Ang mga double booster pump air seal, na hinango mula sa teknolohiya ng compressor air seal, ay mas karaniwan sa industriya ng shaft seal. Ang mga seal na ito ay nagbibigay ng zero discharge ng pumped liquid papunta sa atmospera, nagbibigay ng mas kaunting frictional resistance sa pump shaft at gumagana nang may mas simpleng support system. Ang mga benepisyong ito ay nagbibigay ng mas mababang kabuuang gastos sa lifecycle ng solusyon.
Ang mga seal na ito ay gumagana sa pamamagitan ng pagpapasok ng panlabas na pinagmumulan ng pressurized gas sa pagitan ng panloob at panlabas na sealing surface. Ang partikular na topograpiya ng sealing surface ay naglalagay ng karagdagang presyon sa barrier gas, na nagiging sanhi ng paghihiwalay ng sealing surface, na nagiging sanhi ng paglutang ng sealing surface sa gas film. Mababa ang friction losses dahil hindi na magkadikit ang mga sealing surface. Ang barrier gas ay dumadaan sa membrane sa mababang flow rate, na kumukonsumo ng barrier gas sa anyo ng mga tagas, na karamihan ay tumutulo sa atmospera sa pamamagitan ng mga panlabas na seal surface. Ang residue ay tumatagos sa seal chamber at kalaunan ay natatangay ng process stream.
Lahat ng double hermetic seals ay nangangailangan ng pressurized fluid (likido o gas) sa pagitan ng panloob at panlabas na ibabaw ng mechanical seal assembly. Kinakailangan ang isang support system upang maihatid ang fluid na ito sa seal. Sa kabaligtaran, sa isang liquid lubricated pressure double seal, ang barrier fluid ay umiikot mula sa reservoir patungo sa mechanical seal, kung saan pinapadulas nito ang mga ibabaw ng seal, sinisipsip ang init, at bumabalik sa reservoir kung saan kailangan nitong i-dissipate ang nasipsip na init. Ang mga fluid pressure dual seal support system na ito ay kumplikado. Ang mga thermal load ay tumataas kasabay ng presyon at temperatura ng proseso at maaaring magdulot ng mga problema sa reliability kung hindi maayos na kalkulado at itatakda.
Ang compressed air double seal support system ay kumukuha ng kaunting espasyo, hindi nangangailangan ng tubig na panglamig, at kaunting maintenance lamang. Bukod pa rito, kapag mayroong maaasahang pinagmumulan ng shielding gas, ang pagiging maaasahan nito ay hindi nakadepende sa presyon at temperatura ng proseso.
Dahil sa lumalaking paggamit ng dual pressure pump air seals sa merkado, idinagdag ng American Petroleum Institute (API) ang Program 74 bilang bahagi ng paglalathala ng ikalawang edisyon ng API 682.
74 Ang isang sistema ng suporta sa programa ay karaniwang isang hanay ng mga gauge at balbula na nakakabit sa panel na naglilinis ng barrier gas, nag-aayos ng presyon sa ibaba ng agos, at sumusukat ng presyon at daloy ng gas patungo sa mga mechanical seal. Kasunod ng landas ng barrier gas sa pamamagitan ng Plan 74 panel, ang unang elemento ay ang check valve. Pinapayagan nito ang supply ng barrier gas na ihiwalay mula sa seal para sa pagpapalit ng elemento ng filter o pagpapanatili ng bomba. Ang barrier gas ay dadaan sa isang 2 hanggang 3 micrometer (µm) na coalescing filter na kumukuha ng mga likido at particulate na maaaring makapinsala sa mga topographical na katangian ng ibabaw ng seal, na lumilikha ng isang gas film sa ibabaw ng ibabaw ng seal. Sinusundan ito ng isang pressure regulator at isang manometer para sa pagtatakda ng presyon ng supply ng barrier gas sa mechanical seal.
Ang mga dual pressure pump gas seal ay nangangailangan na ang barrier gas supply pressure ay umabot o lumampas sa minimum differential pressure na mas mataas sa maximum pressure sa seal chamber. Ang minimum pressure drop na ito ay nag-iiba depende sa tagagawa at uri ng seal, ngunit kadalasan ay nasa humigit-kumulang 30 pounds per square inch (psi). Ang pressure switch ay ginagamit upang matukoy ang anumang problema sa barrier gas supply pressure at magpatunog ng alarma kung ang pressure ay bumaba sa minimum na halaga.
Ang operasyon ng selyo ay kinokontrol ng daloy ng barrier gas gamit ang isang flow meter. Ang mga paglihis mula sa mga rate ng daloy ng seal gas na iniulat ng mga tagagawa ng mechanical seal ay nagpapahiwatig ng pinababang pagganap ng pagbubuklod. Ang pinababang daloy ng barrier gas ay maaaring dahil sa pag-ikot ng bomba o paglipat ng likido sa mukha ng selyo (mula sa kontaminadong barrier gas o process fluid).
Kadalasan, pagkatapos ng ganitong mga pangyayari, nagkakaroon ng pinsala sa mga sealing surface, at pagkatapos ay tumataas ang daloy ng barrier gas. Ang mga pressure surge sa bomba o bahagyang pagkawala ng presyon ng barrier gas ay maaari ring makapinsala sa sealing surface. Maaaring gamitin ang mga high flow alarm upang matukoy kung kailan kinakailangan ang interbensyon upang itama ang mataas na daloy ng gas. Ang setpoint para sa isang high flow alarm ay karaniwang nasa hanay na 10 hanggang 100 beses ng normal na daloy ng barrier gas, na kadalasang hindi tinutukoy ng tagagawa ng mechanical seal, ngunit depende sa kung gaano karaming gas leakage ang kayang tiisin ng bomba.
Karaniwan nang ginagamit ang mga variable gauge flowmeter at hindi bihira na ang mga low at high range flowmeter ay konektado nang sunud-sunod. Pagkatapos, maaaring maglagay ng high flow switch sa high range flow meter upang magbigay ng high flow alarm. Ang mga variable area flowmeter ay maaari lamang i-calibrate para sa ilang partikular na gas sa ilang partikular na temperatura at presyon. Kapag ginagamit sa ilalim ng ibang mga kondisyon, tulad ng pagbabago-bago ng temperatura sa pagitan ng tag-araw at taglamig, ang ipinapakitang flow rate ay hindi maaaring ituring na tumpak na halaga, ngunit malapit ito sa aktwal na halaga.
Sa paglabas ng API 682 ika-4 na edisyon, ang mga sukat ng daloy at presyon ay lumipat mula sa analog patungong digital na may mga lokal na pagbasa. Ang mga digital flowmeter ay maaaring gamitin bilang variable area flowmeter, na nagko-convert ng float position sa mga digital signal, o mass flowmeter, na awtomatikong nagko-convert ng mass flow sa volume flow. Ang natatanging katangian ng mga mass flow transmitter ay ang pagbibigay ng mga output na bumabawi sa presyon at temperatura upang magbigay ng tunay na daloy sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon ng atmospera. Ang disbentaha ay mas mahal ang mga device na ito kaysa sa variable area flowmeter.
Ang problema sa paggamit ng flow transmitter ay ang paghahanap ng transmitter na may kakayahang sukatin ang daloy ng barrier gas sa panahon ng normal na operasyon at sa mga high flow alarm point. Ang mga flow sensor ay may pinakamataas at pinakamababang halaga na maaaring basahin nang tumpak. Sa pagitan ng zero flow at minimum na halaga, ang output flow ay maaaring hindi tumpak. Ang problema ay habang tumataas ang maximum flow rate para sa isang partikular na modelo ng flow transducer, tumataas din ang minimum flow rate.
Ang isang solusyon ay ang paggamit ng dalawang transmitter (isang low frequency at isang high frequency), ngunit ito ay isang magastos na opsyon. Ang pangalawang paraan ay ang paggamit ng flow sensor para sa normal na saklaw ng daloy ng operasyon at paggamit ng high flow switch na may high range analog flow meter. Ang huling bahagi na dinadaanan ng barrier gas ay ang check valve bago umalis ang barrier gas sa panel at kumonekta sa mechanical seal. Ito ay kinakailangan upang maiwasan ang backflow ng pumped liquid papunta sa panel at pinsala sa instrumento sakaling magkaroon ng abnormal na mga aberya sa proseso.
Dapat ay may mababang presyon ng pagbubukas ang check valve. Kung mali ang pagpili, o kung ang air seal ng dual pressure pump ay may mababang barrier gas flow, makikita na ang pulsation ng barrier gas flow ay sanhi ng pagbubukas at muling pag-upo ng check valve.
Sa pangkalahatan, ang nitrogen ng halaman ay ginagamit bilang barrier gas dahil ito ay madaling makuha, inert, at hindi nagdudulot ng anumang masamang reaksiyong kemikal sa pumped liquid. Maaari ring gamitin ang mga inert gas na hindi makukuha, tulad ng argon. Sa mga kaso kung saan ang kinakailangang shielding gas pressure ay mas mataas kaysa sa plant nitrogen pressure, maaaring pataasin ng pressure booster ang presyon at iimbak ang high pressure gas sa isang receiver na konektado sa Plan 74 panel inlet. Ang mga de-boteng nitrogen bottle ay karaniwang hindi inirerekomenda dahil nangangailangan ito ng patuloy na pagpapalit ng mga walang laman na silindro ng mga puno. Kung lumala ang kalidad ng selyo, maaaring mabilis na maubos ang laman ng bote, na magiging sanhi ng paghinto ng bomba upang maiwasan ang karagdagang pinsala at pagkasira ng mechanical seal.
Hindi tulad ng mga sistema ng liquid barrier, ang mga sistema ng suporta ng Plan 74 ay hindi nangangailangan ng malapit na distansya sa mga mechanical seal. Ang tanging babala rito ay ang pahabang bahagi ng maliit na diyametro ng tubo. Ang pagbaba ng presyon sa pagitan ng panel ng Plan 74 at ng seal ay maaaring mangyari sa tubo sa mga panahon ng mataas na daloy (pagbaba ng seal), na nagbabawas sa presyon ng barrier na magagamit sa seal. Ang pagpapalaki ng laki ng tubo ay maaaring makalutas sa problemang ito. Bilang isang patakaran, ang mga panel ng Plan 74 ay nakakabit sa isang stand sa isang maginhawang taas para sa pagkontrol ng mga balbula at pagbabasa ng mga pagbasa ng instrumento. Ang bracket ay maaaring ikabit sa base plate ng bomba o sa tabi ng bomba nang hindi nakakasagabal sa inspeksyon at pagpapanatili ng bomba. Iwasan ang mga panganib ng pagkatisod sa mga tubo/mga tubo na nagdurugtong sa mga panel ng Plan 74 gamit ang mga mechanical seal.
Para sa mga inter-bearing pump na may dalawang mechanical seal, isa sa bawat dulo ng pump, hindi inirerekomenda na gumamit ng isang panel at hiwalay na barrier gas outlet sa bawat mechanical seal. Ang inirerekomendang solusyon ay ang paggamit ng hiwalay na Plan 74 panel para sa bawat seal, o isang Plan 74 panel na may dalawang output, bawat isa ay may kanya-kanyang set ng flowmeter at flow switch. Sa mga lugar na may malamig na taglamig, maaaring kailanganing i-overwinter ang mga Plan 74 panel. Ginagawa ito pangunahin upang protektahan ang mga electrical equipment ng panel, kadalasan sa pamamagitan ng pagbabalot sa panel sa cabinet at pagdaragdag ng mga heating element.
Isang kawili-wiling penomeno ay ang pagtaas ng daloy ng barrier gas kasabay ng pagbaba ng temperatura ng suplay ng barrier gas. Karaniwan itong hindi napapansin, ngunit maaaring mapansin sa mga lugar na may malamig na taglamig o malalaking pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng tag-araw at taglamig. Sa ilang mga kaso, maaaring kailanganing ayusin ang set point ng high flow alarm upang maiwasan ang mga maling alarma. Ang mga air duct ng panel at mga tubo/pipe na nagkokonekta ay dapat linisin bago ilagay sa serbisyo ang mga panel ng Plan 74. Ito ay pinakamadaling makamit sa pamamagitan ng pagdaragdag ng vent valve sa o malapit sa koneksyon ng mechanical seal. Kung walang magagamit na bleed valve, maaaring linisin ang sistema sa pamamagitan ng pagdiskonekta sa tubo/tube mula sa mechanical seal at pagkatapos ay muling ikonekta ito pagkatapos linisin.
Matapos ikonekta ang mga panel ng Plan 74 sa mga seal at suriin ang lahat ng koneksyon para sa mga tagas, maaari nang i-adjust ang pressure regulator sa itinakdang presyon sa aplikasyon. Dapat magsuplay ang panel ng pressurized barrier gas sa mechanical seal bago punuin ang bomba ng process fluid. Handa nang simulan ang mga seal at panel ng Plan 74 kapag nakumpleto na ang mga pamamaraan ng pagkomisyon at pag-ventilate ng bomba.
Ang elemento ng pansala ay dapat suriin pagkatapos ng isang buwang operasyon o kada anim na buwan kung walang makitang kontaminasyon. Ang pagitan ng pagpapalit ng pansala ay depende sa kadalisayan ng gas na ibinibigay, ngunit hindi dapat lumagpas sa tatlong taon.
Dapat suriin at itala ang mga barrier gas rate sa mga regular na inspeksyon. Kung ang pintig ng daloy ng hangin sa barrier na dulot ng pagbukas at pagsasara ng check valve ay sapat na malaki upang mag-trigger ng high flow alarm, maaaring kailanganing taasan ang mga halaga ng alarma na ito upang maiwasan ang mga maling alarma.
Isang mahalagang hakbang sa pag-decommission ay ang paghihiwalay at pag-depressurize ng shielding gas ang dapat na huling hakbang. Una, ihiwalay at i-depressurize ang pump casing. Kapag ang pump ay nasa ligtas nang kondisyon, maaaring patayin ang shielding gas supply pressure at alisin ang gas pressure mula sa tubo na nagkokonekta sa Plan 74 panel patungo sa mechanical seal. Alisan ng tubig ang lahat ng likido mula sa sistema bago simulan ang anumang gawaing pagpapanatili.
Ang dual pressure pump air seals na sinamahan ng Plan 74 support systems ay nagbibigay sa mga operator ng zero-emission shaft seal solution, mas mababang capital investment (kumpara sa mga seal na may liquid barrier systems), mas mababang life cycle cost, maliit na support system footprint, at minimum service requirements.
Kapag na-install at pinapatakbo alinsunod sa pinakamahusay na kasanayan, ang solusyong ito para sa pagpigil ay maaaring magbigay ng pangmatagalang pagiging maaasahan at mapataas ang pagkakaroon ng umiikot na kagamitan.
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.
Si Mark Savage ay isang product group manager sa John Crane. Si Savage ay may hawak na Bachelor of Science in Engineering mula sa University of Sydney, Australia. Para sa karagdagang impormasyon, bisitahin ang johncrane.com.
Oras ng pag-post: Set-08-2022