Τα σφραγίσματα αέρα διπλής ενισχυτικής αντλίας, προσαρμοσμένα από την τεχνολογία στεγανοποίησης αέρα συμπιεστή, είναι πιο κοινά στη βιομηχανία στεγανοποιήσεων άξονα.Αυτά τα στεγανοποιητικά παρέχουν μηδενική εκκένωση του αντλούμενου υγρού στην ατμόσφαιρα, παρέχουν λιγότερη αντίσταση τριβής στον άξονα της αντλίας και λειτουργούν με ένα απλούστερο σύστημα στήριξης.Αυτά τα οφέλη παρέχουν χαμηλότερο συνολικό κόστος κύκλου ζωής λύσης.
Αυτές οι στεγανοποιήσεις λειτουργούν εισάγοντας μια εξωτερική πηγή πεπιεσμένου αερίου μεταξύ της εσωτερικής και της εξωτερικής επιφάνειας στεγανοποίησης.Η συγκεκριμένη τοπογραφία της επιφάνειας στεγανοποίησης ασκεί πρόσθετη πίεση στο αέριο φραγμού, προκαλώντας τον διαχωρισμό της επιφάνειας σφράγισης, με αποτέλεσμα η επιφάνεια σφράγισης να επιπλέει στο φιλμ αερίου.Οι απώλειες τριβής είναι μικρές καθώς οι επιφάνειες στεγανοποίησης δεν έρχονται πλέον σε επαφή.Το αέριο φραγμού διέρχεται μέσω της μεμβράνης με χαμηλό ρυθμό ροής, καταναλώνοντας το αέριο φραγμού με τη μορφή διαρροών, οι περισσότερες από τις οποίες διαρρέουν στην ατμόσφαιρα μέσω των εξωτερικών επιφανειών σφράγισης.Το υπόλειμμα εισχωρεί στον θάλαμο σφράγισης και τελικά παρασύρεται από το ρεύμα διεργασίας.
Όλες οι διπλές ερμητικές στεγανοποιήσεις απαιτούν ένα υγρό υπό πίεση (υγρό ή αέριο) μεταξύ της εσωτερικής και της εξωτερικής επιφάνειας του συγκροτήματος μηχανικής σφράγισης.Απαιτείται ένα σύστημα υποστήριξης για την παροχή αυτού του υγρού στη σφράγιση.Αντίθετα, σε μια διπλή σφράγιση πίεσης με λίπανση υγρού, το υγρό φραγμού κυκλοφορεί από τη δεξαμενή μέσω της μηχανικής σφράγισης, όπου λιπαίνει τις επιφάνειες σφράγισης, απορροφά θερμότητα και επιστρέφει στη δεξαμενή όπου χρειάζεται να διαχέει την απορροφούμενη θερμότητα.Αυτά τα συστήματα στήριξης διπλής σφράγισης πίεσης υγρού είναι πολύπλοκα.Τα θερμικά φορτία αυξάνονται με την πίεση και τη θερμοκρασία της διεργασίας και μπορεί να προκαλέσουν προβλήματα αξιοπιστίας εάν δεν υπολογιστούν και ρυθμιστούν σωστά.
Το σύστημα στήριξης διπλής στεγανοποίησης πεπιεσμένου αέρα καταλαμβάνει λίγο χώρο, δεν απαιτεί νερό ψύξης και απαιτεί λίγη συντήρηση.Επιπλέον, όταν είναι διαθέσιμη μια αξιόπιστη πηγή προστατευτικού αερίου, η αξιοπιστία της είναι ανεξάρτητη από την πίεση και τη θερμοκρασία της διεργασίας.
Λόγω της αυξανόμενης υιοθέτησης των σφραγίδων αέρα με αντλία διπλής πίεσης στην αγορά, το Αμερικανικό Ινστιτούτο Πετρελαίου (API) πρόσθεσε το Πρόγραμμα 74 ως μέρος της δημοσίευσης της δεύτερης έκδοσης του API 682.
74 Ένα σύστημα υποστήριξης προγράμματος είναι συνήθως ένα σύνολο μετρητών και βαλβίδων τοποθετημένων σε πίνακα που καθαρίζουν το αέριο φραγμού, ρυθμίζουν την πίεση κατάντη και μετρούν την πίεση και τη ροή αερίου στις μηχανικές σφραγίδες.Ακολουθώντας τη διαδρομή του αερίου φραγμού μέσω του πίνακα Plan 74, το πρώτο στοιχείο είναι η βαλβίδα αντεπιστροφής.Αυτό επιτρέπει την απομόνωση της παροχής αερίου φραγμού από τη στεγανοποίηση για αντικατάσταση στοιχείου φίλτρου ή συντήρηση αντλίας.Στη συνέχεια, το αέριο φραγμού περνά μέσα από ένα φίλτρο συνένωσης 2 έως 3 μικρομέτρων (μm) που παγιδεύει υγρά και σωματίδια που μπορούν να βλάψουν τα τοπογραφικά χαρακτηριστικά της επιφάνειας σφράγισης, δημιουργώντας ένα φιλμ αερίου στην επιφάνεια της επιφάνειας σφράγισης.Ακολουθεί ένας ρυθμιστής πίεσης και ένα μανόμετρο για τη ρύθμιση της πίεσης της παροχής αερίου φραγμού στη μηχανική σφράγιση.
Οι σφραγίδες αερίου αντλίας διπλής πίεσης απαιτούν η πίεση παροχής αερίου φραγμού να ανταποκρίνεται ή να υπερβαίνει μια ελάχιστη διαφορική πίεση πάνω από τη μέγιστη πίεση στο θάλαμο στεγανοποίησης.Αυτή η ελάχιστη πτώση πίεσης ποικίλλει ανάλογα με τον κατασκευαστή και τον τύπο της σφραγίδας, αλλά είναι συνήθως περίπου 30 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα (psi).Ο διακόπτης πίεσης χρησιμοποιείται για την ανίχνευση τυχόν προβλημάτων με την πίεση παροχής αερίου φραγμού και για να ηχήσει συναγερμό εάν η πίεση πέσει κάτω από την ελάχιστη τιμή.
Η λειτουργία της σφράγισης ελέγχεται από τη ροή αερίου φραγμού χρησιμοποιώντας ροόμετρο.Οι αποκλίσεις από τους ρυθμούς ροής αερίου στεγανοποίησης που αναφέρθηκαν από τους κατασκευαστές μηχανικών σφραγίδων υποδεικνύουν μειωμένη απόδοση στεγανοποίησης.Η μειωμένη ροή αερίου φραγμού μπορεί να οφείλεται στην περιστροφή της αντλίας ή στη μετανάστευση ρευστού προς την επιφάνεια στεγανοποίησης (από μολυσμένο αέριο φραγμού ή υγρό διεργασίας).
Συχνά, μετά από τέτοια γεγονότα, εμφανίζεται ζημιά στις επιφάνειες στεγανοποίησης και στη συνέχεια αυξάνεται η ροή αερίου φραγμού.Οι υπερτάσεις πίεσης στην αντλία ή η μερική απώλεια της πίεσης του αερίου φραγμού μπορούν επίσης να βλάψουν την επιφάνεια στεγανοποίησης.Οι συναγερμοί υψηλής ροής μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να προσδιοριστεί πότε απαιτείται παρέμβαση για τη διόρθωση της υψηλής ροής αερίου.Το σημείο ρύθμισης για έναν συναγερμό υψηλής ροής κυμαίνεται συνήθως από 10 έως 100 φορές την κανονική ροή αερίου φραγμού, συνήθως δεν καθορίζεται από τον κατασκευαστή του μηχανικού στυπιοθλίπτη, αλλά εξαρτάται από το πόση διαρροή αερίου μπορεί να ανεχθεί η αντλία.
Έχουν χρησιμοποιηθεί παραδοσιακά ροόμετρα μεταβλητού εύρους και δεν είναι ασυνήθιστο για ροόμετρα χαμηλής και μεγάλης εμβέλειας να συνδέονται σε σειρά.Στη συνέχεια, ένας διακόπτης υψηλής ροής μπορεί να εγκατασταθεί στον μετρητή ροής υψηλής εμβέλειας για να δώσει συναγερμό υψηλής ροής.Τα ροόμετρα μεταβλητής περιοχής μπορούν να βαθμονομηθούν μόνο για ορισμένα αέρια σε συγκεκριμένες θερμοκρασίες και πιέσεις.Όταν λειτουργεί υπό άλλες συνθήκες, όπως οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας μεταξύ καλοκαιριού και χειμώνα, ο εμφανιζόμενος ρυθμός ροής δεν μπορεί να θεωρηθεί ακριβής τιμή, αλλά είναι κοντά στην πραγματική τιμή.
Με την κυκλοφορία του API 682 4th edition, οι μετρήσεις ροής και πίεσης πέρασαν από αναλογικές σε ψηφιακές με τοπικές μετρήσεις.Τα ψηφιακά ροόμετρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ροόμετρα μεταβλητής περιοχής, τα οποία μετατρέπουν τη θέση πλωτήρα σε ψηφιακά σήματα ή ροόμετρα μάζας, τα οποία μετατρέπουν αυτόματα τη ροή μάζας σε ροή όγκου.Το χαρακτηριστικό γνώρισμα των πομπών ροής μάζας είναι ότι παρέχουν εξόδους που αντισταθμίζουν την πίεση και τη θερμοκρασία για να παρέχουν πραγματική ροή υπό τυπικές ατμοσφαιρικές συνθήκες.Το μειονέκτημα είναι ότι αυτές οι συσκευές είναι πιο ακριβές από τα ροόμετρα μεταβλητής περιοχής.
Το πρόβλημα με τη χρήση ενός πομπού ροής είναι να βρεθεί ένας πομπός ικανός να μετρήσει τη ροή αερίου φραγμού κατά την κανονική λειτουργία και σε σημεία συναγερμού υψηλής ροής.Οι αισθητήρες ροής έχουν μέγιστες και ελάχιστες τιμές που μπορούν να διαβαστούν με ακρίβεια.Μεταξύ μηδενικής ροής και ελάχιστης τιμής, η ροή εξόδου μπορεί να μην είναι ακριβής.Το πρόβλημα είναι ότι καθώς αυξάνεται ο μέγιστος ρυθμός ροής για ένα συγκεκριμένο μοντέλο μορφοτροπέα ροής, αυξάνεται και ο ελάχιστος ρυθμός ροής.
Μια λύση είναι η χρήση δύο πομπών (ένας χαμηλής συχνότητας και ένας υψηλής συχνότητας), αλλά αυτή είναι μια ακριβή επιλογή.Η δεύτερη μέθοδος είναι η χρήση ενός αισθητήρα ροής για το εύρος ροής κανονικής λειτουργίας και η χρήση διακόπτη υψηλής ροής με αναλογικό μετρητή ροής υψηλής εμβέλειας.Το τελευταίο εξάρτημα από το οποίο διέρχεται το αέριο φραγμού είναι η βαλβίδα αντεπιστροφής πριν το αέριο φραγμού φύγει από τον πίνακα και συνδεθεί με τη μηχανική στεγανοποίηση.Αυτό είναι απαραίτητο για να αποτραπεί η αντίστροφη ροή του αντλούμενου υγρού στον πίνακα και η ζημιά στο όργανο σε περίπτωση μη φυσιολογικών διαταραχών της διαδικασίας.
Η βαλβίδα αντεπιστροφής πρέπει να έχει χαμηλή πίεση ανοίγματος.Εάν η επιλογή είναι λανθασμένη ή εάν η τσιμούχα αέρα της αντλίας διπλής πίεσης έχει χαμηλή ροή αερίου φραγμού, μπορεί να φανεί ότι ο παλμός της ροής αερίου φραγμού προκαλείται από το άνοιγμα και την επανατοποθέτηση της βαλβίδας αντεπιστροφής.
Γενικά, το φυτικό άζωτο χρησιμοποιείται ως αέριο φραγμού επειδή είναι άμεσα διαθέσιμο, αδρανές και δεν προκαλεί δυσμενείς χημικές αντιδράσεις στο αντλούμενο υγρό.Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν αδρανή αέρια που δεν είναι διαθέσιμα, όπως αργό.Σε περιπτώσεις όπου η απαιτούμενη πίεση θωρακιστικού αερίου είναι μεγαλύτερη από την πίεση αζώτου της εγκατάστασης, ένας ενισχυτής πίεσης μπορεί να αυξήσει την πίεση και να αποθηκεύσει το αέριο υψηλής πίεσης σε έναν δέκτη συνδεδεμένο στην είσοδο του πίνακα Plan 74.Οι εμφιαλωμένες φιάλες αζώτου γενικά δεν συνιστώνται καθώς απαιτούν συνεχή αντικατάσταση των κενών κυλίνδρων με γεμάτες.Εάν η ποιότητα της τσιμούχας επιδεινωθεί, η φιάλη μπορεί να αδειάσει γρήγορα, με αποτέλεσμα η αντλία να σταματήσει για να αποφευχθεί περαιτέρω ζημιά και αστοχία της μηχανικής σφράγισης.
Σε αντίθεση με τα συστήματα φραγμού υγρών, τα συστήματα υποστήριξης Plan 74 δεν απαιτούν στενή εγγύτητα σε μηχανικά στεγανοποιητικά.Η μόνη προειδοποίηση εδώ είναι το επίμηκες τμήμα του σωλήνα μικρής διαμέτρου.Μια πτώση πίεσης μεταξύ του πλαισίου Plan 74 και της στεγανοποίησης μπορεί να συμβεί στον σωλήνα κατά τη διάρκεια περιόδων υψηλής ροής (υποβάθμιση της στεγανοποίησης), η οποία μειώνει την πίεση φραγμού που είναι διαθέσιμη στη σφράγιση.Η αύξηση του μεγέθους του σωλήνα μπορεί να λύσει αυτό το πρόβλημα.Κατά κανόνα, τα πάνελ Plan 74 τοποθετούνται σε βάση σε βολικό ύψος για τον έλεγχο των βαλβίδων και την ανάγνωση των ενδείξεων του οργάνου.Ο βραχίονας μπορεί να τοποθετηθεί στη βάση της αντλίας ή δίπλα στην αντλία χωρίς να παρεμποδίζει την επιθεώρηση και τη συντήρηση της αντλίας.Αποφύγετε τους κινδύνους ενεργοποίησης σε σωλήνες/σωλήνες που συνδέουν τα πάνελ Plan 74 με μηχανικά στεγανοποιητικά.
Για αντλίες με δύο ρουλεμάν με δύο μηχανικά στεγανοποιητικά, ένα σε κάθε άκρο της αντλίας, δεν συνιστάται η χρήση ενός πίνακα και ξεχωριστής εξόδου αερίου φραγμού σε κάθε μηχανικό στεγανοποιητικό.Η συνιστώμενη λύση είναι να χρησιμοποιήσετε ένα ξεχωριστό πάνελ Plan 74 για κάθε στεγανοποίηση ή ένα πάνελ Plan 74 με δύο εξόδους, η καθεμία με το δικό της σύνολο ροόμετρων και διακόπτες ροής.Σε περιοχές με κρύους χειμώνες μπορεί να χρειαστεί να διαχειμάσουν τα πάνελ Plan 74.Αυτό γίνεται κυρίως για την προστασία του ηλεκτρικού εξοπλισμού του πίνακα, συνήθως εγκλωβίζοντας τον πίνακα στο ντουλάπι και προσθέτοντας θερμαντικά στοιχεία.
Ένα ενδιαφέρον φαινόμενο είναι ότι ο ρυθμός ροής αερίου φραγμού αυξάνεται με τη μείωση της θερμοκρασίας παροχής αερίου φραγμού.Αυτό συνήθως περνά απαρατήρητο, αλλά μπορεί να γίνει αντιληπτό σε μέρη με κρύους χειμώνες ή μεγάλες διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ καλοκαιριού και χειμώνα.Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να χρειαστεί να ρυθμίσετε το σημείο ρύθμισης του συναγερμού υψηλής ροής για την αποφυγή ψευδών συναγερμών.Οι αεραγωγοί του πίνακα και οι σωλήνες/σωλήνες σύνδεσης πρέπει να καθαριστούν πριν τεθούν σε λειτουργία τα πάνελ Plan 74.Αυτό επιτυγχάνεται πιο εύκολα με την προσθήκη μιας βαλβίδας εξαερισμού στην ή κοντά στη σύνδεση μηχανικής στεγανοποίησης.Εάν δεν υπάρχει διαθέσιμη βαλβίδα εξαέρωσης, το σύστημα μπορεί να καθαριστεί αποσυνδέοντας τον σωλήνα/σωλήνα από τη μηχανική στεγανοποίηση και στη συνέχεια επανασυνδέοντάς τον μετά τον καθαρισμό.
Αφού συνδέσετε τα πάνελ Plan 74 στις στεγανοποιήσεις και ελέγξετε όλες τις συνδέσεις για διαρροές, ο ρυθμιστής πίεσης μπορεί τώρα να ρυθμιστεί στη ρυθμισμένη πίεση στην εφαρμογή.Ο πίνακας πρέπει να παρέχει πεπιεσμένο αέριο φραγμού στη μηχανική σφράγιση πριν γεμίσει την αντλία με υγρό διεργασίας.Οι σφραγίδες και τα πάνελ Plan 74 είναι έτοιμα να ξεκινήσουν όταν ολοκληρωθούν οι διαδικασίες θέσης σε λειτουργία και εξαερισμού της αντλίας.
Το στοιχείο φίλτρου πρέπει να επιθεωρείται μετά από ένα μήνα λειτουργίας ή κάθε έξι μήνες εάν δεν εντοπιστεί μόλυνση.Το διάστημα αντικατάστασης του φίλτρου θα εξαρτηθεί από την καθαρότητα του παρεχόμενου αερίου, αλλά δεν πρέπει να υπερβαίνει τα τρία χρόνια.
Οι ρυθμοί αερίου φραγμού θα πρέπει να ελέγχονται και να καταγράφονται κατά τη διάρκεια επιθεωρήσεων ρουτίνας.Εάν ο παλμός της ροής αέρα φραγμού που προκαλείται από το άνοιγμα και το κλείσιμο της βαλβίδας ελέγχου είναι αρκετά μεγάλος για να ενεργοποιήσει έναν συναγερμό υψηλής ροής, αυτές οι τιμές συναγερμού μπορεί να χρειαστεί να αυξηθούν για να αποφευχθούν ψευδείς συναγερμοί.
Ένα σημαντικό βήμα στον παροπλισμό είναι ότι η απομόνωση και η αποσυμπίεση του προστατευτικού αερίου πρέπει να είναι το τελευταίο βήμα.Αρχικά, απομονώστε και αποσυμπιέστε το περίβλημα της αντλίας.Μόλις η αντλία είναι σε ασφαλή κατάσταση, η πίεση τροφοδοσίας αερίου θωράκισης μπορεί να απενεργοποιηθεί και η πίεση αερίου να αφαιρεθεί από τη σωλήνωση που συνδέει το πλαίσιο Plan 74 με τη μηχανική στεγανοποίηση.Αδειάστε όλο το υγρό από το σύστημα πριν ξεκινήσετε οποιαδήποτε εργασία συντήρησης.
Οι σφραγίδες αέρα διπλής πίεσης σε συνδυασμό με τα συστήματα υποστήριξης Plan 74 παρέχουν στους χειριστές λύση στεγανοποίησης άξονα μηδενικών εκπομπών, χαμηλότερη επένδυση κεφαλαίου (σε σύγκριση με στεγανοποιήσεις με συστήματα φραγμού υγρών), μειωμένο κόστος κύκλου ζωής, μικρό αποτύπωμα συστήματος υποστήριξης και ελάχιστες απαιτήσεις σέρβις.
Όταν εγκαθίσταται και λειτουργεί σύμφωνα με τις βέλτιστες πρακτικές, αυτή η λύση περιορισμού μπορεί να προσφέρει μακροπρόθεσμη αξιοπιστία και να αυξήσει τη διαθεσιμότητα του περιστρεφόμενου εξοπλισμού.
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.
Ο Mark Savage είναι διευθυντής ομάδας προϊόντων στο John Crane.Ο Savage είναι κάτοχος Bachelor of Science in Engineering από το Πανεπιστήμιο του Σίδνεϋ, Αυστραλία.Για περισσότερες πληροφορίες επισκεφθείτε το johncrane.com.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-08-2022