Conta Seçimi Hususları – Yüksek Basınçlı Çift Mekanik Contaların Takılması

Düzenleme 3 mekanik contalarçift ​​contacontalar arasındaki bariyer sıvı boşluğunun conta odası basıncından daha büyük bir basınçta tutulduğu yer. Zamanla, endüstri bu contalar için gerekli olan yüksek basınçlı ortamı yaratmak için çeşitli stratejiler geliştirdi. Bu stratejiler mekanik contanın boru planlarında yer alır. Bu planların çoğu benzer işlevlere hizmet etse de, her birinin çalışma özellikleri çok farklı olabilir ve sızdırmazlık sisteminin tüm yönlerini etkiler.

API 682'de tanımlandığı gibi Borulama Planı 53B, bariyer sıvısını azot yüklü bir mesane akümülatörü ile basınçlandıran bir borulama planıdır. Basınçlı mesane doğrudan bariyer sıvısı üzerinde etki ederek tüm sızdırmazlık sistemini basınçlandırır. Mesane, basınçlandırma gazı ile bariyer sıvısı arasında doğrudan teması önleyerek gazın sıvıya emilmesini ortadan kaldırır. Bu, Borulama Planı 53B'nin Borulama Planı 53A'dan daha yüksek basınçlı uygulamalarda kullanılmasını sağlar. Akümülatörün kendi kendine yeten yapısı, sabit bir azot kaynağına olan ihtiyacı da ortadan kaldırır ve bu da sistemi uzak kurulumlar için ideal hale getirir.

Ancak mesane akümülatörünün faydaları, sistemin bazı çalışma özellikleriyle dengelenir. Bir Boru Planı 53B'nin basıncı, mesanedeki gazın basıncı tarafından doğrudan belirlenir. Bu basınç, çeşitli değişkenler nedeniyle önemli ölçüde değişebilir.

Akümülatördeki mesane, bariyer sıvısı sisteme eklenmeden önce önceden doldurulmalıdır. Bu, sistem çalışmasının tüm gelecekteki hesaplamaları ve yorumlamaları için temel oluşturur. Gerçek ön şarj basıncı, sistemin çalışma basıncına ve akümülatörlerdeki bariyer sıvısının güvenlik hacmine bağlıdır. Ön şarj basıncı ayrıca mesanedeki gazın sıcaklığına da bağlıdır. Not: ön şarj basıncı yalnızca sistemin ilk devreye alınmasında ayarlanır ve gerçek çalışma sırasında ayarlanmaz.

Mesanedeki gazın basıncı, gazın sıcaklığına bağlı olarak değişecektir. Çoğu durumda, gazın sıcaklığı kurulum yerindeki ortam sıcaklığını takip edecektir. Sıcaklıklarda günlük ve mevsimsel büyük değişikliklerin olduğu bölgelerdeki uygulamalar, sistem basıncında büyük dalgalanmalar yaşayacaktır.

Bariyer Sıvı TüketimiÇalışma sırasında mekanik contalar normal conta sızıntısı yoluyla bariyer sıvısını tüketecektir. Bu bariyer sıvısı akümülatördeki sıvı tarafından yenilenir ve mesanedeki gazın genleşmesine ve sistem basıncında azalmaya neden olur. Bu değişiklikler akümülatör boyutunun, conta sızıntı oranlarının ve sistem için istenen bakım aralığının (örneğin, 28 gün) bir fonksiyonudur.

Sistem basıncındaki değişiklik, son kullanıcının conta performansını takip etmesinin birincil yoludur. Basınç ayrıca bakım alarmları oluşturmak ve conta arızalarını tespit etmek için kullanılır. Ancak, sistem çalışırken basınçlar sürekli değişecektir. Kullanıcı Plan 53B sistemindeki basınçları nasıl ayarlamalıdır? Bariyer sıvısı eklemek ne zaman gereklidir? Ne kadar sıvı eklenmelidir?

Plan 53B sistemleri için ilk yaygın olarak yayınlanan mühendislik hesaplamaları seti API 682 Dördüncü Baskı'da yer aldı. Ek F, bu borulama planı için basınç ve hacimlerin nasıl belirleneceğine dair adım adım talimatlar sağlar. API 682'nin en yararlı gereksinimlerinden biri, mesane akümülatörleri için standart bir isim plakasının oluşturulmasıdır (API 682 Dördüncü Baskı, Tablo 10). Bu isim plakası, uygulama sahasındaki ortam sıcaklığı koşulları aralığında sistemin ön şarj, yeniden doldurma ve alarm basınçlarını yakalayan bir tablo içerir. Not: Standarttaki tablo yalnızca bir örnektir ve gerçek değerler belirli bir saha uygulamasına uygulandığında önemli ölçüde değişecektir.

Şekil 2'nin temel varsayımlarından biri, Boru Planı 53B'nin sürekli olarak ve ilk ön şarj basıncını değiştirmeden çalışmasının beklenmesidir. Ayrıca sistemin kısa bir süre içinde tüm ortam sıcaklığı aralığına maruz kalabileceği varsayımı da vardır. Bunların sistem tasarımında önemli etkileri vardır ve sistemin diğer çift conta boru planlarından daha yüksek bir basınçta çalıştırılmasını gerektirir.

Şekil 2'yi referans olarak kullanarak, örnek uygulama ortam sıcaklığının -17°C (1°F) ile 70°C (158°F) arasında olduğu bir yere kurulmuştur. Bu aralığın üst sınırı gerçekçi olmayan bir şekilde yüksek görünmektedir, ancak aynı zamanda doğrudan güneş ışığına maruz kalan bir akümülatörün güneş ısıtmasının etkilerini de içerir. Tablodaki satırlar en yüksek ve en düşük değerler arasındaki sıcaklık aralıklarını temsil eder.

Son kullanıcı sistemi çalıştırırken, dolum basıncı mevcut ortam sıcaklığında ulaşılana kadar bariyer sıvısı basıncı ekler. Alarm basıncı, son kullanıcının ek bariyer sıvısı eklemesi gerektiğini belirten basınçtır. 25°C'de (77°F), operatör akümülatörü 30,3 bar'a (440 PSIG) önceden şarj eder, alarm 30,7 bar'a (445 PSIG) ayarlanır ve operatör basınç 37,9 bar'a (550 PSIG) ulaşana kadar bariyer sıvısı ekler. Ortam sıcaklığı 0°C'ye (32°F) düşerse, alarm basıncı 28,1 bar'a (408 PSIG) ve dolum basıncı 34,7 bar'a (504 PSIG) düşer.

Bu senaryoda, alarm ve yeniden doldurma basınçları ortam sıcaklıklarına yanıt olarak değişir veya yüzer. Bu yaklaşıma genellikle yüzen-yüzen strateji denir. Hem alarm hem de yeniden doldurma "yüzer." Bu, sızdırmazlık sistemi için en düşük çalışma basınçlarıyla sonuçlanır. Ancak bu, son kullanıcıya iki özel gereklilik yükler; doğru alarm basıncını ve yeniden doldurma basıncını belirlemek. Sistem için alarm basıncı sıcaklığın bir fonksiyonudur ve bu ilişki son kullanıcının DCS sistemine programlanmalıdır. Yeniden doldurma basıncı da ortam sıcaklığına bağlı olacaktır, bu nedenle operatörün mevcut koşullar için doğru basıncı bulmak için isim plakasına bakması gerekecektir.

Bazı son kullanıcılar daha basit bir yaklaşım talep eder ve hem alarm basıncının hem de yeniden doldurma basınçlarının sabit (veya sabit) ve ortam sıcaklıklarından bağımsız olduğu bir strateji ister. Sabit-sabit strateji, son kullanıcıya sistemi yeniden doldurmak için yalnızca bir basınç ve sistemi alarma geçirmek için yalnızca bir değer sağlar. Ne yazık ki, bu koşul sıcaklığın maksimum değerde olduğunu varsaymalıdır, çünkü hesaplamalar ortam sıcaklığının maksimumdan minimum sıcaklığa düşmesini telafi eder. Bu, sistemin daha yüksek basınçlarda çalışmasıyla sonuçlanır. Bazı uygulamalarda, sabit-sabit bir strateji kullanmak, yükseltilmiş basınçları idare etmek için conta tasarımında veya diğer sistem bileşenlerinin MAWP değerlerinde değişikliklere neden olabilir.

Diğer son kullanıcılar sabit alarm basıncı ve yüzen dolum basıncıyla hibrit bir yaklaşım uygulayacaktır. Bu, alarm ayarlarını basitleştirirken çalışma basıncını azaltabilir. Doğru alarm stratejisinin kararı yalnızca uygulama koşulu, ortam sıcaklığı aralığı ve son kullanıcının gereksinimleri göz önünde bulundurulduktan sonra verilmelidir.

Boru Planı 53B'nin tasarımında bu zorlukların bazılarını hafifletmeye yardımcı olabilecek bazı değişiklikler vardır. Güneş radyasyonundan gelen ısıtma, tasarım hesaplamaları için akümülatörün maksimum sıcaklığını büyük ölçüde artırabilir. Akümülatörü gölgeye yerleştirmek veya akümülatör için bir güneş kalkanı inşa etmek güneş ısıtmasını ortadan kaldırabilir ve hesaplamalardaki maksimum sıcaklığı azaltabilir.

Yukarıdaki açıklamalarda, ortam sıcaklığı terimi mesanedeki gazın sıcaklığını temsil etmek için kullanılır. Sabit durum veya yavaş değişen ortam sıcaklığı koşullarında, bu makul bir varsayımdır. Gündüz ve gece arasında ortam sıcaklığı koşullarında büyük dalgalanmalar varsa, akümülatörü yalıtmak mesanenin etkili sıcaklık dalgalanmalarını yumuşatarak daha kararlı çalışma sıcaklıkları elde edilmesini sağlayabilir.

Bu yaklaşım, akümülatörde ısı izleme ve yalıtım kullanmaya kadar genişletilebilir. Bu doğru şekilde uygulandığında, akümülatör ortam sıcaklığındaki günlük veya mevsimsel değişikliklerden bağımsız olarak tek bir sıcaklıkta çalışacaktır. Bu, büyük sıcaklık değişimlerinin olduğu alanlarda dikkate alınması gereken belki de en önemli tek tasarım seçeneğidir. Bu yaklaşımın sahada büyük bir kurulu tabanı vardır ve Plan 53B'nin ısı izleme ile mümkün olmayacak yerlerde kullanılmasına olanak sağlamıştır.

Boru Planı 53B kullanmayı düşünen son kullanıcılar, bu boru planının akümülatörlü bir Boru Planı 53A olmadığını bilmelidir. Bir Plan 53B'nin sistem tasarımı, devreye alınması, işletimi ve bakımının hemen hemen her yönü bu boru planına özgüdür. Son kullanıcıların yaşadığı hayal kırıklıklarının çoğu, sistemi yeterince anlamamaktan kaynaklanır. Conta OEM'leri belirli bir uygulama için daha ayrıntılı bir analiz hazırlayabilir ve son kullanıcının bu sistemi düzgün bir şekilde belirlemesine ve çalıştırmasına yardımcı olmak için gereken arka planı sağlayabilir.