Conta Seçiminde Dikkat Edilmesi Gerekenler – Yüksek Basınçlı Çift Mekanik Salmastranın Takılması

Düzenleme 3 mekanik contaçift ​​mühürlerburada contalar arasındaki bariyer sıvısı boşluğu, conta bölmesi basıncından daha yüksek bir basınçta tutulur. Zamanla endüstri, bu contalar için gerekli olan yüksek basınçlı ortamı yaratmak amacıyla çeşitli stratejiler geliştirdi. Bu stratejiler mekanik salmastranın boru planlarında belirtilmiştir. Bu planların çoğu benzer işlevlere hizmet ederken, her birinin çalışma özellikleri çok farklı olabilir ve sızdırmazlık sisteminin tüm yönlerini etkileyecektir.

API 682 tarafından tanımlandığı şekliyle Boru Tesisatı Planı 53B, bariyer sıvısını nitrojen yüklü bir mesane akümülatörüyle basınçlandıran bir boru hattı planıdır. Basınçlı kese doğrudan bariyer sıvısına etki ederek tüm sızdırmazlık sistemine basınç uygular. Kese, basınçlandırma gazı ile bariyer sıvısı arasındaki doğrudan teması önleyerek gazın sıvıya emilmesini ortadan kaldırır. Bu, Boru Tesisatı Planı 53B'nin Boru Tesisatı Planı 53A'dan daha yüksek basınçlı uygulamalarda kullanılmasına olanak tanır. Akümülatörün kendi kendine yeten yapısı aynı zamanda sabit nitrojen beslemesi ihtiyacını da ortadan kaldırır, bu da sistemi uzak kurulumlar için ideal kılar.

Bununla birlikte, mesane akümülatörünün faydaları, sistemin bazı çalışma özellikleriyle dengelenmektedir. Boru Planı 53B'nin basıncı doğrudan mesanedeki gazın basıncıyla belirlenir. Bu baskı çeşitli değişkenlere bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir.

Akümülatördeki mesanenin, sisteme bariyer sıvısı eklenmeden önce önceden doldurulması gerekir. Bu, sistemin işleyişine ilişkin gelecekteki tüm hesaplamaların ve yorumların temelini oluşturur. Gerçek ön şarj basıncı, sistemin çalışma basıncına ve akümülatörlerdeki bariyer sıvısının güvenlik hacmine bağlıdır. Ön dolum basıncı aynı zamanda mesanedeki gazın sıcaklığına da bağlıdır. Not: Ön dolum basıncı yalnızca sistemin ilk kez devreye alınması sırasında ayarlanır ve fiili çalışma sırasında ayarlanmayacaktır.

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

Bariyer Sıvısı TüketimiÇalışma sırasında mekanik salmastralar, normal salmastra sızıntısı nedeniyle bariyer sıvısını tüketecektir. Bu bariyer sıvısı akümülatördeki sıvı tarafından doldurularak mesanedeki gazın genleşmesine ve sistem basıncının azalmasına neden olur. Bu değişiklikler akümülatör boyutunun, conta sızıntı oranlarının ve sistem için istenen bakım aralığının (örn. 28 gün) bir fonksiyonudur.

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

Plan 53B sistemleri için geniş çapta yayınlanmış ilk mühendislik hesaplamaları API 682 Dördüncü Baskı'da ortaya çıktı. Ek F'de bu boru hattı planı için basınçların ve hacimlerin nasıl belirleneceğine ilişkin adım adım talimatlar verilmektedir. API 682'nin en yararlı gereksinimlerinden biri, torbalı akümülatörler için standart bir isim plakasının oluşturulmasıdır (API 682 Dördüncü Baskı, Tablo 10). Bu isim plakası, uygulama sahasındaki ortam sıcaklığı koşulları aralığında sistem için ön şarj, yeniden dolum ve alarm basınçlarını gösteren bir tablo içerir. Not: Standarttaki tablo sadece bir örnektir ve belirli bir saha uygulamasına uygulandığında gerçek değerler önemli ölçüde değişecektir.

Şekil 2'nin temel varsayımlarından biri, Boru Hattı Planının (53B) sürekli olarak ve başlangıçtaki ön dolum basıncını değiştirmeden çalışmasının beklenmesidir. Ayrıca sistemin kısa bir süre boyunca tüm ortam sıcaklığı aralığına maruz kalabileceği varsayımı da mevcuttur. Bunların sistem tasarımı üzerinde önemli etkileri vardır ve sistemin diğer çift contalı boru planlarından daha yüksek bir basınçta çalıştırılmasını gerektirir.

Şekil 2'yi referans alarak örnek uygulama, ortam sıcaklığının -17°C (1°F) ile 70°C (158°F) arasında olduğu bir konuma kurulur. Bu aralığın üst sınırı gerçekçi olmayacak kadar yüksek gibi görünse de, doğrudan güneş ışığına maruz kalan bir akümülatörün güneş enerjisiyle ısınmasının etkilerini de içerir. Tablodaki satırlar en yüksek ve en düşük değerler arasındaki sıcaklık aralıklarını temsil etmektedir.

Son kullanıcı sistemi çalıştırırken, mevcut ortam sıcaklığında yeniden doldurma basıncına ulaşılana kadar bariyer sıvısı basıncını ekleyecektir. Alarm basıncı, son kullanıcının ilave bariyer sıvısı eklemesi gerektiğini belirten basınçtır. 25°C'de (77°F), operatör akümülatörü 30,3 bar'a (440 PSIG) kadar ön şarj edecek, alarm 30,7 bar'a (445 PSIG) ayarlanacak ve operatör, basınca ulaşılana kadar bariyer sıvısı ekleyecektir. 37,9 bar (550 PSIG). Ortam sıcaklığı 0°C'ye (32°F) düşerse alarm basıncı 28,1 bar'a (408 PSIG) ve yeniden doldurma basıncı 34,7 bar'a (504 PSIG) düşecektir.

Bu senaryoda, ortam sıcaklıklarına tepki olarak hem alarm hem de yeniden doldurma basınçları değişir veya dalgalanır. Bu yaklaşıma genellikle yüzen-yüzen strateji denir. Hem alarm hem de yeniden doldurma "yüzer". Bu, sızdırmazlık sistemi için en düşük çalışma basınçlarına yol açar. Ancak bu, son kullanıcıya iki özel gereksinim getirmektedir; Doğru alarm basıncını ve yeniden doldurma basıncını belirlemek. Sistemin alarm basıncı sıcaklığın bir fonksiyonudur ve bu ilişki son kullanıcının DCS sistemine programlanmalıdır. Yeniden doldurma basıncı aynı zamanda ortam sıcaklığına da bağlı olacaktır, dolayısıyla operatörün mevcut koşullar için doğru basıncı bulmak için isim plakasına bakması gerekecektir.

Bazı son kullanıcılar daha basit bir yaklaşım talep etmekte ve hem alarm basıncının hem de yeniden doldurma basınçlarının sabit (veya sabit) ve ortam sıcaklıklarından bağımsız olduğu bir strateji arzulamaktadır. Sabit-sabit strateji, son kullanıcıya sistemi yeniden doldurmak için yalnızca bir basınç ve sistemi alarma geçirmek için yalnızca bir değer sağlar. Ne yazık ki, hesaplamalar ortam sıcaklığının maksimum sıcaklıktan minimum sıcaklığa düşmesini telafi ettiğinden, bu koşulda sıcaklığın maksimum değerde olduğu varsayılmalıdır. Bu da sistemin daha yüksek basınçlarda çalışmasına neden olur. Bazı uygulamalarda, sabit-sabit stratejinin kullanılması, yüksek basınçlarla başa çıkabilmek için diğer sistem bileşenlerinin conta tasarımında veya MAWP değerlerinde değişikliklere neden olabilir.

Diğer son kullanıcılar ise sabit alarm basıncı ve değişken yeniden doldurma basıncıyla hibrit bir yaklaşım uygulayacak. Bu, alarm ayarlarını basitleştirirken çalışma basıncını azaltabilir. Doğru alarm stratejisinin kararı yalnızca uygulama koşulu, ortam sıcaklık aralığı ve son kullanıcının gereksinimleri dikkate alındıktan sonra verilmelidir.

Boru Hattı Planı 53B'nin tasarımında, bu zorlukların bazılarını hafifletmeye yardımcı olabilecek bazı değişiklikler bulunmaktadır. Güneş radyasyonundan kaynaklanan ısıtma, tasarım hesaplamaları için akümülatörün maksimum sıcaklığını büyük ölçüde artırabilir. Akümülatörün gölgeye yerleştirilmesi veya akümülatör için bir güneş kalkanı yapılması, güneş enerjisinin ısınmasını ortadan kaldırabilir ve hesaplamalardaki maksimum sıcaklığı azaltabilir.

Yukarıdaki açıklamalarda ortam sıcaklığı terimi, mesane içindeki gazın sıcaklığını temsil etmek için kullanılmıştır. Kararlı durum veya yavaş değişen ortam sıcaklığı koşullarında bu makul bir varsayımdır. Ortam sıcaklık koşullarında gündüz ve gece arasında büyük dalgalanmalar varsa akümülatörün yalıtılması, mesanenin etkili sıcaklık salınımlarını hafifletebilir ve bu da daha kararlı çalışma sıcaklıkları sağlar.

Bu yaklaşım, akümülatörde heat tracing ve izolasyonun kullanılması şeklinde genişletilebilir. Bu uygun şekilde uygulandığında akümülatör, ortam sıcaklığındaki günlük veya mevsimsel değişikliklere bakılmaksızın aynı sıcaklıkta çalışacaktır. Bu belki de büyük sıcaklık değişimlerinin olduğu alanlarda dikkate alınması gereken en önemli tek tasarım seçeneğidir. Bu yaklaşım sahada geniş bir kurulu tabana sahiptir ve Plan 53B'nin heat tracing ile mümkün olmayan yerlerde kullanılmasına olanak sağlamıştır.

Boru Tesisatı Planı 53B'yi kullanmayı düşünen son kullanıcılar, bu boru hattı planının sadece akümülatörlü bir Boru Tesisatı Planı 53A olmadığını bilmelidir. Plan 53B'nin sistem tasarımı, devreye alma, işletme ve bakımının hemen hemen her yönü bu boru hattı planına özgüdür. Son kullanıcıların yaşadığı hayal kırıklıklarının çoğu, sistemi anlama eksikliğinden kaynaklanmaktadır. Seal OEM'leri belirli bir uygulama için daha ayrıntılı bir analiz hazırlayabilir ve son kullanıcının bu sistemi doğru şekilde belirlemesine ve çalıştırmasına yardımcı olmak için gereken arka planı sağlayabilir.