Dvigubi slėgio kėlimo siurblių oro sandarikliai, pritaikyti iš kompresoriaus oro sandarinimo technologijos, yra labiau paplitę veleno sandariklių pramonėje. Šie sandarikliai užtikrina, kad pumpuojamas skystis nepatektų į atmosferą, sumažintų trinties pasipriešinimą siurblio velenui ir veiktų su paprastesne atramine sistema. Šie privalumai lemia mažesnes bendras sprendimo gyvavimo ciklo sąnaudas.
Šie sandarikliai veikia įvedant išorinį suslėgtų dujų šaltinį tarp vidinio ir išorinio sandarinimo paviršių. Dėl specifinės sandarinimo paviršiaus topografijos barjerinės dujos patiria papildomą slėgį, todėl sandarinimo paviršius atsiskiria ir plūduriuoja dujų plėvelėje. Trinties nuostoliai yra maži, nes sandarinimo paviršiai nebesiliečia. Barjerinės dujos praeina per membraną mažu srautu, jas sunaudodamos ir sukeldamos nuotėkius, kurių dauguma nuteka į atmosferą per išorinius sandarinimo paviršius. Likučiai prasiskverbia į sandarinimo kamerą ir galiausiai nunešami proceso srauto.
Visiems dvigubai hermetiškiems sandarikliams tarp mechaninio sandariklio mazgo vidinio ir išorinio paviršių reikalingas suslėgtas skystis (skystis arba dujos). Šiam skysčiui tiekti į sandariklį reikalinga atraminė sistema. Priešingai, skysčiu tepamame slėginiame dvigubame sandariklyje barjerinis skystis cirkuliuoja iš rezervuaro per mechaninį sandariklį, kur jis sutepa sandariklio paviršius, sugeria šilumą ir grįžta į rezervuarą, kur jam reikia išsklaidyti sugertą šilumą. Šios skysčio slėgio dvigubo sandariklio atraminės sistemos yra sudėtingos. Šiluminės apkrovos didėja didėjant proceso slėgiui ir temperatūrai, ir, jei jos netinkamai apskaičiuojamos ir nustatomos, gali sukelti patikimumo problemų.
Suslėgto oro dvigubo sandarinimo atraminė sistema užima mažai vietos, nereikalauja aušinimo vandens ir mažai priežiūros. Be to, kai yra patikimas apsauginių dujų šaltinis, jos patikimumas nepriklauso nuo proceso slėgio ir temperatūros.
Dėl didėjančio dvigubo slėgio siurblių oro sandariklių naudojimo rinkoje, Amerikos naftos institutas (API) įtraukė 74 programą į antrojo API 682 leidimo leidinį.
74 Programos palaikymo sistema paprastai yra skydelyje montuojamų matuoklių ir vožtuvų rinkinys, kuris išvalo barjerines dujas, reguliuoja slėgį pasroviui ir matuoja slėgį bei dujų srautą į mechaninius sandariklius. Pirmasis elementas, einantis po barjerinių dujų kelio per „Plan 74“ skydelį, yra atbulinis vožtuvas. Tai leidžia izoliuoti barjerinių dujų tiekimą nuo sandariklio, kad būtų galima pakeisti filtro elementą arba atlikti siurblio techninę priežiūrą. Tada barjerinės dujos praeina per 2–3 mikrometrų (µm) koalescencinį filtrą, kuris sulaiko skysčius ir daleles, kurios gali pažeisti sandariklio paviršiaus topografines savybes, sukurdamos dujų plėvelę ant sandariklio paviršiaus. Po to seka slėgio reguliatorius ir manometras, skirti nustatyti barjerinių dujų tiekimo slėgį į mechaninį sandariklį.
Dvigubo slėgio siurblio dujų sandarikliams reikalingas barjerinių dujų tiekimo slėgis, kuris turi atitikti arba viršyti minimalų slėgio skirtumą, palyginti su maksimaliu slėgiu sandarinimo kameroje. Šis minimalus slėgio kritimas priklauso nuo sandariklio gamintojo ir tipo, tačiau paprastai yra apie 30 svarų kvadratiniam coliui (psi). Slėgio jungiklis naudojamas aptikti bet kokias barjerinių dujų tiekimo slėgio problemas ir įjungti signalizaciją, jei slėgis nukrenta žemiau minimalios vertės.
Sandariklio veikimą kontroliuoja barjerinių dujų srautas, naudojant srauto matuoklį. Mechaninių sandariklių gamintojų nurodyti sandarinimo dujų srauto greičių nukrypimai rodo sumažėjusį sandarinimo efektyvumą. Sumažėjęs barjerinių dujų srautas gali būti dėl siurblio sukimosi arba skysčio migracijos į sandarinimo paviršių (dėl užterštų barjerinių dujų arba proceso skysčio).
Dažnai po tokių įvykių pažeidžiami sandarinimo paviršiai, o tada padidėja barjerinių dujų srautas. Slėgio šuoliai siurblyje arba dalinis barjerinių dujų slėgio sumažėjimas taip pat gali pažeisti sandarinimo paviršių. Didelio srauto signalizacijos gali būti naudojamos siekiant nustatyti, kada reikia įsikišti dideliam dujų srautui koreguoti. Didelio srauto signalizacijos nustatytoji vertė paprastai yra 10–100 kartų didesnė už įprastą barjerinių dujų srautą, kurios paprastai nenustato mechaninio sandariklio gamintojas, tačiau ji priklauso nuo to, kiek dujų nuotėkio siurblys gali toleruoti.
Tradiciškai buvo naudojami kintamo slėgio debitmačiai, ir nėra neįprasta, kad mažo ir didelio diapazono debitmačiai būtų jungiami nuosekliai. Tada didelio diapazono debitmatyje galima įmontuoti didelio srauto jungiklį, kad būtų įjungtas didelio srauto signalas. Kintamo slėgio debitmačius galima kalibruoti tik tam tikroms dujoms esant tam tikrai temperatūrai ir slėgiui. Kai jie veikia kitomis sąlygomis, pavyzdžiui, temperatūros svyravimais tarp vasaros ir žiemos, rodomas srautas negali būti laikomas tikslia verte, bet yra artimas faktinei vertei.
Išleidus API 682 4-ąjį leidimą, srauto ir slėgio matavimai perėjo iš analoginių į skaitmeninius su vietiniais rodmenimis. Skaitmeniniai srauto matuokliai gali būti naudojami kaip kintamo ploto srauto matuokliai, kurie plūdės padėtį konvertuoja į skaitmeninius signalus, arba masės srauto matuokliai, kurie automatiškai konvertuoja masės srautą į tūrio srautą. Skiriamasis masės srauto keitiklių bruožas yra tas, kad jie teikia išvestis, kurios kompensuoja slėgį ir temperatūrą, kad būtų užtikrintas tikrasis srautas standartinėmis atmosferos sąlygomis. Trūkumas yra tas, kad šie prietaisai yra brangesni nei kintamo ploto srauto matuokliai.
Srauto keitiklio naudojimo problema yra rasti keitiklį, galintį matuoti barjerinių dujų srautą įprasto veikimo metu ir esant didelio srauto aliarmo taškams. Srauto jutikliai turi maksimalias ir minimalias vertes, kurias galima tiksliai nuskaityti. Tarp nulinio srauto ir minimalios vertės išėjimo srautas gali būti netikslus. Problema ta, kad didėjant konkrečiam srauto keitiklio modeliui maksimaliam srautui, didėja ir minimalus srautas.
Vienas iš sprendimų – naudoti du daviklius (vieną žemo dažnio ir vieną aukšto dažnio), tačiau tai brangus variantas. Antrasis metodas – naudoti srauto jutiklį įprastam darbiniam srauto diapazonui ir naudoti didelio srauto jungiklį su didelio diapazono analoginiu srauto matuokliu. Paskutinis komponentas, per kurį praeina barjerinės dujos, yra atbulinis vožtuvas, prieš tai, kai barjerinės dujos palieka skydą ir prisijungia prie mechaninio sandariklio. Tai būtina, kad pumpuojamas skystis netekėtų atgal į skydą ir nesugestų prietaisas neįprastų proceso sutrikimų atveju.
Atbulinio vožtuvo atidarymo slėgis turi būti mažas. Jei pasirinkimas neteisingas arba dvigubo slėgio siurblio oro sandariklis turi mažą barjerinio dujų srauto greitį, galima pastebėti, kad barjerinio dujų srauto pulsaciją sukelia atbulinio vožtuvo atidarymas ir pakartotinis užsidarymas.
Paprastai gamyklinis azotas naudojamas kaip barjerinės dujos, nes jis yra lengvai prieinamas, inertiškas ir nesukelia jokių neigiamų cheminių reakcijų pumpuojamame skystyje. Taip pat galima naudoti inertines dujas, kurių nėra, pavyzdžiui, argoną. Tais atvejais, kai reikalingas apsauginių dujų slėgis yra didesnis nei gamyklinio azoto slėgis, slėgio stiprintuvas gali padidinti slėgį ir kaupti aukšto slėgio dujas surinktuve, prijungtame prie „Plan 74“ skydo įleidimo angos. Azoto balionai balionuose paprastai nerekomenduojami, nes juose reikia nuolat keisti tuščius balionus pilnais. Jei sandarinimo kokybė pablogėja, balioną galima greitai ištuštinti, dėl ko siurblys sustoja, kad būtų išvengta tolesnių mechaninio sandariklio pažeidimų ir gedimo.
Skirtingai nuo skysčių barjerinių sistemų, „Plan 74“ atraminėms sistemoms nereikia arti mechaninių sandariklių. Vienintelis trūkumas čia yra pailga mažo skersmens vamzdžio dalis. Vamzdyje didelio srauto metu (sandariklio degradacija) gali atsirasti slėgio kritimas tarp „Plan 74“ plokštės ir sandariklio, dėl kurio sumažėja sandarikliui prieinamas barjerinis slėgis. Padidinus vamzdžio dydį, šią problemą galima išspręsti. Paprastai „Plan 74“ plokštės montuojamos ant stovo patogiame aukštyje, kad būtų galima valdyti vožtuvus ir nuskaityti prietaisų rodmenis. Laikiklį galima montuoti ant siurblio pagrindo plokštės arba šalia siurblio, netrukdant siurblio patikrai ir techninei priežiūrai. Venkite užkliuvimo pavojaus ant vamzdžių/vamzdžių, jungiančių „Plan 74“ plokštes su mechaniniais sandarikliais.
Siurbliams su dviem mechaniniais sandarikliais, po vieną kiekviename siurblio gale, nerekomenduojama naudoti vieno skydelio ir atskiro barjerinio dujų išleidimo angos kiekvienam mechaniniam sandarikliui. Rekomenduojamas sprendimas yra naudoti atskirą „Plan 74“ skydelį kiekvienam sandarikliui arba „Plan 74“ skydelį su dviem išėjimais, kurių kiekvienas turi savo srauto matuoklių ir srauto jungiklių rinkinį. Vietovėse, kuriose žiemos šaltos, gali tekti „Plan 74“ skydelius paruošti žiemai. Tai daroma pirmiausia siekiant apsaugoti skydelio elektros įrangą, dažniausiai įdedant skydelį į spintelę ir įdedant šildymo elementus.
Įdomus reiškinys yra tas, kad barjerinių dujų srauto greitis didėja mažėjant barjerinių dujų tiekimo temperatūrai. Paprastai tai nepastebima, tačiau gali tapti pastebima tose vietose, kur šaltos žiemos arba dideli temperatūrų skirtumai tarp vasaros ir žiemos. Kai kuriais atvejais gali tekti pakoreguoti didelio srauto aliarmo nustatytąją vertę, kad būtų išvengta klaidingų aliarmų. Prieš pradedant eksploatuoti „Plan 74“ plokštes, reikia išvalyti plokščių oro kanalus ir jungiamuosius vamzdžius. Tai lengviausia padaryti įrengiant išleidimo vožtuvą prie mechaninio sandariklio jungties arba šalia jos. Jei išleidimo vožtuvo nėra, sistemą galima išvalyti atjungiant vamzdį nuo mechaninio sandariklio ir po valymo vėl jį prijungiant.
Prijungus „Plan 74“ plokštes prie sandariklių ir patikrinus visas jungtis, ar nėra nuotėkių, slėgio reguliatorių galima sureguliuoti pagal nustatytą slėgį sistemoje. Prieš užpildant siurblį technologiniu skysčiu, plokštė turi tiekti suslėgtas barjerines dujas mechaniniam sandarikliui. „Plan 74“ sandarikliai ir plokštės yra paruoštos paleidimui, kai baigtos siurblio paleidimo ir nuorinimo procedūros.
Filtro elementą reikia patikrinti po mėnesio veikimo arba kas šešis mėnesius, jei nerandama užterštumo. Filtro keitimo intervalas priklausys nuo tiekiamų dujų grynumo, tačiau neturėtų viršyti trejų metų.
Barjerinių dujų srautai turėtų būti tikrinami ir registruojami įprastinių patikrinimų metu. Jei atbulinio vožtuvo atidarymo ir uždarymo sukelta barjerinio oro srauto pulsacija yra pakankamai didelė, kad suveiktų didelio srauto signalizacija, šias signalizacijos vertes gali tekti padidinti, kad būtų išvengta klaidingų signalizacijų.
Svarbus išmontavimo žingsnis yra tai, kad apsauginių dujų izoliacija ir slėgio sumažinimas turėtų būti paskutinis žingsnis. Pirmiausia izoliuokite ir sumažinkite slėgį siurblio korpuse. Kai siurblys bus saugios būklės, apsauginių dujų tiekimo slėgį galima išjungti ir pašalinti dujų slėgį iš vamzdynų, jungiančių „Plan 74“ plokštę su mechaniniu sandarikliu. Prieš pradėdami bet kokius techninės priežiūros darbus, išleiskite iš sistemos visą skystį.
Dvigubo slėgio siurblio oro sandarikliai kartu su „Plan 74“ atraminėmis sistemomis suteikia operatoriams nulinės emisijos veleno sandarinimo sprendimą, mažesnes kapitalo investicijas (palyginti su sandarikliais su skysčių barjerinėmis sistemomis), mažesnes gyvavimo ciklo sąnaudas, nedidelį atraminės sistemos plotą ir minimalius aptarnavimo reikalavimus.
Įrengus ir eksploatuojant laikantis geriausios praktikos, šis izoliavimo sprendimas gali užtikrinti ilgalaikį patikimumą ir padidinti besisukančios įrangos prieinamumą.
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.
Markas Savage'as yra „John Crane“ produktų grupės vadovas. Savage'as turi inžinerijos bakalauro laipsnį, įgytą Sidnėjaus universitete, Australijoje. Daugiau informacijos rasite apsilankę johncrane.com.
Įrašo laikas: 2022-09-08