Kaksoispainepumpun ilmatiivisteet, jotka on mukautettu kompressorin ilmatiivisteteknologiaan, ovat yleisempiä akselitiivisteteollisuudessa.Nämä tiivisteet takaavat nollapurkauksen pumpatusta nesteestä ilmakehään, vähentävät kitkavastusta pumpun akselille ja toimivat yksinkertaisemman tukijärjestelmän kanssa.Nämä edut tarjoavat pienemmät ratkaisun elinkaarikustannukset.
Nämä tiivisteet toimivat tuomalla ulkoisen paineistetun kaasun lähteen sisä- ja ulkotiivistepinnan väliin.Tiivistyspinnan erityinen topografia asettaa lisäpainetta sulkukaasuun, jolloin tiivistepinta erottuu, jolloin tiivistepinta kelluu kaasukalvossa.Kitkahäviöt ovat pienet, koska tiivistepinnat eivät enää kosketa.Sulkukaasu kulkee kalvon läpi pienellä virtausnopeudella kuluttaen sulkukaasua vuotojen muodossa, joista suurin osa vuotaa ilmakehään ulkotiivistepintojen kautta.Jäännös imeytyy tiivistyskammioon, ja lopulta prosessivirta kuljettaa sen pois.
Kaikki kaksoishermeettiset tiivisteet vaativat paineistettua nestettä (nestettä tai kaasua) mekaanisen tiivistekokoonpanon sisä- ja ulkopinnan väliin.Tarvitaan tukijärjestelmä tämän nesteen toimittamiseksi tiivisteeseen.Sitä vastoin nestevoideltussa painekaksoistiivisteessä sulkuneste kiertää säiliöstä mekaanisen tiivisteen läpi, missä se voitelee tiivisteen pinnat, imee lämpöä ja palaa säiliöön, jossa sen on haihdutettava absorboitunut lämpö.Nämä nestepaineen kaksoistiivisteen tukijärjestelmät ovat monimutkaisia.Lämpökuormat kasvavat prosessin paineen ja lämpötilan myötä ja voivat aiheuttaa luotettavuusongelmia, jos niitä ei lasketa ja asetettu oikein.
Paineilmakaksoistiivistetukijärjestelmä vie vähän tilaa, ei vaadi jäähdytysvettä ja vaatii vähän huoltoa.Lisäksi kun luotettava suojakaasulähde on saatavilla, sen luotettavuus on riippumaton prosessin paineesta ja lämpötilasta.
Koska kaksoispainepumpun ilmatiivisteet ovat yleistyneet markkinoilla, American Petroleum Institute (API) lisäsi ohjelman 74 osana API 682:n toisen painoksen julkaisua.
74 Ohjelmatukijärjestelmä on tyypillisesti joukko paneeliin asennettuja mittareita ja venttiileitä, jotka puhdistavat sulkukaasun, säätelevät alavirran painetta ja mittaavat painetta ja kaasuvirtausta mekaanisiin tiivisteisiin.Seuraamalla sulkukaasun reittiä Plan 74 -paneelin läpi, ensimmäinen elementti on takaiskuventtiili.Tämä mahdollistaa sulkukaasun syötön eristämisen tiivisteestä suodatinelementin vaihtoa tai pumpun huoltoa varten.Sulkukaasu kulkee sitten 2-3 mikrometrin (µm) tiivistyssuodattimen läpi, joka vangitsee nesteitä ja hiukkasia, jotka voivat vahingoittaa tiivisteen pinnan topografisia piirteitä ja muodostaa kaasukalvon tiivisteen pinnan pinnalle.Tätä seuraa paineensäädin ja painemittari mekaanisen tiivisteen sulkukaasun syötön paineen säätämiseksi.
Kaksoispainepumpun kaasutiivisteet edellyttävät, että sulkukaasun syöttöpaine täyttää tai ylittää tiivistekammion maksimipaineen yläpuolella olevan vähimmäispaine-eron.Tämä pienin painehäviö vaihtelee tiivisteen valmistajan ja tyypin mukaan, mutta on tyypillisesti noin 30 paunaa neliötuumaa kohden (psi).Painekytkintä käytetään havaitsemaan sulkukaasun syöttöpaineen ongelmat ja antamaan hälytys, jos paine putoaa alle minimiarvon.
Tiivisteen toimintaa ohjataan sulkukaasuvirtauksella virtausmittarilla.Poikkeamat mekaanisten tiivisteiden valmistajien ilmoittamista tiivistekaasun virtausnopeuksista osoittavat heikentynyttä tiivistystehoa.Vähentynyt sulkukaasuvirtaus voi johtua pumpun pyörimisestä tai nesteen siirtymisestä tiivistepintaan (saastunut sulkukaasu tai prosessineste).
Usein tällaisten tapahtumien jälkeen tiivistyspinnat vaurioituvat, jolloin sulkukaasuvirtaus kasvaa.Pumpun painepiikit tai sulkukaasun paineen osittainen menetys voivat myös vahingoittaa tiivistepintaa.Suuren virtauksen hälytyksiä voidaan käyttää määrittämään, milloin tarvitaan toimenpiteitä suuren kaasuvirran korjaamiseksi.Suuren virtauksen hälytyksen asetusarvo on tyypillisesti välillä 10-100 kertaa normaali sulkukaasuvirtaus, jota mekaanisen tiivisteen valmistaja ei yleensä määritä, vaan riippuu siitä, kuinka paljon kaasuvuotoa pumppu sietää.
Perinteisesti on käytetty muuttuvamittaisia virtausmittareita, ja ei ole harvinaista, että matalan ja korkean alueen virtausmittareita kytketään sarjaan.Korkean virtauksen kytkin voidaan sitten asentaa korkean alueen virtausmittariin suuren virtauksen hälytyksen antamiseksi.Muuttuvan alueen virtausmittarit voidaan kalibroida vain tietyille kaasuille tietyissä lämpötiloissa ja paineissa.Käytettäessä muissa olosuhteissa, kuten lämpötilan vaihteluissa kesän ja talven välillä, näytettävää virtausnopeutta ei voida pitää tarkana arvona, vaan se on lähellä todellista arvoa.
API 682:n 4. painoksen julkaisun myötä virtaus- ja painemittaukset ovat siirtyneet analogisista digitaalisiin paikallisten lukemien avulla.Digitaalisia virtausmittareita voidaan käyttää muuttuvan alueen virtausmittareina, jotka muuntavat kellunta-asennon digitaalisiksi signaaleiksi, tai massavirtausmittareita, jotka muuntavat automaattisesti massavirran tilavuusvirtaukseksi.Massavirtalähettimien erottuva piirre on, että ne tarjoavat ulostulot, jotka kompensoivat painetta ja lämpötilaa todellisen virtauksen aikaansaamiseksi normaaleissa ilmakehän olosuhteissa.Haittana on, että nämä laitteet ovat kalliimpia kuin muuttuvan alueen virtausmittarit.
Virtauslähettimen käytön ongelmana on löytää lähetin, joka pystyy mittaamaan sulkukaasun virtauksen normaalikäytössä ja suuren virtauksen hälytyspisteissä.Virtausantureilla on maksimi- ja minimiarvot, jotka voidaan lukea tarkasti.Nollavirtauksen ja minimiarvon välillä lähtövirtaus ei ehkä ole tarkka.Ongelmana on, että kun tietyn virtausanturimallin maksimivirtausnopeus kasvaa, myös pienin virtausnopeus kasvaa.
Yksi ratkaisu on käyttää kahta lähetintä (yksi matalataajuinen ja yksi korkeataajuus), mutta tämä on kallis vaihtoehto.Toinen tapa on käyttää virtausanturia normaalille käyttövirtausalueelle ja käyttää suuren virtauksen kytkintä korkean alueen analogisen virtausmittarin kanssa.Viimeinen komponentti, jonka läpi sulkukaasu kulkee, on takaiskuventtiili ennen kuin sulkukaasu poistuu paneelista ja liitetään mekaaniseen tiivisteeseen.Tämä on tarpeen, jotta estetään pumpatun nesteen takaisinvirtaus paneeliin ja laitteen vaurioituminen epänormaaleissa prosessihäiriöissä.
Takaiskuventtiilin avautumispaineen on oltava alhainen.Jos valinta on väärä tai jos kaksoispainepumpun ilmatiivisteessä on alhainen sulkukaasuvirtaus, voidaan nähdä, että sulkukaasuvirtauksen pulsaatio johtuu takaiskuventtiilin avautumisesta ja uudelleen asettamisesta.
Yleensä sulkukaasuna käytetään kasvityppeä, koska se on helposti saatavilla, inerttiä eikä aiheuta haitallisia kemiallisia reaktioita pumpattavassa nesteessä.Myös inerttejä kaasuja, joita ei ole saatavilla, kuten argonia, voidaan käyttää.Tapauksissa, joissa vaadittu suojakaasun paine on suurempi kuin laitoksen typen paine, paineenkorotin voi nostaa painetta ja varastoida korkeapainekaasun vastaanottimeen, joka on liitetty Plan 74 -paneelin sisääntuloon.Pullotettuja typpipulloja ei yleensä suositella, koska tyhjiä pulloja on jatkuvasti vaihdettava täyteen.Jos tiivisteen laatu heikkenee, pullo voidaan tyhjentää nopeasti, jolloin pumppu pysähtyy estämään lisävaurioita ja mekaanisen tiivisteen rikkoutumista.
Toisin kuin nestesulkujärjestelmät, Plan 74 -tukijärjestelmät eivät vaadi mekaanisten tiivisteiden läheisyyttä.Ainoa varoitus tässä on halkaisijaltaan pienen putken pitkänomainen osa.Painehäviö Plan 74 -paneelin ja tiivisteen välillä voi tapahtua putkessa suuren virtauksen aikana (tiivisteen heikkeneminen), mikä vähentää tiivisteen käytettävissä olevaa sulkupainetta.Putken koon kasvattaminen voi ratkaista tämän ongelman.Pääsääntöisesti Plan 74 -paneelit on asennettu telineeseen sopivalle korkeudelle venttiilien ohjaamista ja instrumenttien lukemien lukemista varten.Kannatin voidaan asentaa pumpun pohjalevyyn tai pumpun viereen ilman, että se häiritsee pumpun tarkastusta ja huoltoa.Vältä kompastumisvaarat putkissa/putkissa, jotka yhdistävät Plan 74 -paneeleja mekaanisilla tiivisteillä.
Laakereiden välisissä pumpuissa, joissa on kaksi mekaanista tiivistettä, yksi pumpun kummassakin päässä, ei ole suositeltavaa käyttää yhtä paneelia ja erillistä sulkukaasun ulostuloa jokaiseen mekaaniseen tiivisteeseen.Suositeltava ratkaisu on käyttää erillistä Plan 74 -paneelia kullekin tiivisteelle tai Plan 74 -paneelia, jossa on kaksi lähtöä, joista jokaisessa on omat virtausmittarit ja virtauskytkimet.Alueilla, joilla on kylmät talvet, voi olla tarpeen talvehtia Plan 74 -paneelit.Tämä tehdään ensisijaisesti paneelin sähkölaitteiden suojaamiseksi, yleensä koteloimalla paneeli kaappiin ja lisäämällä lämmityselementtejä.
Mielenkiintoinen ilmiö on, että sulkukaasun virtausnopeus kasvaa sulkukaasun syöttölämpötilan laskeessa.Tämä jää yleensä huomaamatta, mutta voi tulla havaittavaksi paikoissa, joissa on kylmät talvet tai suuret lämpötilaerot kesän ja talven välillä.Joissakin tapauksissa voi olla tarpeen säätää suuren virtauksen hälytyksen asetusarvoa väärien hälytysten estämiseksi.Paneelin ilmakanavat ja liitäntäputket/putket on puhdistettava ennen Plan 74 -paneelien käyttöönottoa.Tämä saavutetaan helpoimmin lisäämällä ilmausventtiili mekaanisen tiivisteen liittimeen tai sen lähelle.Jos ilmausventtiiliä ei ole saatavilla, järjestelmä voidaan puhdistaa irrottamalla putki/putki mekaanisesta tiivisteestä ja liittämällä se sitten uudelleen tyhjennyksen jälkeen.
Kun Plan 74 -paneelit on liitetty tiivisteisiin ja kaikki liitännät on tarkastettu vuotojen varalta, paineensäädin voidaan nyt säätää sovelluksessa asetettuun paineeseen.Paneelin on syötettävä paineistettu sulkukaasu mekaaniseen tiivisteeseen ennen pumpun täyttämistä prosessinesteellä.Plan 74 -tiivisteet ja -paneelit ovat valmiita käynnistymään, kun pumpun käyttöönotto- ja ilmaustoimenpiteet on suoritettu.
Suodatinelementti on tarkastettava kuukauden käytön jälkeen tai kuuden kuukauden välein, jos likaa ei löydy.Suodattimen vaihtoväli riippuu toimitetun kaasun puhtaudesta, mutta se ei saa ylittää kolmea vuotta.
Estokaasunopeudet tulee tarkistaa ja kirjata rutiinitarkastusten aikana.Jos takaiskuventtiilin avautumisen ja sulkemisen aiheuttama sulkuilmavirtauspulsaatio on riittävän suuri laukaisemaan suuren virtauksen hälytyksen, näitä hälytysarvoja on ehkä nostettava väärien hälytysten välttämiseksi.
Tärkeä vaihe käytöstäpoistossa on, että suojakaasun eristäminen ja paineenalennus on viimeinen vaihe.Ensinnäkin, eristä pumpun kotelo ja poista paine siitä.Kun pumppu on turvallisessa kunnossa, suojakaasun syöttöpaine voidaan kytkeä pois päältä ja kaasun paine poistaa putkistosta, joka yhdistää Plan 74 -paneelin mekaaniseen tiivisteeseen.Tyhjennä kaikki neste järjestelmästä ennen huoltotöiden aloittamista.
Kaksipainepumpun ilmatiivisteet yhdistettynä Plan 74 -tukijärjestelmiin tarjoavat käyttäjille nollapäästöisen akselitiivisteratkaisun, pienemmät pääomasijoitukset (verrattuna nestesulkujärjestelmillä varustettuihin tiivisteisiin), pienemmät elinkaarikustannukset, pienen tukijärjestelmän jalanjäljen ja vähimmäishuoltovaatimukset.
Parhaiden käytäntöjen mukaisesti asennettuna ja käytettynä tämä suojaratkaisu voi tarjota pitkän aikavälin luotettavuuden ja lisätä pyörivien laitteiden saatavuutta.
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 on John Cranen tuoteryhmäpäällikkö.Savage on suorittanut tekniikan kandidaatin tutkinnon Sydneyn yliopistosta Australiasta.Lisätietoja on osoitteessa johcrane.com.
Postitusaika: 08.09.2022