Kompresör hava contası teknolojisinden uyarlanan çift takviye pompası hava contaları, salmastra endüstrisinde daha yaygındır. Bu contalar, pompalanan sıvının atmosfere sıfır deşarjını sağlar, pompa mili üzerinde daha az sürtünme direnci sağlar ve daha basit bir destek sistemi ile çalışır. Bu avantajlar, daha düşük bir genel çözüm yaşam döngüsü maliyeti sağlar.
Bu contalar, iç ve dış sızdırmazlık yüzeyleri arasına harici bir basınçlı gaz kaynağının sokulmasıyla çalışır. Sızdırmazlık yüzeyinin özel topoğrafyası, bariyer gazına ek basınç uygulayarak sızdırmazlık yüzeyinin ayrılmasına ve sızdırmazlık yüzeyinin gaz filmi içinde yüzmesine neden olur. Sızdırmazlık yüzeyleri artık temas etmediğinden sürtünme kayıpları düşüktür. Bariyer gazı membrandan düşük bir akış hızıyla geçer ve çoğu dış conta yüzeyleri yoluyla atmosfere sızan sızıntılar formundaki bariyer gazını tüketir. Kalıntı salmastra bölmesine sızar ve sonunda proses akışı tarafından taşınır.
Tüm çift hermetik contalar, mekanik conta grubunun iç ve dış yüzeyleri arasında basınçlı bir sıvı (sıvı veya gaz) gerektirir. Bu sıvının contaya iletilmesi için bir destek sistemine ihtiyaç vardır. Buna karşılık, sıvıyla yağlanan basınçlı çift contada bariyer sıvısı, rezervuardan mekanik salmastra boyunca dolaşır, burada conta yüzeylerini yağlar, ısıyı emer ve emilen ısıyı dağıtması gereken rezervuara geri döner. Bu akışkan basınçlı çift contalı destek sistemleri karmaşıktır. Termal yükler proses basıncı ve sıcaklığıyla birlikte artar ve doğru şekilde hesaplanıp ayarlanmadığı takdirde güvenilirlik sorunlarına neden olabilir.
Basınçlı hava çift contalı destek sistemi az yer kaplar, soğutma suyu gerektirmez ve çok az bakım gerektirir. Ayrıca güvenilir bir koruyucu gaz kaynağı mevcut olduğunda güvenilirliği proses basıncı ve sıcaklığından bağımsızdır.
Piyasada çift basınçlı pompa hava contalarının giderek daha fazla benimsenmesi nedeniyle, Amerikan Petrol Enstitüsü (API), API 682'nin ikinci baskısının bir parçası olarak Program 74'ü ekledi.
74 Bir program destek sistemi tipik olarak bariyer gazını temizleyen, aşağı yöndeki basıncı düzenleyen ve mekanik contalara giden basıncı ve gaz akışını ölçen bir dizi panele monte gösterge ve valften oluşur. Plan 74 paneli boyunca bariyer gazının yolunu takip eden ilk eleman çek valftir. Bu, filtre elemanının değiştirilmesi veya pompa bakımı için bariyer gazı beslemesinin contadan izole edilmesine olanak tanır. Bariyer gazı daha sonra conta yüzeyinin topografik özelliklerine zarar verebilecek sıvıları ve partikülleri yakalayan 2 ila 3 mikrometrelik (um) birleştirici filtreden geçerek conta yüzeyinin yüzeyinde bir gaz filmi oluşturur. Bunu, mekanik salmastraya giden bariyer gazı beslemesinin basıncını ayarlamak için bir basınç regülatörü ve bir manometre takip eder.
Çift basınçlı pompa gaz contaları, bariyer gazı besleme basıncının, conta bölmesindeki maksimum basıncın üzerindeki minimum diferansiyel basıncı karşılamasını veya aşmasını gerektirir. Bu minimum basınç düşüşü conta üreticisine ve tipine göre değişir ancak genellikle inç kare başına 30 pound (psi) civarındadır. Basınç şalteri, bariyer gazı besleme basıncındaki sorunları tespit etmek ve basıncın minimum değerin altına düşmesi durumunda alarm vermek için kullanılır.
Contanın çalışması, bir akış ölçer kullanılarak bariyer gazı akışıyla kontrol edilir. Mekanik salmastra üreticileri tarafından bildirilen salmastra gazı akış hızlarından sapmalar, sızdırmazlık performansının azaldığını gösterir. Azalan bariyer gazı akışı, pompanın dönmesi veya conta yüzeyine sıvı geçişi (kirlenmiş bariyer gazı veya proses sıvısından) nedeniyle olabilir.
Çoğunlukla bu tür olaylardan sonra sızdırmazlık yüzeylerinde hasar meydana gelir ve ardından bariyer gazı akışı artar. Pompadaki basınç dalgalanmaları veya bariyer gazı basıncının kısmi kaybı da sızdırmazlık yüzeyine zarar verebilir. Yüksek gaz akışını düzeltmek için müdahalenin ne zaman gerekli olduğunu belirlemek için yüksek akış alarmları kullanılabilir. Yüksek akış alarmı için ayar noktası tipik olarak normal bariyer gaz akışının 10 ila 100 katı aralığındadır; genellikle mekanik salmastra üreticisi tarafından belirlenmez ancak pompanın ne kadar gaz sızıntısını tolere edebileceğine bağlıdır.
Geleneksel olarak değişken ayarlı akış ölçerler kullanılmıştır ve düşük ve yüksek aralıklı akış ölçerlerin seri olarak bağlanması alışılmadık bir durum değildir. Daha sonra yüksek akış alarmı vermek için yüksek aralıklı akış ölçere bir yüksek akış anahtarı takılabilir. Değişken alanlı debimetreler yalnızca belirli sıcaklık ve basınçlardaki belirli gazlar için kalibre edilebilir. Yaz ve kış arasındaki sıcaklık dalgalanmaları gibi diğer koşullar altında çalışırken, görüntülenen akış hızı doğru bir değer olarak kabul edilemez ancak gerçek değere yakındır.
API 682 4. basımının piyasaya sürülmesiyle birlikte akış ve basınç ölçümleri, yerel okumalarla analogdan dijitale geçti. Dijital akış ölçerler, şamandıra konumunu dijital sinyallere dönüştüren değişken alanlı akış ölçerler veya kütle akışını otomatik olarak hacim akışına dönüştüren kütle akış ölçerler olarak kullanılabilir. Kütle akış vericilerinin ayırt edici özelliği, standart atmosferik koşullar altında gerçek akışı sağlamak için basınç ve sıcaklığı telafi eden çıkışlar sağlamalarıdır. Dezavantajı ise bu cihazların değişken alanlı debimetrelerden daha pahalı olmasıdır.
Bir akış vericisi kullanmanın sorunu, normal çalışma sırasında ve yüksek akış alarm noktalarında bariyer gaz akışını ölçebilen bir verici bulmaktır. Akış sensörleri doğru okunabilen maksimum ve minimum değerlere sahiptir. Sıfır akış ile minimum değer arasında çıkış akışı doğru olmayabilir. Sorun, belirli bir akış dönüştürücü modeli için maksimum akış hızı arttıkça minimum akış hızının da artmasıdır.
Çözümlerden biri iki verici kullanmaktır (biri düşük frekanslı, diğeri yüksek frekanslı), ancak bu pahalı bir seçenektir. İkinci yöntem ise normal çalışma akış aralığı için bir akış sensörü kullanmak ve yüksek aralıklı bir analog akış ölçer ile yüksek akış anahtarı kullanmaktır. Bariyer gazının içinden geçtiği son bileşen, bariyer gazı panelden çıkıp mekanik salmastraya bağlanmadan önceki çekvalftir. Bu, anormal proses bozuklukları durumunda pompalanan sıvının panele geri akışını ve cihaza zarar vermesini önlemek için gereklidir.
Çek valfin açma basıncı düşük olmalıdır. Seçim yanlışsa veya çift basınç pompasının hava contası düşük bariyer gazı akışına sahipse, bariyer gazı akışı titreşiminin çek valfin açılıp tekrar yerine oturmasından kaynaklandığı görülebilir.
Genellikle bitki nitrojeni bariyer gazı olarak kullanılır çünkü kolaylıkla temin edilebilir, inerttir ve pompalanan sıvıda herhangi bir olumsuz kimyasal reaksiyona neden olmaz. Argon gibi mevcut olmayan inert gazlar da kullanılabilir. Gerekli koruyucu gaz basıncının tesis nitrojen basıncından yüksek olduğu durumlarda, bir basınç yükseltici basıncı artırabilir ve yüksek basınçlı gazı Plan 74 panel girişine bağlı bir alıcıda depolayabilir. Boş tüplerin sürekli olarak dolu olanlarla değiştirilmesini gerektirdiğinden şişelenmiş nitrojen şişeleri genellikle önerilmez. Contanın kalitesi bozulursa şişe hızlı bir şekilde boşaltılarak pompanın durması sağlanarak mekanik salmastranın daha fazla hasar görmesi ve arızalanması önlenir.
Sıvı bariyer sistemlerinden farklı olarak Plan 74 destek sistemleri, mekanik contalara yakın olmayı gerektirmez. Buradaki tek uyarı, küçük çaplı tüpün uzatılmış kısmıdır. Yüksek akış dönemlerinde (contanın bozulması) boruda Plan 74 paneli ile conta arasında bir basınç düşüşü meydana gelebilir, bu da contanın mevcut bariyer basıncını azaltır. Borunun boyutunu artırmak bu sorunu çözebilir. Kural olarak Plan 74 panelleri, vanaları kontrol etmek ve cihaz okumalarını okumak için uygun bir yükseklikte bir stand üzerine monte edilir. Braket, pompanın muayene ve bakımına müdahale etmeden pompa taban plakasına veya pompanın yanına monte edilebilir. Plan 74 panellerini mekanik contalarla bağlayan borularda/borularda takılma tehlikesinden kaçının.
Pompanın her iki ucunda bir tane olmak üzere iki mekanik salmastralı yataklar arası pompalar için, bir panel kullanılması ve her bir mekanik salmastraya ayrı bariyer gaz çıkışı kullanılması önerilmez. Önerilen çözüm, her bir conta için ayrı bir Plan 74 paneli veya her biri kendi akış ölçer ve akış anahtarları setine sahip iki çıkışlı bir Plan 74 paneli kullanmaktır. Kışların soğuk geçtiği bölgelerde Plan 74 panellerinin kışlaması gerekebilir. Bu, öncelikle panelin elektrikli ekipmanını korumak için, genellikle panelin kabin içine konularak ve ısıtma elemanları eklenerek yapılır.
İlginç bir olgu, bariyer gazı besleme sıcaklığının azalmasıyla bariyer gazı akış hızının artmasıdır. Bu genellikle fark edilmez, ancak kışların soğuk olduğu veya yaz ile kış arasında büyük sıcaklık farklarının olduğu yerlerde fark edilebilir hale gelebilir. Bazı durumlarda yanlış alarmları önlemek için yüksek akış alarmı ayar noktasını ayarlamak gerekli olabilir. Plan 74 panelleri hizmete sokulmadan önce panel hava kanalları ve bağlantı boruları/boruları temizlenmelidir. Bu, mekanik salmastra bağlantısına veya yakınına bir havalandırma valfi eklenerek en kolay şekilde elde edilir. Bir tahliye vanası mevcut değilse, borunun/borunun mekanik salmastradan sökülüp temizlendikten sonra yeniden bağlanmasıyla sistem temizlenebilir.
Plan 74 panellerini contalara bağladıktan ve tüm bağlantılarda sızıntı olup olmadığını kontrol ettikten sonra, basınç regülatörü artık uygulamada ayarlanan basınca ayarlanabilir. Panel, pompayı proses sıvısıyla doldurmadan önce mekanik salmastraya basınçlı bariyer gazı sağlamalıdır. Plan 74 contaları ve panelleri, pompanın devreye alınması ve havalandırma prosedürleri tamamlandığında çalışmaya hazırdır.
Filtre elemanı bir aylık kullanımdan sonra veya herhangi bir kirlenme bulunmazsa altı ayda bir kontrol edilmelidir. Filtre değiştirme aralığı, sağlanan gazın saflığına bağlı olacaktır ancak üç yılı aşmamalıdır.
Rutin denetimler sırasında bariyer gazı oranları kontrol edilmeli ve kayıt altına alınmalıdır. Çek valfin açılıp kapanmasının neden olduğu bariyer hava akışı titreşimi, yüksek akış alarmını tetikleyecek kadar büyükse, yanlış alarmları önlemek için bu alarm değerlerinin arttırılması gerekebilir.
Hizmetten çıkarmada önemli bir adım, koruyucu gazın izolasyonu ve basıncının düşürülmesinin son adım olması gerektiğidir. Öncelikle pompa gövdesini izole edin ve basıncını boşaltın. Pompa güvenli bir duruma geldiğinde, koruyucu gaz besleme basıncı kapatılabilir ve Plan 74 panelini mekanik salmastraya bağlayan boru hattındaki gaz basıncı çıkarılabilir. Herhangi bir bakım çalışmasına başlamadan önce sistemdeki tüm sıvıyı boşaltın.
Plan 74 destek sistemleriyle birleştirilmiş çift basınçlı pompa hava contaları, operatörlere sıfır emisyonlu bir salmastra çözümü, daha düşük sermaye yatırımı (sıvı bariyer sistemli contalarla karşılaştırıldığında), daha düşük yaşam döngüsü maliyeti, küçük destek sistemi ayak izi ve minimum servis gereksinimleri sağlar.
En iyi uygulamalara uygun olarak kurulduğunda ve çalıştırıldığında, bu muhafaza çözümü uzun vadeli güvenilirlik sağlayabilir ve dönen ekipmanın kullanılabilirliğini artırabilir.
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.
Mark Savage, John Crane'de ürün grubu yöneticisidir. Savage, Avustralya Sidney Üniversitesi'nden Mühendislik alanında Lisans derecesine sahiptir. Daha fazla bilgi için johncrane.com adresini ziyaret edin.
Gönderim zamanı: Eylül-08-2022