E guarnizioni d'aria di e pompe à doppia pressione, adattate da a tecnulugia di e guarnizioni d'aria di i compressori, sò più cumuni in l'industria di e guarnizioni di l'alberu. Queste guarnizioni ùn furniscenu micca scarichi di u liquidu pompatu in l'atmosfera, furniscenu menu resistenza à l'attritu nantu à l'alberu di a pompa è funzionanu cù un sistema di supportu più simplice. Questi vantaghji furniscenu un costu di u ciclu di vita di a suluzione generale più bassu.
Queste guarnizioni funzionanu introducendu una fonte esterna di gas pressurizatu trà e superfici di guarnizione interne è esterne. A topografia particulare di a superficia di guarnizione mette una pressione supplementare nantu à u gas di barriera, pruvucendu a separazione di a superficia di guarnizione, pruvucendu a galleggiamentu di a superficia di guarnizione in u film di gas. E perdite per attritu sò basse postu chì e superfici di guarnizione ùn si toccanu più. U gas di barriera passa per a membrana à un bassu flussu, cunsumandu u gas di barriera in forma di perdite, a maiò parte di e quali si filtranu in l'atmosfera attraversu e superfici di guarnizione esterne. U residuu si infiltra in a camera di guarnizione è hè infine purtatu via da u flussu di prucessu.
Tutte e guarnizioni ermetiche doppie necessitanu un fluidu pressurizatu (liquidu o gasu) trà e superfici interne è esterne di l'assemblea di a guarnizione meccanica. Un sistema di supportu hè necessariu per furnisce stu fluidu à a guarnizione. In cuntrastu, in una doppia guarnizione à pressione lubrificata à liquidu, u fluidu di barriera circula da u reservoir attraversu a guarnizione meccanica, induve lubrifica e superfici di a guarnizione, assorbe u calore è torna à u reservoir induve hà bisognu di dissipà u calore assorbitu. Questi sistemi di supportu à doppia guarnizione à pressione di fluidu sò cumplessi. I carichi termichi aumentanu cù a pressione è a temperatura di u prucessu è ponu causà prublemi di affidabilità se ùn sò micca calculati è impostati currettamente.
U sistema di supportu à doppia guarnizione d'aria compressa occupa pocu spaziu, ùn richiede acqua di raffreddamentu è richiede poca manutenzione. Inoltre, quandu una fonte affidabile di gas di prutezzione hè dispunibule, a so affidabilità hè indipendente da a pressione è a temperatura di u prucessu.
A causa di a crescente adopzione di guarnizioni d'aria per pompe à doppia pressione in u mercatu, l'American Petroleum Institute (API) hà aghjustatu u Programma 74 cum'è parte di a publicazione di a seconda edizione di l'API 682.
74 Un sistema di supportu di prugramma hè tipicamente un inseme di manometri è valvole muntate à u pannellu chì purganu u gas di barriera, regulanu a pressione à valle è misuranu a pressione è u flussu di gas à e guarnizioni meccaniche. Seguendu u percorsu di u gas di barriera attraversu u pannellu di u Pianu 74, u primu elementu hè a valvula di cuntrollu. Questu permette di isolà l'alimentazione di gas di barriera da a guarnizione per a sustituzione di l'elementu filtrante o a manutenzione di a pompa. U gas di barriera passa poi per un filtru à coalescenza da 2 à 3 micrometri (µm) chì intrappola i liquidi è e particelle chì ponu dannà e caratteristiche topografiche di a superficia di a guarnizione, creendu una pellicola di gas nantu à a superficia di a superficia di a guarnizione. Questu hè seguitatu da un regulatore di pressione è un manometru per stabilisce a pressione di l'alimentazione di gas di barriera à a guarnizione meccanica.
I sigilli di gas di pompa à doppia pressione richiedenu chì a pressione di alimentazione di gas di barriera rispetti o superi una pressione differenziale minima sopra à a pressione massima in a camera di sigillatura. Questa caduta di pressione minima varia secondu u fabricatore è u tipu di sigillo, ma hè tipicamente intornu à 30 libbre per pollice quadratu (psi). U pressostato hè adupratu per rilevà qualsiasi prublema cù a pressione di alimentazione di gas di barriera è fà sunà un allarme se a pressione scende sottu à u valore minimu.
U funziunamentu di a guarnizione hè cuntrullatu da u flussu di gas di barriera per mezu di un misuratore di flussu. E deviazioni da i tassi di flussu di gas di guarnizione riportati da i pruduttori di guarnizioni meccaniche indicanu prestazioni di guarnizione ridotte. U flussu di gas di barriera riduttu pò esse duvutu à a rotazione di a pompa o à a migrazione di u fluidu versu a faccia di a guarnizione (da gas di barriera contaminatu o fluidu di prucessu).
Spessu, dopu à tali eventi, si verificanu danni à e superfici di sigillatura, è dopu u flussu di gas di barriera aumenta. I picchi di pressione in a pompa o a perdita parziale di a pressione di gas di barriera ponu ancu dannà a superficia di sigillatura. L'allarmi di flussu altu ponu esse aduprati per determinà quandu hè necessariu un interventu per curregge u flussu di gas altu. U puntu di riferimentu per un allarme di flussu altu hè tipicamente in l'intervallu da 10 à 100 volte u flussu nurmale di gas di barriera, di solitu micca determinatu da u fabricatore di a tenuta meccanica, ma dipende da quanta perdita di gas a pompa pò tollerà.
Tradizionalmente, i misuratori di flussu à manometru variabile sò stati utilizati è ùn hè micca raru chì i misuratori di flussu à bassa è alta gamma sianu cunnessi in serie. Un interruttore di flussu altu pò tandu esse installatu nantu à u misuratore di flussu à alta gamma per dà un allarme di flussu altu. I misuratori di flussu à area variabile ponu esse calibrati solu per certi gasi à certe temperature è pressioni. Quandu si funziona in altre cundizioni, cum'è e fluttuazioni di temperatura trà l'estate è l'invernu, a portata visualizata ùn pò esse cunsiderata un valore precisu, ma hè vicinu à u valore reale.
Cù a publicazione di l'API 682 4a edizione, e misurazioni di flussu è pressione sò passate da analogiche à digitale cù letture lucali. I flussimetri digitali ponu esse aduprati cum'è flussimetri à area variabile, chì cunvertenu a pusizione di u galleggiante in signali digitali, o flussimetri di massa, chì cunvertenu automaticamente u flussu di massa in flussu di vulume. A caratteristica distintiva di i trasmettitori di flussu di massa hè chì furniscenu uscite chì compensanu a pressione è a temperatura per furnisce un flussu veru in cundizioni atmosferiche standard. U svantaghju hè chì questi dispositivi sò più cari cà i flussimetri à area variabile.
U prublema cù l'usu di un trasmettitore di flussu hè di truvà un trasmettitore capace di misurà u flussu di gas di barriera durante u funziunamentu nurmale è à i punti d'allarme di flussu altu. I sensori di flussu anu valori massimi è minimi chì ponu esse letti cù precisione. Trà u flussu zero è u valore minimu, u flussu di uscita pò ùn esse precisu. U prublema hè chì quandu a portata massima di flussu per un mudellu particulare di trasduttore di flussu aumenta, a portata minima aumenta ancu.
Una suluzione hè di utilizà dui trasmettitori (unu à bassa frequenza è unu à alta frequenza), ma questu hè un'opzione cara. U secondu metudu hè di utilizà un sensore di flussu per a gamma di flussu di funziunamentu nurmale è di utilizà un interruttore di flussu altu cù un misuratore di flussu analogicu à alta gamma. L'ultimu cumpunente chì u gasu di barriera attraversa hè a valvula di cuntrollu prima chì u gasu di barriera lasci u pannellu è si cunnetta à a guarnizione meccanica. Questu hè necessariu per impedisce u refluxu di u liquidu pompatu in u pannellu è dannighjà u strumentu in casu di disturbi anormali di u prucessu.
A valvula di cuntrollu deve avè una bassa pressione d'apertura. Sè a selezzione hè sbagliata, o sè a guarnizione d'aria di a pompa à doppia pressione hà un flussu di gas di barriera bassu, si pò vede chì a pulsazione di u flussu di gas di barriera hè causata da l'apertura è a richiusura di a valvula di cuntrollu.
In generale, l'azotu vegetale hè adupratu cum'è gas di barriera perchè hè facilmente dispunibule, inerte è ùn provoca alcuna reazione chimica avversa in u liquidu pompato. I gas inerti chì ùn sò micca dispunibili, cum'è l'argon, ponu ancu esse aduprati. In i casi induve a pressione di u gas di prutezzione necessaria hè più grande di a pressione di l'azotu vegetale, un booster di pressione pò aumentà a pressione è almacenà u gas à alta pressione in un ricevitore cunnessu à l'entrata di u pannellu Plan 74. E buttiglie d'azotu in buttiglia ùn sò generalmente micca cunsigliate perchè richiedenu a sustituzione custante di e buttiglie viote cù quelle piene. Se a qualità di a sigillatura si deteriora, a buttiglia pò esse svuotata rapidamente, pruvucendu l'arrestu di a pompa per impedisce ulteriori danni è fallimenti di a sigillatura meccanica.
À u cuntrariu di i sistemi di barriera liquida, i sistemi di supportu Plan 74 ùn necessitanu micca a vicinanza di e guarnizioni meccaniche. L'unica avvertenza quì hè a sezione allungata di u tubu di picculu diametru. Una caduta di pressione trà u pannellu Plan 74 è a guarnizione pò accade in u tubu durante i periodi di flussu elevatu (degradazione di a guarnizione), ciò chì riduce a pressione di barriera dispunibule per a guarnizione. Aumentà a dimensione di u tubu pò risolve stu prublema. Di regula, i pannelli Plan 74 sò muntati nantu à un supportu à una altezza cunveniente per cuntrullà e valvole è leghje e letture di i strumenti. A staffa pò esse muntata nantu à a piastra di basa di a pompa o accantu à a pompa senza interferisce cù l'ispezione è a manutenzione di a pompa. Evitate i periculi di inciampu nantu à i tubi/tubi chì cunnettanu i pannelli Plan 74 cù e guarnizioni meccaniche.
Per e pompe inter-cuscinetti cù duie tenute meccaniche, una à ogni estremità di a pompa, ùn hè micca cunsigliatu di utilizà un pannellu è una uscita di gas di barriera separata per ogni tenuta meccanica. A suluzione cunsigliata hè di utilizà un pannellu Plan 74 separatu per ogni tenuta, o un pannellu Plan 74 cù duie uscite, ognuna cù u so propiu inseme di misuratori di flussu è interruttori di flussu. In e zone cù inverni freddi pò esse necessariu di svernare i pannelli Plan 74. Questu hè fattu principalmente per prutege l'apparecchiature elettriche di u pannellu, di solitu racchiudendu u pannellu in l'armariu è aghjunghjendu elementi riscaldanti.
Un fenomenu interessante hè chì u flussu di gas di barriera aumenta cù a diminuzione di a temperatura di furnitura di gas di barriera. Questu passa di solitu inosservatu, ma pò diventà percepibile in i lochi cù inverni freddi o grandi differenze di temperatura trà l'estate è l'invernu. In certi casi, pò esse necessariu aghjustà u puntu di impostazione di l'allarme di flussu altu per prevene falsi allarmi. I canali d'aria di u pannellu è i tubi/tubi di cunnessione devenu esse spurgati prima di mette in serviziu i pannelli Plan 74. Questu hè più faciule da ottene aghjunghjendu una valvula di sfiatu à o vicinu à a cunnessione di a tenuta meccanica. Se una valvula di spurgu ùn hè micca dispunibule, u sistema pò esse spurgatu scollegendu u tubu/tubu da a tenuta meccanica è poi ricunnettendulu dopu a spurgazione.
Dopu avè cunnessu i pannelli Plan 74 à e guarnizioni è verificatu tutte e cunnessione per perdite, u regulatore di pressione pò avà esse aghjustatu à a pressione impostata in l'applicazione. U pannellu deve furnisce gas di barriera pressurizatu à a guarnizione meccanica prima di riempie a pompa cù u fluidu di prucessu. E guarnizioni è i pannelli Plan 74 sò pronti per cumincià quandu e procedure di messa in serviziu è di ventilazione di a pompa sò state cumpletate.
L'elementu filtrante deve esse ispezionatu dopu un mese di funziunamentu o ogni sei mesi s'ellu ùn si trova alcuna contaminazione. L'intervallu di sustituzione di u filtru dipenderà da a purità di u gas furnitu, ma ùn deve micca superà i trè anni.
I tassi di gas di barriera devenu esse verificati è registrati durante l'ispezioni di rutina. Se a pulsazione di u flussu d'aria di barriera causata da l'apertura è a chjusura di a valvula di cuntrollu hè abbastanza grande per scatenà un allarme di flussu altu, questi valori d'allarme puderanu avè bisognu di esse aumentati per evità falsi allarmi.
Un passu impurtante in a smantellata hè chì l'isolamentu è a depressurizazione di u gasu di prutezzione devenu esse l'ultimu passu. Prima, isolate è depressurizate u carter di a pompa. Una volta chì a pompa hè in una cundizione sicura, a pressione di furnimentu di gasu di prutezzione pò esse spenta è a pressione di gasu rimossa da e tubazioni chì culleganu u pannellu Plan 74 à a guarnizione meccanica. Svuotate tuttu u fluidu da u sistema prima di inizià qualsiasi travagliu di manutenzione.
E guarnizioni d'aria di e pompe à doppia pressione cumminate cù i sistemi di supportu Plan 74 furniscenu à l'operatori una suluzione di guarnizione d'albero à emissioni zero, investimenti di capitale più bassi (paragunatu à e guarnizioni cù sistemi di barriera liquida), costi di u ciclu di vita ridotti, ingombri ridotti di u sistema di supportu è requisiti minimi di serviziu.
Quandu hè stallata è operata in cunfurmità cù e migliori pratiche, sta suluzione di cuntinimentu pò furnisce una affidabilità à longu andà è aumentà a dispunibilità di l'attrezzatura rotante.
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Mark Savage hè un manager di gruppu di prudutti in John Crane. Savage hà una licenza in scienze in ingegneria da l'Università di Sydney, Australia. Per più infurmazioni visitate johncrane.com.
Data di publicazione: 08 di settembre di u 2022