото и зимата, прикажаната стапка на проток не може да се смета за точна вредност, туку е блиску до вистинската вредност.
Со објавувањето на 4-тото издание на API 682, 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 пловечката положба во дигитални сигнали или мерачи на проток на маса, кои автоматски го претвораат масовниот проток во волуменски проток. Посебната карактеристика на предавателите на масовен проток е тоа што тие обезбедуваат излези што ги компензираат 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 користење на предавател на проток е да се најде предавател способен да го мери протокот на бариерниот гас за време на нормална работа и при алармни точки со висок проток. Сензорите за проток имаат максимални и минимални вредности што може точно да се читаат. Помеѓу нула проток и минималната вредност, излезниот проток може да не е точен. Проблемот е во тоа што како што се зголемува максималната брзина на проток за одреден модел на трансдуктор на проток, така се зголемува и минималната стапка на проток.
Едно решение е да користите два предаватели (еден ниска и еден висока фреквенција), но ова е скапа опција. Вториот метод е да се користи сензор за проток за нормалниот опсег на проток и да се користи прекинувач за висок проток со аналоген мерач на проток со голем опсег. Последната компонента низ која минува бариерниот гас е обратниот вентил пред бариерниот гас да го напушти панелот и да се поврзе со механичката заптивка. Ова е неопходно за да се спречи повратен проток на испумпаната течност во панелот и оштетување на инструментот во случај на абнормални нарушувања на процесот.
Повратниот вентил мора да има низок притисок на отворање. Ако изборот е погрешен или ако заптивката за воздух на пумпата со двоен притисок има низок проток на бариерен гас, може да се види дека пулсирањето на протокот на бариерниот гас е предизвикано од отворањето и повторното поставување на обратниот вентил.
Општо земено, 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 кои не се достапни, како што е аргонот. Во случаи кога потребниот притисок на заштитниот гас е поголем од притисокот на азот на фабриката, засилувачот на притисок може да го зголеми притисокот и да го складира гасот под висок притисок во приемник поврзан на влезот на панелот План 74. Шишињата со азот во шишиња генерално не се препорачуваат бидејќи бараат постојана замена на празните цилиндри со полни. Ако квалитетот на заптивката се влоши, шишето може брзо да се испразни, предизвикувајќи пумпата да запре за да се спречи понатамошно оштетување и дефект на механичката заптивка.
За разлика од системите за течна бариера, системите за поддршка на План 74 не бараат непосредна близина до механички заптивки. Единственото предупредување овде е издолжениот дел од цевката со мал дијаметар. Може да дојде до пад на притисокот помеѓу панелот План 74 и заптивката во цевката за време на периоди на голем 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 држач на погодна висина за контролирање на вентилите и читање на отчитувањата на инструментите. Држачот може да се монтира на основната плоча на пумпата или до пумпата без да се меша со проверката и одржувањето на пумпата. Избегнувајте опасност од исклучување на цевките/цевките што ги поврзуваат панелите План 74 со механички заптивки.
За меѓуносечки пумпи со две механички заптивки, по еден на секој крај на пумпата, не се препорачува да се користи еден панел и посебен излез за бариерен гас 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 на мерачи на проток и прекинувачи за проток. Во областите со студени зими може да биде неопходно да се презимуваат панелите на План 74. Ова е направено првенствено за заштита на електричната опрема на панелот, обично со обвивка на панелот во кабинетот и додавање на грејни елементи.
Интересен феномен е тоа што брзината на проток на бариерниот гас се зголемува со намалување на температурата на снабдување со бариерен 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 неопходно да се прилагоди зададената точка на алармот за висок проток за да се спречат лажни аларми. Воздушните канали на панелот и цевките/цевките за поврзување мора да се исчистат пред да се стават во употреба панелите од План 74. Ова најлесно се постигнува со додавање вентил за вентилација на или во близина на приклучокот за механичка заптивка. Ако не е достапен вентил за испуштање, системот може да се исчисти со исклучување на цевката/цевката од механичката заптивка и потоа повторно поврзување по чистењето.
По поврзувањето на панелите План 74 со заптивките и проверката на сите приклучоци за протекување, регулаторот на притисокот сега може да се прилагоди на поставениот притисок во апликацијата. Панелот мора да доставува бариерен гас под притисок на механичката заптивка пред да ја наполни пумпата со процесна течност. Заптивките и панелите на Планот 74 се подготвени да започнат кога ќе завршат процедурите за пуштање во работа и вентилација на пумпата.
Елементот на филтерот мора да се проверува по еден месец од работата или на секои шест месеци ако не се најде контаминација. Интервалот за замена на филтерот ќе зависи од чистотата на испорачаниот гас, но не треба да надминува три години.
Стапките на бариерниот гас треба да се проверуваат и евидентираат за време на рутински прегледи. Ако пулсирањето на бариерниот проток на воздух предизвикано од отворањето и затворањето на обратниот вентил е доволно големо за да активира аларм со висок проток, овие вредности на алармот можеби ќе треба да се зголемат за да се избегнат лажни аларми.
Важен чекор во деактивирањето е тоа што изолацијата и депресурирањето на заштитниот гас треба да биде последниот чекор. Прво, изолирајте го и депресурирајте го куќиштето на пумпата. Штом пумпата е во безбедна состојба, притисокот на заштитниот гас може да се исклучи и да се отстрани притисокот на гасот од цевководот што го поврзува панелот План 74 со механичката заптивка. Исцедете ја целата течност од системот пред да започнете каква било работа за одржување.
Заптивките за воздух на пумпата со двоен притисок во комбинација со системите за поддршка на План 74 им обезбедуваат на операторите решение за заптивки на вратило со нулта емисија, помала капитална инвестиција (во споредба со заптивките со системи за течна бариера), намалена цена на животниот циклус, мала површина на системот за поддршка и минимални барања за услуга.
Кога се инсталира и работи во согласност со најдобрата практика, ова решение за задржување може да обезбеди долгорочна сигурност и да ја зголеми достапноста на ротирачката 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 по инженерство на Универзитетот во Сиднеј, Австралија. За повеќе информации посетете го johncrane.com.
Време на објавување: Сеп-08-2022 година