Kompressori õhutihendite tehnoloogiast kohandatud topeltvõimenduspumba õhutihendid on võllitihendite tööstuses levinumad. Need tihendid tagavad pumbatava vedeliku nullheite atmosfääri, vähendavad hõõrdetakistust pumba võllil ja töötavad lihtsama tugisüsteemiga. Need eelised tagavad lahenduse üldise elutsükli madalama maksumuse.
Need tihendid toimivad nii, et sisemise ja välimise tihenduspinna vahele suunatakse väline survestatud gaasiallikas. Tihenduspinna eriline topograafia avaldab tõkkegaasile täiendavat survet, põhjustades tihenduspinna eraldumise ja hõljumise gaasikiles. Hõõrdekaod on väikesed, kuna tihenduspinnad enam ei puutu kokku. Tõkkegaas läbib membraani väikese voolukiirusega, tarbides tõkkegaasi lekete kujul, millest enamik lekib atmosfääri läbi välimiste tihenduspindade. Jääk imbub tihendikambrisse ja lõpuks kannab protsessivoog selle minema.
Kõik topelthermeetilised tihendid vajavad mehaanilise tihendi komplekti sise- ja välispinna vahel survestatud vedelikku (vedelikku või gaasi). Selle vedeliku tihendile toimetamiseks on vaja tugisüsteemi. Seevastu vedelikuga määritud rõhuga topelttihendis ringleb tõkkevedelik reservuaarist läbi mehaanilise tihendi, kus see määrib tihendi pindu, neelab soojust ja naaseb reservuaari, kus see peab neeldunud soojust hajutama. Need vedelikuga rõhu all olevad topelttihendi tugisüsteemid on keerulised. Soojuskoormused suurenevad koos protsessi rõhu ja temperatuuriga ning võivad põhjustada töökindluse probleeme, kui neid ei arvutata ja seadistata õigesti.
Suruõhuga topelttihendiga tugisüsteem võtab vähe ruumi, ei vaja jahutusvett ja vajab vähe hooldust. Lisaks, kui on olemas usaldusväärne kaitsegaasi allikas, on selle töökindlus protsessi rõhust ja temperatuurist sõltumatu.
Kahe rõhuga pumpade õhutihendite turul üha kasvava kasutuselevõtu tõttu lisas Ameerika Naftainstituut (API) API 682 teise väljaande avaldamisel programmi 74.
74 Programmi tugisüsteem on tavaliselt paneelile paigaldatud mõõturite ja ventiilide komplekt, mis puhastab tõkkegaasi, reguleerib allavoolu rõhku ning mõõdab rõhku ja gaasivoolu mehaanilistele tihenditele. Pärast tõkkegaasi teed läbi Plan 74 paneeli on esimene element tagasilöögiklapp. See võimaldab tõkkegaasi toite tihendist isoleerida filtrielemendi vahetamiseks või pumba hooldamiseks. Seejärel läbib tõkkegaas 2–3 mikromeetri (µm) koalestseeriva filtri, mis püüab kinni vedelikud ja osakesed, mis võivad kahjustada tihendi pinna topograafilisi iseärasusi, luues tihendi pinnale gaasifilmi. Sellele järgnevad rõhuregulaator ja manomeeter mehaanilise tihendi tõkkegaasi toite rõhu seadistamiseks.
Kahe rõhuga pumba gaasitihendid nõuavad, et tõkkegaasi toiterõhk vastaks tihendikambris olevast maksimaalsest rõhust kõrgemale minimaalsele rõhuerinevusele või ületaks seda. See minimaalne rõhulang varieerub tihendi tootja ja tüübi lõikes, kuid on tavaliselt umbes 30 naela ruuttolli kohta (psi). Rõhulülitit kasutatakse tõkkegaasi toiterõhu probleemide tuvastamiseks ja häire andmiseks, kui rõhk langeb alla minimaalse väärtuse.
Tihendi tööd kontrollitakse tõkkegaasi vooluhulga abil, mida kasutatakse voolumõõturi abil. Mehaaniliste tihendite tootjate teatatud tihendgaasi voolukiiruste kõrvalekalded viitavad vähenenud tihendusvõimele. Vähenenud tõkkegaasi vooluhulk võib olla tingitud pumba pöörlemisest või vedeliku migratsioonist tihendi pinnale (saastunud tõkkegaasist või protsessivedelikust).
Sageli tekivad pärast selliseid sündmusi tihenduspindade kahjustused ja seejärel suureneb tõkkegaasi vool. Pumba rõhutõusud või tõkkegaasi rõhu osaline kadu võivad samuti tihenduspinda kahjustada. Suure vooluhulga alarme saab kasutada selleks, et teha kindlaks, millal on vaja sekkuda suure gaasivoolu korrigeerimiseks. Suure vooluhulga alarmi seadeväärtus on tavaliselt vahemikus 10–100 korda suurem kui tavaline tõkkegaasi vool, mida tavaliselt ei määra mehaanilise tihendi tootja, kuid see sõltub sellest, kui palju gaasileket pump talub.
Traditsiooniliselt on kasutatud muudetava manomeetriga voolumõõtureid ning pole haruldane, et madala ja suure ulatusega voolumõõturid ühendatakse järjestikku. Seejärel saab suure ulatusega voolumõõturile paigaldada suure vooluhulga lüliti, mis annab suure vooluhulga alarmi. Muutuva pindalaga voolumõõtureid saab kalibreerida ainult teatud gaaside jaoks teatud temperatuuridel ja rõhkudel. Muudes tingimustes, näiteks suve ja talve temperatuurikõikumiste korral, töötades ei saa kuvatavat voolukiirust pidada täpseks väärtuseks, kuid see on tegeliku väärtuse lähedal.
API 682 4. väljaande avaldamisega on voolu ja rõhu mõõtmised nihkunud analoogmõõturilt digitaalsele, kus näidud on lokaalsed. Digitaalseid voolumõõtureid saab kasutada muutuva pindalaga voolumõõturitena, mis teisendavad ujuki asendi digitaalsignaalideks, või massivoolumõõturitena, mis teisendavad massivoolu automaatselt mahuvooluks. Massivoolu saatjate eripäraks on see, et nad pakuvad väljundeid, mis kompenseerivad rõhku ja temperatuuri, et tagada tegelik vooluhulk standardsetes atmosfääritingimustes. Puuduseks on see, et need seadmed on kallimad kui muutuva pindalaga voolumõõturid.
Voolumõõturi kasutamise probleem seisneb sellise mõõteseadme leidmises, mis suudaks mõõta tõkkegaasi voolu normaalse töö ajal ja suure vooluhulga alarmipunktides. Voolumõõturitel on maksimaalsed ja minimaalsed väärtused, mida saab täpselt lugeda. Nullvoolu ja minimaalse väärtuse vahel ei pruugi väljundvool olla täpne. Probleem on selles, et konkreetse voolumõõturi mudeli maksimaalse voolukiiruse suurenedes suureneb ka minimaalne voolukiirus.
Üks lahendus on kasutada kahte saatjat (üks madalsageduslik ja teine kõrgsageduslik), kuid see on kallis variant. Teine meetod on kasutada tavapärase töövooluvahemiku jaoks vooluandurit ja kõrgvoolulülitit koos kõrgvahemiku analoogvoolumõõturiga. Viimane komponent, millest tõkkegaas läbi läheb, on tagasilöögiklapp enne, kui tõkkegaas paneelist lahkub ja mehaanilise tihendiga ühendub. See on vajalik, et vältida pumbatava vedeliku tagasivoolu paneeli ja instrumendi kahjustumist ebanormaalsete protsessihäirete korral.
Tagasilöögiklapi avanemisrõhk peab olema madal. Kui valik on vale või kui kahe rõhuga pumba õhutihendil on madal tõkkegaasi vool, on näha, et tõkkegaasi voolu pulsatsiooni põhjustab tagasilöögiklapi avanemine ja uuesti sulgumine.
Üldiselt kasutatakse tõkkegaasina tehase lämmastikku, kuna see on kergesti kättesaadav, inertne ega põhjusta pumbatavas vedelikus mingeid kahjulikke keemilisi reaktsioone. Kasutada võib ka kättesaamatuid inertgaase, näiteks argooni. Juhtudel, kui nõutava kaitsegaasi rõhk on suurem kui tehase lämmastiku rõhk, saab rõhuvõimendi abil rõhku suurendada ja kõrgsurvegaasi Plan 74 paneeli sisselaskeavaga ühendatud vastuvõtjas hoida. Üldiselt ei ole soovitatav kasutada lämmastikuballoone balloonides, kuna need nõuavad pidevat tühjade balloonide täistega asendamist. Kui tihendi kvaliteet halveneb, saab ballooni kiiresti tühjendada, mis põhjustab pumba seiskumise ja mehaanilise tihendi edasise kahjustamise ning rikke.
Erinevalt vedelikutõkkesüsteemidest ei vaja Plan 74 tugisüsteemid mehaaniliste tihendite lähedust. Ainus hoiatus siin on väikese läbimõõduga toru piklik osa. Suure vooluhulga (tihendi lagunemise) ajal võib torus tekkida rõhulang Plan 74 paneeli ja tihendi vahel, mis vähendab tihendile kättesaadavat tõkkerõhku. Toru suuruse suurendamine saab selle probleemi lahendada. Reeglina paigaldatakse Plan 74 paneelid ventiilide juhtimiseks ja instrumendi näitude lugemiseks sobivale alusele. Kronsteini saab paigaldada pumba alusplaadile või pumba kõrvale, ilma et see segaks pumba kontrolli ja hooldust. Vältige komistusohtu torudel/torudel, mis ühendavad Plan 74 paneele mehaaniliste tihenditega.
Kahe mehaanilise tihendiga (üks pumba mõlemas otsas) laagritevaheliste pumpade puhul ei ole soovitatav kasutada ühte paneeli ja iga mehaanilise tihendi jaoks eraldi tõkkegaasi väljalaskeava. Soovitatav lahendus on kasutada iga tihendi jaoks eraldi Plan 74 paneeli või kahe väljundiga Plan 74 paneeli, millel kummalgi on oma voolumõõturid ja voolulülitid. Külmade talvedega piirkondades võib olla vajalik Plan 74 paneelid talveks üle talve hoida. Seda tehakse peamiselt paneeli elektriseadmete kaitsmiseks, tavaliselt paneeli korpusesse paigutamise ja kütteelementide lisamise teel.
Huvitav nähtus on see, et tõkkegaasi voolukiirus suureneb koos tõkkegaasi toitetemperatuuri langemisega. Tavaliselt jääb see märkamatuks, kuid võib muutuda märgatavaks külma talve või suurte temperatuurierinevustega suve ja talve vahel kohtades. Mõnel juhul võib valehäirete vältimiseks olla vajalik reguleerida suure vooluhulga alarmi seadeväärtust. Enne Plan 74 paneelide kasutuselevõttu tuleb paneelide õhukanalid ja ühendustorud/torud läbi puhastada. Seda on kõige lihtsam saavutada, lisades mehaanilise tihendi ühenduskohta või selle lähedusse õhutusventiili. Kui õhutusventiili pole saadaval, saab süsteemi läbi puhastada, ühendades toru/vooliku mehaanilisest tihendist lahti ja seejärel pärast läbipuhumist uuesti kokku.
Pärast Plan 74 paneelide ühendamist tihenditega ja kõigi ühenduste lekete kontrollimist saab rõhuregulaatori rakenduses seatud rõhule reguleerida. Enne pumba täitmist protsessivedelikuga peab paneel varustama mehaanilise tihendiga rõhu all olevat tõkkegaasi. Plan 74 tihendid ja paneelid on käivitamiseks valmis, kui pumba kasutuselevõtu ja õhutamise protseduurid on lõpule viidud.
Filtrielementi tuleb kontrollida pärast ühekuulist töötamist või iga kuue kuu tagant, kui saastumist ei leita. Filtri vahetusintervall sõltub tarnitava gaasi puhtusest, kuid see ei tohiks ületada kolme aastat.
Tõkkegaasi kiirust tuleks kontrollida ja registreerida rutiinsete kontrollide käigus. Kui tagasilöögiklapi avanemise ja sulgumise põhjustatud tõkkeõhuvoolu pulsatsioon on piisavalt suur, et käivitada suure vooluhulga alarmi, võib valehäirete vältimiseks olla vaja neid alarmiväärtusi suurendada.
Oluline samm dekomisjoneerimisel on see, et kaitsegaasi isoleerimine ja rõhu alandamine peaks olema viimane samm. Esiteks isoleerige ja vabastage rõhk pumba korpusest. Kui pump on ohutus seisukorras, saab kaitsegaasi toiterõhu välja lülitada ja gaasirõhu Plan 74 paneeli mehaanilise tihendiga ühendavast torustikust eemaldada. Enne hooldustööde alustamist tuleb süsteemist kogu vedelik välja lasta.
Kahe rõhuga pumba õhutihendid koos Plan 74 tugisüsteemidega pakuvad operaatoritele nullheitmelist võllitihendi lahendust, väiksemat kapitaliinvesteeringut (võrreldes vedelikutõkkesüsteemidega tihenditega), väiksemaid elutsükli kulusid, väikest tugisüsteemi jalajälge ja minimaalseid hooldusvajadusi.
Parima tava kohaselt paigaldatud ja käitatud lahendus tagab pikaajalise töökindluse ja suurendab pöörlevate seadmete käideldavust.
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 tootegrupi juht. Savage'il on Austraalia Sydney Ülikoolist bakalaureusekraad inseneriteaduses. Lisateabe saamiseks külastage veebisaiti johncrane.com.
Postituse aeg: 08.09.2022