Divkāršās pastiprinātāja sūkņa gaisa blīves, kas pielāgotas kompresora gaisa blīvējuma tehnoloģijai, ir biežāk sastopamas vārpstas blīvējumu nozarē. Šie blīvējumi nodrošina nulles sūknētā šķidruma izplūdi atmosfērā, nodrošina mazāku sūkņa vārpstas berzes pretestību un darbojas ar vienkāršāku atbalsta sistēmu. Šīs priekšrocības nodrošina zemākas kopējās risinājuma dzīves cikla izmaksas.
Šīs blīves darbojas, ieviešot ārēju spiediena gāzes avotu starp iekšējo un ārējo blīvējuma virsmu. Blīvējošās virsmas īpašā topogrāfija rada papildu spiedienu uz barjergāzi, izraisot blīvējuma virsmas atdalīšanu, izraisot blīvējuma virsmas peldēšanu gāzes plēvē. Berzes zudumi ir mazi, jo blīvējuma virsmas vairs nesaskaras. Barjergāze iziet cauri membrānai ar mazu plūsmas ātrumu, patērējot barjergāzi noplūžu veidā, no kurām lielākā daļa izplūst atmosfērā caur ārējām blīvējuma virsmām. Atlikums iesūcas blīvēšanas kamerā un galu galā tiek aiznests ar procesa plūsmu.
Visām dubultajām hermētiskajām blīvēm ir nepieciešams šķidrums (šķidrums vai gāze) starp mehāniskā blīvējuma mezgla iekšējo un ārējo virsmu. Lai šo šķidrumu nogādātu blīvē, ir nepieciešama atbalsta sistēma. Turpretim ar šķidrumu ieeļļotā spiediena dubultblīvē barjeras šķidrums cirkulē no rezervuāra caur mehānisko blīvējumu, kur tas ieeļļo blīvējuma virsmas, absorbē siltumu un atgriežas rezervuārā, kur tam nepieciešams izkliedēt absorbēto siltumu. Šīs šķidruma spiediena dubultā blīvējuma atbalsta sistēmas ir sarežģītas. Termiskās slodzes palielinās līdz ar procesa spiedienu un temperatūru un var izraisīt uzticamības problēmas, ja tās netiek pareizi aprēķinātas un iestatītas.
Saspiestā gaisa dubultā blīvējuma atbalsta sistēma aizņem maz vietas, neprasa dzesēšanas ūdeni un prasa nelielu apkopi. Turklāt, ja ir pieejams uzticams aizsarggāzes avots, tā uzticamība nav atkarīga no procesa spiediena un temperatūras.
Tā kā tirgū arvien vairāk tiek ieviesti dubultspiediena sūkņu gaisa blīvējumi, Amerikas Naftas institūts (API) pievienoja programmu 74 kā daļu no API 682 otrā izdevuma publicēšanas.
74 Programmas atbalsta sistēma parasti ir panelī uzstādītu mērierīču un vārstu komplekts, kas attīra barjeras gāzi, regulē spiedienu pa straumi un mēra spiedienu un gāzes plūsmu uz mehāniskajām blīvēm. Sekojot barjergāzes ceļam cauri Plan 74 panelim, pirmais elements ir pretvārsts. Tas ļauj izolēt barjeras gāzes padevi no blīvējuma filtra elementa nomaiņai vai sūkņa apkopei. Pēc tam barjergāze iziet cauri 2 līdz 3 mikrometru (µm) koalescējošajam filtram, kas aiztur šķidrumus un daļiņas, kas var sabojāt blīvējuma virsmas topogrāfiskās iezīmes, veidojot gāzes plēvi uz blīvējuma virsmas. Tam seko spiediena regulators un manometrs barjergāzes padeves spiediena iestatīšanai uz mehānisko blīvējumu.
Dubultā spiediena sūkņa gāzes blīvēm ir nepieciešams, lai barjergāzes padeves spiediens sasniegtu vai pārsniegtu minimālo diferenciālo spiedienu virs maksimālā spiediena blīvējuma kamerā. Šis minimālais spiediena kritums atšķiras atkarībā no blīvējuma ražotāja un veida, bet parasti tas ir aptuveni 30 mārciņas uz kvadrātcollu (psi). Spiediena slēdzi izmanto, lai atklātu jebkādas problēmas ar barjeras gāzes padeves spiedienu un atskanētu trauksmes signālu, ja spiediens nokrītas zem minimālās vērtības.
Blīvējuma darbību kontrolē barjergāzes plūsma, izmantojot plūsmas mērītāju. Mehānisko blīvējumu ražotāju ziņotās novirzes no blīvējuma gāzes plūsmas ātruma liecina par samazinātu blīvējuma veiktspēju. Samazināta barjergāzes plūsma var būt saistīta ar sūkņa griešanos vai šķidruma migrāciju uz blīvējuma virsmu (no piesārņotas barjergāzes vai procesa šķidruma).
Bieži vien pēc šādiem notikumiem rodas blīvējuma virsmu bojājumi, un tad palielinās barjergāzes plūsma. Spiediena pārspriegums sūknī vai daļējs barjergāzes spiediena zudums var arī sabojāt blīvējuma virsmu. Lielas plūsmas trauksmes signālus var izmantot, lai noteiktu, kad ir nepieciešama iejaukšanās, lai koriģētu lielu gāzes plūsmu. Augstas plūsmas trauksmes iestatītā vērtība parasti ir diapazonā no 10 līdz 100 reizēm par parasto barjeras gāzes plūsmu, ko parasti nenosaka mehāniskā blīvējuma ražotājs, bet tas ir atkarīgs no tā, cik lielu gāzes noplūdi sūknis var izturēt.
Tradicionāli ir izmantoti mainīga gabarīta plūsmas mērītāji, un nav nekas neparasts, ka zema un augsta diapazona plūsmas mērītāji tiek savienoti virknē. Pēc tam liela diapazona plūsmas mērītājam var uzstādīt augstas plūsmas slēdzi, lai nodrošinātu augstas plūsmas trauksmi. Mainīga laukuma plūsmas mērītājus var kalibrēt tikai noteiktām gāzēm noteiktā temperatūrā un spiedienā. Darbojoties citos apstākļos, piemēram, temperatūras svārstības starp vasaru un ziemu, parādīto plūsmas ātrumu nevar uzskatīt par precīzu vērtību, bet tas ir tuvu faktiskajai vērtībai.
Līdz ar API 682 4. izdevuma izlaišanu plūsmas un spiediena mērījumi ir pārvietoti no analogā uz digitālo ar vietējiem rādījumiem. Digitālos plūsmas mērītājus var izmantot kā mainīga laukuma plūsmas mērītājus, kas pārvērš pludiņa stāvokli ciparu signālos, vai masas plūsmas mērītājus, kas automātiski pārvērš masas plūsmu tilpuma plūsmā. Masas plūsmas raidītāju atšķirīgā iezīme ir tāda, ka tie nodrošina izejas, kas kompensē spiedienu un temperatūru, lai nodrošinātu patiesu plūsmu standarta atmosfēras apstākļos. Trūkums ir tāds, ka šīs ierīces ir dārgākas nekā mainīgas platības plūsmas mērītāji.
Problēma, izmantojot plūsmas raidītāju, ir atrast raidītāju, kas spēj izmērīt barjeras gāzes plūsmu normālas darbības laikā un lielas plūsmas trauksmes punktos. Plūsmas sensoriem ir maksimālās un minimālās vērtības, kuras var precīzi nolasīt. Starp nulles plūsmu un minimālo vērtību izejas plūsma var nebūt precīza. Problēma ir tāda, ka, palielinoties konkrētam plūsmas devēja modeļa maksimālajam plūsmas ātrumam, palielinās arī minimālais plūsmas ātrums.
Viens risinājums ir izmantot divus raidītājus (vienu zemfrekvences un vienu augstas frekvences), taču tas ir dārgs risinājums. Otrā metode ir izmantot plūsmas sensoru normālam darbības plūsmas diapazonam un izmantot augstas plūsmas slēdzi ar augsta diapazona analogo plūsmas mērītāju. Pēdējais komponents, caur kuru šķērso barjergāze, ir pretvārsts, pirms barjergāze atstāj paneli un savienojas ar mehānisko blīvi. Tas ir nepieciešams, lai novērstu sūknētā šķidruma atpakaļplūsmu panelī un instrumenta bojājumus neparastu procesa traucējumu gadījumā.
Pretvārstam jābūt ar zemu atvēršanas spiedienu. Ja izvēle ir nepareiza vai ja divspiediena sūkņa gaisa blīvei ir zema barjeras gāzes plūsma, var redzēt, ka barjeras gāzes plūsmas pulsāciju izraisa pretvārsta atvēršana un atkārtota ieslēgšanās.
Parasti augu slāpekli izmanto kā barjergāzi, jo tas ir viegli pieejams, inerts un neizraisa nekādas nevēlamas ķīmiskas reakcijas sūknētajā šķidrumā. Var izmantot arī inertās gāzes, kas nav pieejamas, piemēram, argonu. Gadījumos, kad nepieciešamais aizsarggāzes spiediens ir lielāks par iekārtas slāpekļa spiedienu, spiediena pastiprinātājs var paaugstināt spiedienu un uzglabāt augstspiediena gāzi uztvērējā, kas savienota ar Plan 74 paneļa ieplūdi. Pudelēs pildītas slāpekļa pudeles parasti nav ieteicamas, jo tām ir pastāvīgi jāmaina tukšie baloni ar pilniem. Ja blīvējuma kvalitāte pasliktinās, pudeli var ātri iztukšot, izraisot sūkņa apstāšanos, lai novērstu turpmākus mehāniskā blīvējuma bojājumus un bojājumus.
Atšķirībā no šķidruma barjeru sistēmām, Plan 74 atbalsta sistēmām nav nepieciešams mehānisko blīvējumu tuvums. Vienīgais brīdinājums šeit ir maza diametra caurules iegarena daļa. Spiediena kritums starp Plan 74 paneli un blīvējumu var rasties caurulē lielas plūsmas periodos (blīvējuma degradācija), kas samazina blīvējumam pieejamo barjeras spiedienu. Caurules izmēra palielināšana var atrisināt šo problēmu. Parasti Plan 74 paneļi ir uzstādīti uz statīva ērtā augstumā vārstu vadīšanai un instrumentu rādījumu nolasīšanai. Kronšteinu var uzstādīt uz sūkņa pamatnes vai blakus sūknim, netraucējot sūkņa pārbaudi un apkopi. Izvairieties no paklupšanas riska caurulēm/caurulēm, kas savieno Plan 74 paneļus ar mehāniskām blīvēm.
Starpgultņu sūkņiem ar divām mehāniskajām blīvēm, pa vienai katrā sūkņa galā, nav ieteicams izmantot vienu paneli un atsevišķu barjergāzes izvadi katram mehāniskajam blīvējumam. Ieteicamais risinājums ir izmantot atsevišķu Plan 74 paneli katram blīvējumam vai Plan 74 paneli ar divām izejām, katrai no kurām ir savs plūsmas mērītāju un plūsmas slēdžu komplekts. Vietās ar aukstām ziemām var būt nepieciešams pārziemot Plan 74 paneļus. Tas galvenokārt tiek darīts, lai aizsargātu paneļa elektroiekārtu, parasti paneli ievietojot korpusā un pievienojot sildelementus.
Interesanta parādība ir tāda, ka barjergāzes plūsmas ātrums palielinās, pazeminoties barjergāzes padeves temperatūrai. Tas parasti paliek nepamanīts, bet var kļūt pamanāms vietās ar aukstām ziemām vai lielām temperatūras atšķirībām vasarā un ziemā. Dažos gadījumos var būt nepieciešams pielāgot augstas plūsmas trauksmes iestatīto punktu, lai novērstu viltus trauksmes. Pirms Plan 74 paneļu nodošanas ekspluatācijā paneļu gaisa vadi un savienojošās caurules/caurules ir jāiztīra. To visvieglāk var panākt, pievienojot ventilācijas vārstu pie mehāniskā blīvējuma savienojuma vai tā tuvumā. Ja atgaisošanas vārsts nav pieejams, sistēmu var iztīrīt, atvienojot cauruli/cauruli no mehāniskā blīvējuma un pēc tam atkal pievienojot pēc attīrīšanas.
Pēc Plan 74 paneļu pievienošanas blīvēm un visu savienojumu noplūžu pārbaudes, spiediena regulatoru tagad var noregulēt uz lietojumprogrammā iestatīto spiedienu. Pirms sūkņa uzpildīšanas ar procesa šķidrumu panelim ir jāpiegādā mehāniskajam blīvējumam spiediena barjergāze. Plan 74 blīves un paneļi ir gatavi darbam, kad ir pabeigtas sūkņa nodošanas ekspluatācijā un atgaisošanas procedūras.
Filtra elements ir jāpārbauda pēc mēneša darbības vai ik pēc sešiem mēnešiem, ja nav konstatēts piesārņojums. Filtra nomaiņas intervāls būs atkarīgs no piegādātās gāzes tīrības, taču tas nedrīkst pārsniegt trīs gadus.
Barjergāzes likmes jāpārbauda un jāreģistrē kārtējo pārbaužu laikā. Ja barjeras gaisa plūsmas pulsācija, ko izraisa pretvārsta atvēršanās un aizvēršanās, ir pietiekami liela, lai izraisītu lielas plūsmas trauksmi, šīs trauksmes vērtības var būt jāpalielina, lai izvairītos no viltus trauksmes.
Svarīgs posms ekspluatācijas pārtraukšanā ir tas, ka aizsarggāzes izolācijai un spiediena samazināšanai jābūt pēdējam solim. Vispirms izolējiet sūkņa korpusu un atbrīvojiet to no spiediena. Kad sūknis ir drošā stāvoklī, aizsarggāzes padeves spiedienu var izslēgt un gāzes spiedienu noņemt no cauruļvadiem, kas savieno Plan 74 paneli ar mehānisko blīvi. Pirms apkopes darbu sākšanas izlejiet no sistēmas visu šķidrumu.
Dubultā spiediena sūkņa gaisa blīvslēgi apvienojumā ar Plan 74 atbalsta sistēmām nodrošina operatoriem nulles emisijas vārpstas blīvējuma risinājumu, mazāku kapitālieguldījumu (salīdzinājumā ar blīvēm ar šķidruma barjeras sistēmām), samazinātas dzīves cikla izmaksas, nelielu atbalsta sistēmas nospiedumu un minimālās apkopes prasības.
Uzstādot un ekspluatējot saskaņā ar labāko praksi, šis ierobežošanas risinājums var nodrošināt ilgtermiņa uzticamību un palielināt rotējošo iekārtu pieejamību.
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.
Marks Sevidžs ir John Crane produktu grupas vadītājs. Savage ir ieguvis inženierzinātņu bakalaura grādu Sidnejas Universitātē, Austrālijā. Lai iegūtu papildinformāciju, apmeklējiet vietni johcrane.com.
Izlikšanas laiks: 08.09.2022