Divkāršie pastiprinātāja sūkņa gaisa blīvējumi, kas pielāgoti no kompresora gaisa blīvējumu tehnoloģijas, ir biežāk sastopami vārpstas blīvējumu nozarē. Šie blīvējumi nenodrošina sūknējamā šķidruma noplūdi atmosfērā, nodrošina mazāku berzes pretestību uz sūkņa vārpstas un darbojas ar vienkāršāku atbalsta sistēmu. Šīs priekšrocības nodrošina zemākas kopējās risinājuma dzīves cikla izmaksas.
Šie blīvējumi darbojas, ievadot ārēju spiediena gāzes avotu starp iekšējo un ārējo blīvējuma virsmu. Blīvējuma virsmas īpašā topogrāfija rada papildu spiedienu uz barjeras gāzi, izraisot blīvējuma virsmas atdalīšanos un tās peldēšanu gāzes plēvē. Berzes zudumi ir zemi, jo blīvējuma virsmas vairs nesaskaras. Barjeras gāze iziet cauri membrānai ar mazu plūsmas ātrumu, patērējot barjeras gāzi noplūžu veidā, no kurām lielākā daļa noplūst atmosfērā caur ārējām blīvējuma virsmām. Atlikums iesūcas blīvējuma kamerā un galu galā tiek aiznests ar procesa plūsmu.
Visiem dubulthermētiskajiem blīvējumiem ir nepieciešams spiediena šķidrums (šķidrums vai gāze) starp mehāniskā blīvējuma mezgla iekšējo un ārējo virsmu. Lai piegādātu šo šķidrumu blīvējumam, ir nepieciešama atbalsta sistēma. Turpretī ar šķidrumu eļļotā spiediena dubultblīvējumā barjeras šķidrums cirkulē no rezervuāra caur mehānisko blīvējumu, kur tas eļļo blīvējuma virsmas, absorbē siltumu un atgriežas rezervuārā, kur tam ir jāizkliedē absorbētais siltums. Šīs šķidruma spiediena dubultblīvējuma atbalsta sistēmas ir sarežģītas. Termiskās slodzes palielinās līdz ar procesa spiedienu un temperatūru, un, ja tās netiek pareizi aprēķinātas un iestatītas, tās var radīt uzticamības problēmas.
Saspiestā gaisa dubultā blīvējuma atbalsta sistēma aizņem maz vietas, tai nav nepieciešams dzesēšanas ūdens un neliela apkope. Turklāt, ja ir pieejams uzticams aizsarggāzes avots, tās uzticamība nav atkarīga no procesa spiediena un temperatūras.
Sakarā ar divkāršā spiediena sūkņu gaisa blīvējumu pieaugošo popularitāti tirgū, Amerikas Naftas institūts (API) pievienoja 74. programmu kā daļu no API 682 otrā izdevuma publikācijas.
74 Programmas atbalsta sistēma parasti ir uz paneļa uzstādītu mērinstrumentu un vārstu komplekts, kas attīra barjeras gāzi, regulē spiedienu lejpus plūsmas un mēra spiediena un gāzes plūsmu uz mehāniskajiem blīvējumiem. Sekojot barjeras gāzes ceļam caur Plan 74 paneli, pirmais elements ir pretvārsts. Tas ļauj izolēt barjeras gāzes padevi no blīvējuma filtra elementa nomaiņai vai sūkņa apkopei. Pēc tam barjeras gāze iziet cauri 2 līdz 3 mikrometru (µm) koalescējošam filtram, kas uztver šķidrumus un daļiņas, kas var sabojāt blīvējuma virsmas topogrāfiskās iezīmes, izveidojot gāzes plēvi uz blīvējuma virsmas. Tam seko spiediena regulators un manometrs, lai iestatītu barjeras gāzes padeves spiedienu uz mehānisko blīvējumu.
Divkāršā spiediena sūkņa gāzes blīvējumiem ir nepieciešams, lai barjeras gāzes padeves spiediens atbilstu vai pārsniegtu minimālo diferenciālo spiedienu virs maksimālā spiediena blīvējuma kamerā. Šis minimālais spiediena kritums atšķiras atkarībā no blīvējuma ražotāja un veida, bet parasti ir aptuveni 30 mārciņas uz kvadrātcollu (psi). Spiediena slēdzis tiek izmantots, lai noteiktu jebkādas problēmas ar barjeras gāzes padeves spiedienu un ieslēgtu trauksmi, ja spiediens nokrītas zem minimālās vērtības.
Blīvējuma darbību kontrolē barjeras gāzes plūsma, izmantojot plūsmas mērītāju. Mehānisko blīvējumu ražotāju ziņotās blīvējuma gāzes plūsmas ātruma novirzes norāda uz samazinātu blīvēšanas veiktspēju. Samazināta barjeras gāzes plūsma var būt saistīta ar sūkņa rotāciju vai šķidruma migrāciju uz blīvējuma virsmu (no piesārņotas barjeras gāzes vai procesa šķidruma).
Bieži vien pēc šādiem notikumiem rodas blīvējuma virsmu bojājumi, un pēc tam palielinās barjeras gāzes plūsma. Spiediena lēcieni sūknī vai daļējs barjeras gāzes spiediena zudums var arī sabojāt blīvējuma virsmu. Augstas plūsmas trauksmes signālus var izmantot, lai noteiktu, kad nepieciešama iejaukšanās, lai koriģētu augstu gāzes plūsmu. Augstas plūsmas trauksmes signāla iestatījuma vērtība parasti ir 10 līdz 100 reižu lielāka par parasto barjeras gāzes plūsmu, ko parasti nenosaka mehāniskā blīvējuma ražotājs, bet tā ir atkarīga no tā, cik lielu gāzes noplūdi sūknis var paciest.
Tradicionāli ir izmantoti mainīga diametra plūsmas mērītāji, un nav nekas neparasts, ka zema un augsta diapazona plūsmas mērītāji tiek savienoti virknē. Pēc tam augsta diapazona plūsmas mērītājam var uzstādīt augstas plūsmas slēdzi, lai aktivizētu augstas plūsmas trauksmi. Mainīga diapazona plūsmas mērītājus var kalibrēt tikai noteiktām gāzēm noteiktā temperatūrā un spiedienā. Darbojoties citos apstākļos, piemēram, temperatūras svārstībās starp vasaru un ziemu, parādīto plūsmas ātrumu nevar uzskatīt par precīzu vērtību, bet tas ir tuvu faktiskajai vērtībai.
Līdz ar API 682 4. izlaiduma izlaišanu plūsmas un spiediena mērījumi ir pārgājuši no analogajiem uz digitālajiem ar lokāliem rādījumiem. Digitālos plūsmas mērītājus var izmantot kā mainīga laukuma plūsmas mērītājus, kas pārveido pludiņa pozīciju digitālos signālos, vai masas plūsmas mērītājus, kas automātiski pārveido masas plūsmu tilpuma plūsmā. Masas plūsmas raidītāju atšķirīgā iezīme ir tā, ka tie nodrošina izejas, kas kompensē spiedienu un temperatūru, lai nodrošinātu patiesu plūsmu standarta atmosfēras apstākļos. Trūkums ir tas, ka šīs ierīces ir dārgākas nekā mainīga laukuma plūsmas mērītāji.
Problēma, izmantojot plūsmas raidītāju, ir atrast raidītāju, kas spēj izmērīt barjeras gāzes plūsmu normālas darbības laikā un augstas 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 tā, ka, palielinoties maksimālajam plūsmas ātrumam konkrētam plūsmas raidītāja modelim, palielinās arī minimālais plūsmas ātrums.
Viens no risinājumiem ir izmantot divus raidītājus (vienu zemas frekvences un vienu augstas frekvences), taču šī ir dārga iespēja. Otra metode ir izmantot plūsmas sensoru parastajam darba plūsmas diapazonam un izmantot augstas plūsmas slēdzi ar augsta diapazona analogo plūsmas mērītāju. Pēdējā sastāvdaļa, caur kuru iziet barjeras gāze, ir pretvārsts, pirms barjeras gāze atstāj paneli un savienojas ar mehānisko blīvējumu. Tas ir nepieciešams, lai novērstu sūknētā šķidruma atpakaļplūsmu panelī un instrumenta bojājumus anomālu procesa traucējumu gadījumā.
Pretvārstam jābūt ar zemu atvēršanās spiedienu. Ja izvēle ir nepareiza vai ja divkāršā spiediena sūkņa gaisa blīvējumam ir zema barjeras gāzes plūsma, var redzēt, ka barjeras gāzes plūsmas pulsāciju izraisa pretvārsta atvēršanās un atkārtota ievietošana.
Parasti rūpnīcas slāpeklis tiek izmantots kā barjergāze, jo tas ir viegli pieejams, inerts un neizraisa nekādas nevēlamas ķīmiskas reakcijas sūknējamajā šķidrumā. Var izmantot arī inertas gāzes, kas nav pieejamas, piemēram, argonu. Gadījumos, kad nepieciešamais aizsarggāzes spiediens ir lielāks nekā rūpnīcas slāpekļa spiediens, spiediena pastiprinātājs var palielināt spiedienu un uzglabāt augstspiediena gāzi uztvērējā, kas savienots ar Plan 74 paneļa ieplūdi. Balonos pildītas slāpekļa balonus parasti neiesaka izmantot, jo tiem nepieciešama pastāvīga tukšo balonu nomaiņa ar pilniem. Ja blīvējuma kvalitāte pasliktinās, balonu var ātri iztukšot, izraisot sūkņa apstāšanos, lai novērstu turpmākus bojājumus un mehāniskā blīvējuma atteici.
Atšķirībā no šķidruma barjeras sistēmām, Plan 74 atbalsta sistēmām nav nepieciešams tiešs mehānisko blīvējumu tuvums. Vienīgais trūkums šeit ir mazā diametra caurules pagarinātā daļa. Augstas plūsmas periodos (blīvējuma degradācija) caurulē var rasties spiediena kritums starp Plan 74 paneli un blīvējumu, kas samazina blīvējumam pieejamo barjeras spiedienu. Caurules izmēra palielināšana var atrisināt šo problēmu. Parasti Plan 74 paneļi tiek uzstādīti uz statīva ērtā augstumā, lai kontrolētu vārstus un nolasītu instrumentu rādījumus. Kronšteinu var uzstādīt uz sūkņa pamatnes plāksnes vai blakus sūknim, netraucējot sūkņa pārbaudi un apkopi. Izvairieties no paklupšanas riskiem uz caurulēm/caurulēm, kas savieno Plan 74 paneļus ar mehāniskajiem blīvējumiem.
Starpgultņu sūkņiem ar diviem mehāniskiem blīvējumiem, pa vienam katrā sūkņa galā, nav ieteicams izmantot vienu paneli un atsevišķu barjeras gāzes izvadu 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. Apgabalos ar aukstām ziemām var būt nepieciešams pārziemināt Plan 74 paneļus. Tas galvenokārt tiek darīts, lai aizsargātu paneļa elektroiekārtas, parasti ievietojot paneli skapī un pievienojot sildelementus.
Interesanta parādība ir tā, ka barjeras gāzes plūsmas ātrums palielinās, samazinoties barjeras gāzes padeves temperatūrai. Tas parasti paliek nepamanīts, bet var kļūt pamanāms vietās ar aukstām ziemām vai lielām temperatūras atšķirībām starp vasaru un ziemu. Dažos gadījumos var būt nepieciešams pielāgot augstas plūsmas trauksmes iestatīto vērtību, lai novērstu viltus trauksmes. Pirms Plan 74 paneļu nodošanas ekspluatācijā ir jāattīra paneļu gaisa vadi un savienojošās caurules/caurules. Visvieglāk to var panākt, pievienojot ventilācijas vārstu mehāniskā blīvējuma savienojumā vai tā tuvumā. Ja atgaisošanas vārsts nav pieejams, sistēmu var attīrīt, atvienojot cauruli/caurulīti no mehāniskā blīvējuma un pēc attīrīšanas to atkārtoti pievienojot.
Pēc Plan 74 paneļu pievienošanas blīvējumiem un visu savienojumu pārbaudes attiecībā uz noplūdēm spiediena regulatoru tagad var noregulēt uz iestatīto spiedienu lietojumprogrammā. Pirms sūkņa piepildīšanas ar procesa šķidrumu panelim ir jāpiegādā mehāniskajam blīvējumam spiediena barjeras gāze. Plan 74 blīvējumi un paneļi ir gatavi iedarbināšanai, kad ir pabeigtas sūkņa nodošanas ekspluatācijā un ventilācijas procedūras.
Filtra elements jāpārbauda pēc mēneša darbības vai ik pēc sešiem mēnešiem, ja nav konstatēts piesārņojums. Filtra nomaiņas intervāls būs atkarīgs no piegādātās gāzes tīrības pakāpes, taču tas nedrīkst pārsniegt trīs gadus.
Regulāru pārbaužu laikā jāpārbauda un jāreģistrē barjeras gāzes ātrumi. Ja pretvārsta atvēršanās un aizvēršanās izraisītā barjeras gaisa plūsmas pulsācija ir pietiekami liela, lai izraisītu augstas plūsmas trauksmi, šīs trauksmes vērtības, iespējams, būs jāpalielina, lai izvairītos no viltus trauksmēm.
Svarīgs solis demontāžā ir tas, ka aizsarggāzes izolācijai un spiediena samazināšanai jābūt pēdējam solim. Vispirms izolējiet un samaziniet spiedienu sūkņa korpusā. Kad sūknis ir drošā stāvoklī, aizsarggāzes padeves spiedienu var izslēgt un gāzes spiedienu noņemt no cauruļvadiem, kas savieno Plan 74 paneli ar mehānisko blīvējumu. Pirms jebkādu apkopes darbu uzsākšanas izlejiet no sistēmas visu šķidrumu.
Divkāršā spiediena sūkņa gaisa blīvējumi apvienojumā ar Plan 74 atbalsta sistēmām nodrošina operatoriem nulles emisijas vārpstas blīvējuma risinājumu, zemākas kapitālieguldījumus (salīdzinājumā ar blīvējumiem ar šķidruma barjeras sistēmām), samazinātas dzīves cikla izmaksas, nelielu atbalsta sistēmas nospiedumu un minimālas apkopes prasības.
Uzstādot un darbinot šo ierobežošanas risinājumu saskaņā ar labāko praksi, tas var nodrošināt ilgtermiņa uzticamību un palielināt rotējošā aprīkojuma 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 produktu grupas vadītājs uzņēmumā John Crane. Sevidžs ir ieguvis inženierzinātņu bakalaura grādu Sidnejas Universitātē, Austrālijā. Lai iegūtu plašāku informāciju, apmeklējiet vietni johncrane.com.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 8. septembris