Kompressori õhutihendi tehnoloogiast kohandatud topeltvõimenduspumba õhutihendid on võllitihenditööstuses levinumad. Need tihendid tagavad pumbatava vedeliku nulli väljavoolu atmosfääri, tagavad väiksema hõõrdetakistuse pumba võllile ja töötavad lihtsama tugisüsteemiga. Need eelised tagavad madalama lahenduse elutsükli kulu.
Need tihendid töötavad välise survegaasi allika sisseviimisega sisemise ja välimise tihenduspinna vahele. Tihenduspinna konkreetne topograafia avaldab tõkkegaasile täiendavat survet, põhjustades tihenduspinna eraldumise, mistõttu tihenduspind hõljub gaasikiles. Hõõrdekaod on väikesed, kuna tihenduspinnad ei puutu enam kokku. Tõkkegaas läbib membraani väikese voolukiirusega, tarbides tõkkegaasi lekete kujul, millest suurem osa lekib atmosfääri väliste tihenduspindade kaudu. Jääk imbub tihenduskambrisse ja viiakse protsessi vooluga lõpuks minema.
Kõik topelthermeetilised tihendid nõuavad surve all olevat vedelikku (vedelikku või gaasi) mehaanilise tihendi koostu sise- ja välispinna vahel. Selle vedeliku tihendisse toimetamiseks on vaja tugisüsteemi. Seevastu vedelikuga määritava rõhuga topelttihendi puhul ringleb barjäärivedelik reservuaarist läbi mehaanilise tihendi, kus see määrib tihendi pindu, neelab soojust ja naaseb reservuaari, kus see vajab neeldunud soojuse hajutamist. Need vedeliku rõhuga kahe tihendi tugisüsteemid on keerulised. Soojuskoormused suurenevad koos protsessi rõhu ja temperatuuriga ning võivad põhjustada töökindlusprobleeme, kui neid ei arvutata ega seadistata õigesti.
Suruõhu topelttihendi tugisüsteem võtab vähe ruumi, ei vaja jahutusvett ja vajab vähe hooldust. Lisaks, kui on olemas usaldusväärne kaitsegaasi allikas, ei sõltu selle töökindlus protsessi rõhust ja temperatuurist.
Seoses kahe survepumba õhutihendite levikuga turul, lisas American Petroleum Institute (API) API 682 teise väljaande osana programmi 74.
74 Programmi tugisüsteem on tavaliselt paneelile paigaldatud mõõturite ja ventiilide komplekt, mis puhastavad tõkkegaasi, reguleerivad allavoolu rõhku ning mõõdavad rõhku ja gaasivoolu mehaanilistele tihenditele. Jälgides tõkkegaasi teed läbi Plan 74 paneeli, on esimene element tagasilöögiklapp. See võimaldab eraldada tõkkegaasivarustus tihendist filtrielemendi vahetamiseks või pumba hoolduseks. Seejärel läbib barjäärgaas läbi 2–3 mikromeetri (µm) koalestseeriva filtri, mis püüab kinni vedelikud ja osakesed, mis võivad kahjustada tihendi pinna topograafilisi tunnuseid, luues tihendi pinna pinnale gaasikile. Sellele järgneb rõhuregulaator ja manomeeter tõkkegaasi etteande rõhu seadmiseks mehaanilisele tihendile.
Kahe rõhuga pumba gaasitihendid nõuavad, et tõkkegaasi toiterõhk vastaks tihenduskambri maksimaalsest rõhust kõrgemale minimaalsele diferentsiaalrõhule või ületaks seda. See minimaalne rõhulang erineb olenevalt tihendi tootjast ja tüübist, kuid on tavaliselt umbes 30 naela ruuttolli kohta (psi). Survelülitit kasutatakse tõkkegaasi toiterõhu probleemide tuvastamiseks ja häire andmiseks, kui rõhk langeb alla miinimumväärtuse.
Tihendi tööd juhitakse tõkkegaasivooluga voolumõõturi abil. Mehaaniliste tihendite tootjate teatatud kõrvalekalded tihendusgaasi voolukiirustest viitavad tihenduse vähenemisele. Tõkkegaasi voolu vähenemine võib olla tingitud pumba pöörlemisest või vedeliku migreerumisest tihendi pinnale (saastunud tõkkegaasist või protsessivedelikust).
Sageli tekivad pärast selliseid sündmusi tihenduspindade kahjustused ja seejärel suureneb tõkkegaasi vool. Rõhu tõus pumbas või tõkkegaasi rõhu osaline kadu võib samuti kahjustada tihenduspinda. Suure vooluhulga häireid saab kasutada selleks, et teha kindlaks, millal on vaja sekkuda suure gaasivoolu korrigeerimiseks. Suure vooluhulga häire seadeväärtus on tavaliselt vahemikus 10 kuni 100 korda tavalisest tõkkegaasi voolust, tavaliselt ei määra mehaanilise tihendi tootja, kuid see sõltub sellest, kui suurt gaasileket pump talub.
Traditsiooniliselt on kasutatud muutuva gabariidiga voolumõõtureid ning pole harvad juhud, kui madala ja kõrge ulatusega voolumõõtureid ühendatakse järjestikku. Seejärel saab suure vooluhulgamõõturile paigaldada suure vooluhulga lüliti, et anda suure vooluhulga häire. Muutuva pindalaga voolumõõtjaid saab kalibreerida ainult teatud gaaside jaoks teatud temperatuuride ja rõhkude juures. Töötades muudes tingimustes, näiteks temperatuurikõikumiste korral suve ja talve vahel, ei saa kuvatavat vooluhulka pidada täpseks väärtuseks, vaid see on tegelikule väärtusele lähedane.
API 682 4. väljaande väljalaskmisega on voolu- ja rõhumõõtmised kolinud analoogselt digitaalsele kohalike näitudega. Digitaalseid vooluhulgamõõtureid saab kasutada muutuva ala voolumõõturitena, mis muudavad ujukasendi digitaalseteks signaalideks, või massivoolumõõtureid, mis muundavad massivoolu automaatselt mahuvooluks. Massivoolumuundurite eripäraks on see, et need pakuvad väljundit, mis kompenseerivad rõhku ja temperatuuri, et tagada tegelik vool standardsetes atmosfääritingimustes. Puuduseks on see, et need seadmed on kallimad kui muutuva ala voolumõõturid.
Voolumuunduri kasutamise probleem seisneb selles, et leida saatja, mis suudab mõõta tõkkegaasi voolu normaalse töö ajal ja suure vooluhulga häirepunktides. Vooluanduritel on maksimaalsed ja minimaalsed väärtused, mida saab täpselt lugeda. Voolu nulli ja minimaalse väärtuse vahel ei pruugi väljundvool olla täpne. Probleem on selles, et kui konkreetse vooluanduri mudeli maksimaalne voolukiirus suureneb, suureneb ka minimaalne voolukiirus.
Üks lahendus on kasutada kahte saatjat (üks madalsagedus ja üks kõrgsagedus), kuid see on kallis variant. Teine meetod on kasutada vooluandurit normaalse töövoolu vahemiku jaoks ja kasutada suure vooluhulga lülitit koos suure ulatusega analoogvoolumõõturiga. Viimane komponent, mida tõkkegaas läbib, on tagasilöögiklapp, enne kui tõkkegaas lahkub paneelist ja ühendub mehaanilise tihendiga. See on vajalik selleks, et vältida pumbatava vedeliku tagasivoolu paneeli ja instrumendi kahjustamist protsessi ebatavaliste häirete korral.
Tagasilöögiklapil peab olema madal avanemisrõhk. Kui valik on vale või kui kahe rõhuga pumba õhutihendil on madal tõkkegaasi vool, on näha, et tõkkegaasi voolu pulsatsioon on põhjustatud tagasilöögiklapi avanemisest ja uuesti asetamisest.
Tavaliselt kasutatakse tõkkegaasina taimede lämmastikku, kuna see on kergesti kättesaadav, inertne ega põhjusta pumbatavas vedelikus kahjulikke keemilisi reaktsioone. Kasutada võib ka inertseid gaase, mida pole saadaval, näiteks argooni. Juhtudel, kui nõutav kaitsegaasi rõhk on suurem kui tehase lämmastiku rõhk, võib rõhuvõimendi rõhku tõsta ja säilitada kõrgsurvegaasi vastuvõtjas, mis on ühendatud Plan 74 paneeli sisselaskeavaga. Pudelites lämmastikupudeleid üldiselt ei soovitata, kuna need nõuavad tühjade balloonide pidevat asendamist täisballoonidega. Kui tihendi kvaliteet halveneb, saab pudeli kiiresti tühjendada, mistõttu pump seiskub, et vältida mehaanilise tihendi edasist kahjustamist ja rikkeid.
Erinevalt vedelikutõkkesüsteemidest ei vaja Plan 74 tugisüsteemid mehaaniliste tihendite lähedust. Ainus hoiatus on väikese läbimõõduga toru piklik osa. Suure vooluhulga perioodidel (tihendi lagunemine) võib torus tekkida rõhulang Plan 74 paneeli ja tihendi vahel, mis vähendab tihendile saadavat tõkkerõhku. Toru suuruse suurendamine võib selle probleemi lahendada. Reeglina paigaldatakse Plan 74 paneelid klappide juhtimiseks ja instrumentide näitude lugemiseks sobivale kõrgusele alusele. Klambri saab paigaldada pumba alusplaadile või pumba kõrvale, ilma et see segaks pumba kontrolli ja hooldust. Vältige mehaaniliste tihenditega Plan 74 paneele ühendavate torude/torude komistamise ohtu.
Kahe mehaanilise tihendiga laagritevaheliste pumpade puhul, üks pumba mõlemas otsas, ei ole soovitatav kasutada ühte paneeli ja eraldi tõkkegaasi väljalaskeava igale mehaanilisele tihendile. Soovitatav lahendus on kasutada iga tihendi jaoks eraldi Plan 74 paneeli või kahe väljundiga Plan 74 paneeli, millest igaühel on oma vooluhulgamõõturite ja voolulülitite komplekt. Külma talvega piirkondades võib olla vajalik Plan 74 paneelide ületalvetamine. Seda tehakse eeskätt paneeli elektriseadmete kaitsmiseks, tavaliselt paneeli kappi ümbritsedes ja küttekehade lisamisega.
Huvitav nähtus on see, et tõkkegaasi voolukiirus suureneb tõkkegaasi etteande temperatuuri langedes. Tavaliselt jääb see märkamatuks, kuid võib olla märgatav kohtades, kus on külmad talved või suured temperatuurierinevused suve ja talve vahel. Mõnel juhul võib valehäirete vältimiseks olla vaja reguleerida suure vooluhulga häire seadepunkti. Paneelide õhukanalid ja ühendustorud/torud tuleb enne Plan 74 paneelide kasutuselevõttu puhastada. Seda on kõige lihtsam saavutada õhutusventiili lisamisega mehaanilise tihendi ühendusele või selle lähedusse. Kui õhutusventiili pole saadaval, saab süsteemi tühjendada, ühendades toru/toru mehaanilise tihendi küljest lahti ja ühendades selle pärast puhastamist uuesti.
Pärast Plan 74 paneelide ühendamist tihenditega ja kõigi ühenduste lekete kontrollimist saab nüüd reguleerida rõhuregulaatorit rakenduses seatud rõhule. Enne pumba täitmist protsessivedelikuga peab paneel varustama mehaanilist tihendit survestatud tõkkegaasiga. Plan 74 tihendid ja paneelid on käivitumiseks valmis, kui pumba kasutuselevõtt ja õhutusprotseduurid on lõpetatud.
Filtrielementi tuleb kontrollida pärast kuu aega töötamist või iga kuue kuu järel, kui saastumist ei leita. Filtri vahetamise intervall sõltub tarnitava gaasi puhtusest, kuid ei tohi ületada kolme aastat.
Barjäärgaasi kiirust tuleks kontrollida ja registreerida rutiinse kontrolli käigus. Kui tagasilöögiklapi avanemisest ja sulgemisest põhjustatud barjääri õhuvoolu pulsatsioon on piisavalt suur, et käivitada suure vooluhulga häire, võib valehäirete vältimiseks olla vaja neid häireväärtusi suurendada.
Oluline samm dekomisjoneerimisel on see, et kaitsegaasi isoleerimine ja rõhu vähendamine peaks olema viimane samm. Esiteks isoleerige ja vabastage pumba korpus rõhust. Kui pump on ohutus seisukorras, saab kaitsegaasi toiterõhu välja lülitada ja gaasirõhu eemaldada torustikust, mis ühendab Plan 74 paneeli mehaanilise tihendiga. Enne hooldustööde alustamist tühjendage süsteemist kogu vedelik.
Topeltsurvepumba õhutihendid kombineerituna Plan 74 tugisüsteemidega pakuvad operaatoritele heitmevaba võllitihendi lahendust, väiksemat kapitaliinvesteeringut (võrreldes vedelikutõkkesüsteemidega tihenditega), väiksemaid elutsüklikulusid, väikese tugisüsteemi jalajälge ja minimaalseid hooldusnõudeid.
Paigaldamisel ja kasutamisel kooskõlas parimate tavadega võib see isolatsioonilahendus tagada pikaajalise töökindluse ja suurendada pöörlevate seadmete kättesaadavust.
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 Crane'i tooterühma juht. Savage'il on Austraalia Sydney ülikoolis tehnikateaduste bakalaureusekraad. Lisateabe saamiseks külastage veebilehte johcrane.com.
Postitusaeg: 08.09.2022