Размислувања при избор на заптивки – Инсталирање на двојни механички заптивки под висок притисок

Аранжман 3 механички заптивки седвојни заптивкикаде што шуплината на бариерната течност помеѓу заптивките се одржува на притисок поголем од притисокот во комората за заптивки. Со текот на времето, индустријата разви неколку стратегии за создавање средина со висок притисок потребна за овие заптивки. Овие стратегии се опфатени во плановите за цевководи на механичката заптивка. Иако многу од овие планови служат за слични функции, работните карактеристики на секој од нив можат да бидат многу различни и ќе влијаат на сите аспекти на системот за заптивки.

Планот за цевководи 53Б, како што е дефиниран од API 682, е план за цевководи кој ја притиска бариерната течност со акумулатор на меур наполнет со азот. Меурот под притисок дејствува директно врз бариерната течност, притискајќи го целиот систем за запечатување. Меурот спречува директен контакт помеѓу гасот за притискање и бариерната течност, елиминирајќи ја апсорпцијата на гасот во течноста. Ова овозможува Планот за цевководи 53Б да се користи во апликации со поголем притисок од Планот за цевководи 53А. Самостојната природа на акумулаторот, исто така, ја елиминира потребата од постојано снабдување со азот, што го прави системот идеален за далечински инсталации.

Сепак, придобивките од акумулаторот на меур се компензираат од некои од работните карактеристики на системот. Притисокот на цевководниот план 53B се одредува директно од притисокот на гасот во меурот. Овој притисок може драматично да се промени поради неколку варијабли.

Меурот во акумулаторот мора да биде претходно наполнет пред да се додаде бариерна течност во системот. Ова создава основа за сите идни пресметки и толкувања на работата на системот. Вистинскиот притисок пред полнење зависи од работниот притисок на системот и безбедносниот волумен на бариерна течност во акумулаторите. Притисокот пред полнење зависи и од температурата на гасот во меурот. Забелешка: притисокот пред полнење се поставува само при првичното пуштање во работа на системот и нема да се прилагодува за време на реалното работење.

Притисокот на гасот во меурот ќе варира во зависност од температурата на гасот. Во повеќето случаи, температурата на гасот ќе ја следи температурата на околината на местото на инсталација. Апликациите во региони каде што има големи дневни и сезонски промени на температурите ќе доживеат големи осцилации во притисокот во системот.

Потрошувачка на бариерна течностЗа време на работата, механичките заптивки ќе ја трошат бариерната течност преку нормално истекување на заптивката. Оваа бариерна течност се надополнува со течноста во акумулаторот, што резултира со ширење на гасот во меурот и намалување на притисокот во системот. Овие промени се функција на големината на акумулаторот, стапките на истекување на заптивката и посакуваниот интервал за одржување на системот (на пр., 28 дена).

Промената на притисокот во системот е примарниот начин на кој крајниот корисник ги следи перформансите на заптивките. Притисокот се користи и за креирање аларми за одржување и за откривање на дефекти на заптивките. Сепак, притисоците ќе се менуваат континуирано додека системот е во функција. Како треба корисникот да ги постави притисоците во системот План 53Б? Кога е потребно да се додаде бариерна течност? Колку течност треба да се додаде?

Првиот широко објавен сет на инженерски пресметки за системите од План 53B се појави во API 682 Четврто издание. Анекс F дава упатства чекор-по-чекор за тоа како да се одредат притисоците и волумените за овој план на цевки. Едно од најкорисните барања на API 682 е креирањето на стандардна табличка со име за акумулатори со меурчиња (API 682 Четврто издание, Табела 10). Оваа табличка со име содржи табела која ги прикажува притисоците пред полнење, повторно полнење и аларм за системот во опсегот на услови на амбиентална температура на местото на апликација. Забелешка: табелата во стандардот е само пример и дека вистинските вредности значително ќе се променат кога ќе се применат на одредена теренска апликација.

Една од основните претпоставки на Слика 2 е дека се очекува Планот за цевководи 53B да работи континуирано и без промена на почетниот притисок пред полнење. Исто така, постои претпоставка дека системот може да биде изложен на цел опсег на амбиентална температура во краток временски период. Ова има значајни импликации во дизајнот на системот и бара системот да работи под притисок поголем од другите планови за цевководи со двојно заптивање.

Користејќи ја Слика 2 како референца, примерната апликација е инсталирана на локација каде што температурата на околината е помеѓу -17°C (1°F) и 70°C (158°F). Горниот крај од овој опсег се чини нереално висок, но ги вклучува и ефектите од сончевото загревање на акумулатор кој е изложен на директна сончева светлина. Редовите на табелата претставуваат температурни интервали помеѓу највисоките и најниските вредности.

Кога крајниот корисник го ракува системот, тој ќе додава притисок на бариерната течност сè додека не се достигне притисокот за повторно полнење на моменталната собна температура. Притисокот за аларм е притисокот што покажува дека крајниот корисник треба да додаде дополнителна бариерна течност. На 25°C (77°F), операторот ќе го наполни акумулаторот на 30,3 бари (440 PSIG), алармот ќе биде поставен на 30,7 бари (445 PSIG) и операторот ќе додава бариерна течност сè додека притисокот не достигне 37,9 бари (550 PSIG). Ако собната температура се намали на 0°C (32°F), тогаш притисокот за аларм ќе се намали на 28,1 бари (408 PSIG), а притисокот за повторно полнење на 34,7 бари (504 PSIG).

Во ова сценарио, притисокот на алармот и притисокот на полнењето се менуваат, или лебдат, како одговор на температурата на околината. Овој пристап често се нарекува стратегија „лебдечко-лебдечко“. И алармот и полнењето „лебдат“. Ова резултира со најниски работни притисоци за системот за запечатување. Сепак, ова поставува два специфични барања за крајниот корисник; одредување на точниот притисок на алармот и притисокот на полнењето. Притисокот на алармот за системот е функција од температурата и оваа врска мора да се програмира во DCS системот на крајниот корисник. Притисокот на полнење исто така ќе зависи од температурата на околината, па затоа операторот ќе треба да се повика на плочката со името за да го пронајде точниот притисок за моменталните услови.

Некои крајни корисници бараат поедноставен пристап и посакуваат стратегија каде што и притисокот за аларм и притисокот за полнење се константни (или фиксни) и независни од температурата на околината. Стратегијата „фиксно-фиксно“ му обезбедува на крајниот корисник само еден притисок за полнење на системот и само вредност за алармирање на системот. За жал, оваа состојба мора да претпостави дека температурата е на максимална вредност, бидејќи пресметките компензираат за падот на температурата на околината од максималната на минималната температура. Ова резултира со работа на системот при повисоки притисоци. Во некои апликации, користењето на стратегија „фиксно-фиксно“ може да резултира со промени во дизајнот на заптивката или MAWP оценките за други компоненти на системот за справување со зголемените притисоци.

Други крајни корисници ќе применат хибриден пристап со фиксен притисок за аларм и променлив притисок за полнење. Ова може да го намали работниот притисок, а воедно да ги поедностави поставките за алармот. Одлуката за правилната стратегија за аларм треба да се донесе само откако ќе се земат предвид условите на апликацијата, опсегот на температурата на околината и барањата на крајниот корисник.

Постојат некои модификации во дизајнот на Планот за цевководи 53Б кои можат да помогнат во ублажување на некои од овие предизвици. Греењето од сончевото зрачење може значително да ја зголеми максималната температура на акумулаторот за пресметки на дизајнот. Поставувањето на акумулаторот во сенка или изградбата на штит од сонце за акумулаторот може да го елиминира сончевото греење и да ја намали максималната температура во пресметките.

Во горенаведените описи, терминот амбиентална температура се користи за да ја претстави температурата на гасот во меурот. Под стационарни или бавно менувачки услови на амбиенталната температура, ова е разумна претпоставка. Ако има големи осцилации во условите на амбиенталната температура помеѓу денот и ноќта, изолацијата на акумулаторот може да ги ублажи ефективните температурни осцилации на меурот, што резултира со постабилни работни температури.

Овој пристап може да се прошири на користење на трасирање на топлина и изолација на акумулаторот. Кога ова е правилно применето, акумулаторот ќе работи на една температура без оглед на дневните или сезонските промени на температурата на околината. Ова е можеби најважната опција за единечен дизајн што треба да се земе предвид во области со големи температурни варијации. Овој пристап има голема инсталирана база на терен и овозможи Планот 53Б да се користи на локации што не би биле можни со трасирање на топлина.

Крајните корисници кои размислуваат да користат План за цевководи 53Б треба да бидат свесни дека овој план за цевководи не е само План за цевководи 53А со акумулатор. Практично секој аспект од дизајнот, пуштањето во работа, работењето и одржувањето на системот на План 53Б е уникатен за овој план за цевководи. Повеќето од фрустрациите што ги доживеале крајните корисници доаѓаат од недостаток на разбирање на системот. Производителите на оригинална опрема за заптивки можат да подготват подетална анализа за одредена апликација и можат да обезбедат позадина потребна за да му помогнат на крајниот корисник правилно да го специфицира и управува со овој систем.