Pertimbangan Pemilihan Pengedap – Memasang Pengedap Mekanikal Dwi Tekanan Tinggi

Susunan 3 meterai mekanikal ialahdwi meteraidi mana rongga cecair penghalang antara pengedap dikekalkan pada tekanan yang lebih besar daripada tekanan kebuk pengedap. Dari masa ke masa, industri telah membangunkan beberapa strategi untuk mewujudkan persekitaran tekanan tinggi yang diperlukan untuk pengedap ini. Strategi ini ditangkap dalam pelan paip meterai mekanikal. Walaupun kebanyakan pelan ini berfungsi dengan fungsi yang sama, ciri pengendalian setiap pelan boleh sangat berbeza dan akan memberi kesan kepada semua aspek sistem pengedap.

Pelan Perpaipan 53B, seperti yang ditakrifkan oleh API 682, ialah pelan perpaipan yang memberi tekanan kepada cecair penghalang dengan penumpuk pundi kencing bercas nitrogen. Pundi kencing bertekanan bertindak terus ke atas cecair penghalang, menekan keseluruhan sistem pengedap. Pundi kencing menghalang sentuhan langsung antara gas bertekanan dan cecair penghalang yang menghapuskan penyerapan gas ke dalam cecair. Ini membolehkan Piping Plan 53B digunakan dalam aplikasi tekanan yang lebih tinggi daripada Piping Plan 53A. Sifat serba lengkap penumpuk juga menghilangkan keperluan untuk bekalan nitrogen yang berterusan, yang menjadikan sistem sesuai untuk pemasangan jauh.

Manfaat penumpuk pundi kencing, bagaimanapun, diimbangi oleh beberapa ciri operasi sistem. Tekanan Pelan Paip 53B ditentukan secara langsung oleh tekanan gas dalam pundi kencing. Tekanan ini boleh berubah secara mendadak disebabkan oleh beberapa pembolehubah.

Pundi kencing dalam penumpuk mesti dicaj terlebih dahulu sebelum cecair penghalang ditambah ke dalam sistem. Ini mewujudkan asas untuk semua pengiraan dan tafsiran masa hadapan bagi operasi sistem. Tekanan pra-cas sebenar bergantung kepada tekanan operasi untuk sistem dan isipadu keselamatan cecair penghalang dalam penumpuk. Tekanan pra-cas juga bergantung pada suhu gas dalam pundi kencing. Nota: tekanan pra-cas hanya ditetapkan pada pentauliahan awal sistem dan tidak akan dilaraskan semasa operasi sebenar.

Tekanan gas dalam pundi kencing akan berbeza-beza bergantung pada suhu gas. Dalam kebanyakan kes, suhu gas akan menjejaki suhu ambien di tapak pemasangan. Aplikasi di kawasan yang terdapat perubahan suhu harian dan bermusim yang besar akan mengalami perubahan besar dalam tekanan sistem.

Penggunaan Cecair PenghalangSemasa operasi, pengedap mekanikal akan menggunakan cecair penghalang melalui kebocoran pengedap biasa. Cecair penghalang ini diisi semula oleh cecair dalam penumpuk, mengakibatkan pengembangan gas dalam pundi kencing dan penurunan tekanan sistem. Perubahan ini adalah fungsi saiz penumpuk, kadar kebocoran meterai, dan selang penyelenggaraan yang diingini untuk sistem (cth, 28 hari).

Perubahan dalam tekanan sistem ialah cara utama pengguna akhir menjejaki prestasi pengedap. Tekanan juga digunakan untuk mencipta penggera penyelenggaraan dan untuk mengesan kegagalan pengedap. Walau bagaimanapun, tekanan akan sentiasa berubah semasa sistem beroperasi. Bagaimanakah pengguna harus menetapkan tekanan dalam sistem Pelan 53B? Bilakah perlu untuk menambah cecair penghalang? Berapa banyak cecair yang perlu ditambah?

Set pengiraan kejuruteraan pertama yang diterbitkan secara meluas untuk sistem Plan 53B muncul dalam API 682 Edisi Keempat. Lampiran F menyediakan arahan langkah demi langkah tentang cara menentukan tekanan dan isipadu untuk pelan paip ini. Salah satu keperluan API 682 yang paling berguna ialah penciptaan papan nama standard untuk penumpuk pundi kencing (API 682 Edisi Keempat, Jadual 10). Papan nama ini mengandungi jadual yang menangkap tekanan pra-cas, isi semula dan penggera untuk sistem dalam julat keadaan suhu ambien di tapak aplikasi. Nota: jadual dalam standard hanyalah contoh dan nilai sebenar akan berubah dengan ketara apabila digunakan pada aplikasi medan tertentu.

Salah satu andaian asas Rajah 2 ialah Pelan Paip 53B dijangka beroperasi secara berterusan dan tanpa mengubah tekanan pra-cas awal. Terdapat juga andaian bahawa sistem mungkin terdedah kepada keseluruhan julat suhu ambien dalam tempoh yang singkat. Ini mempunyai implikasi yang ketara dalam reka bentuk sistem dan memerlukan sistem itu dikendalikan pada tekanan yang lebih besar daripada pelan paip dwi kedap yang lain.

Menggunakan Rajah 2 sebagai rujukan, contoh aplikasi dipasang di lokasi di mana suhu ambien adalah antara -17°C (1°F) dan 70°C (158°F). Bahagian atas julat ini nampaknya tinggi secara tidak realistik, tetapi ia juga termasuk kesan pemanasan suria penumpuk yang terdedah kepada cahaya matahari langsung. Baris pada jadual mewakili selang suhu antara nilai tertinggi dan terendah.

Apabila pengguna akhir mengendalikan sistem, mereka akan menambah tekanan bendalir penghalang sehingga tekanan isi semula dicapai pada suhu ambien semasa. Tekanan penggera ialah tekanan yang menunjukkan bahawa pengguna akhir perlu menambah cecair penghalang tambahan. Pada 25°C (77°F), pengendali akan mengecas pra-penumpuk kepada 30.3 bar (440 PSIG), penggera akan ditetapkan pada 30.7 bar (445 PSIG), dan operator akan menambah cecair penghalang sehingga tekanan mencapai 37.9 bar (550 PSIG). Jika suhu ambien menurun kepada 0°C (32°F), maka tekanan penggera akan turun kepada 28.1 bar (408 PSIG) dan tekanan isi semula kepada 34.7 bar (504 PSIG).

Dalam senario ini, penggera dan tekanan isi semula berubah, atau terapung, sebagai tindak balas kepada suhu ambien. Pendekatan ini sering dirujuk sebagai strategi terapung-terapung. Kedua-dua penggera dan isi semula "terapung." Ini menghasilkan tekanan operasi yang paling rendah untuk sistem pengedap. Ini, bagaimanapun, meletakkan dua keperluan khusus pada pengguna akhir; menentukan tekanan penggera yang betul dan tekanan isi semula. Tekanan penggera untuk sistem adalah fungsi suhu dan hubungan ini mesti diprogramkan ke dalam sistem DCS pengguna akhir. Tekanan isi semula juga akan bergantung pada suhu ambien, jadi pengendali perlu merujuk pada papan nama untuk mencari tekanan yang betul untuk keadaan semasa.

Sesetengah pengguna akhir menuntut pendekatan yang lebih mudah dan menginginkan strategi di mana kedua-dua tekanan penggera dan tekanan isi semula adalah malar (atau tetap) dan bebas daripada suhu ambien. Strategi tetap tetap memberikan pengguna akhir hanya satu tekanan untuk mengisi semula sistem dan hanya nilai untuk membimbangkan sistem. Malangnya, keadaan ini mesti menganggap bahawa suhu berada pada nilai maksimum, kerana pengiraan mengimbangi penurunan suhu ambien daripada suhu maksimum kepada suhu minimum. Ini menyebabkan sistem beroperasi pada tekanan yang lebih tinggi. Dalam sesetengah aplikasi, menggunakan strategi tetap tetap boleh mengakibatkan perubahan dalam reka bentuk meterai atau penilaian MAWP untuk komponen sistem lain untuk mengendalikan tekanan tinggi.

Pengguna akhir lain akan menggunakan pendekatan hibrid dengan tekanan penggera tetap dan tekanan isi semula terapung. Ini boleh mengurangkan tekanan operasi sambil memudahkan tetapan penggera. Keputusan strategi penggera yang betul hanya perlu dibuat selepas mempertimbangkan keadaan aplikasi, julat suhu ambien dan keperluan pengguna akhir.

Terdapat beberapa pengubahsuaian dalam reka bentuk Pelan Perpaipan 53B yang boleh membantu mengurangkan beberapa cabaran ini. Pemanasan daripada sinaran suria boleh meningkatkan suhu maksimum penumpuk untuk pengiraan reka bentuk. Meletakkan penumpuk di tempat teduh atau membina pelindung matahari untuk penumpuk boleh menghapuskan pemanasan suria dan mengurangkan suhu maksimum dalam pengiraan.

Dalam huraian di atas, istilah suhu ambien digunakan untuk mewakili suhu gas dalam pundi kencing. Di bawah keadaan mantap atau keadaan suhu ambien yang berubah secara perlahan, ini adalah andaian yang munasabah. Jika terdapat ayunan besar dalam keadaan suhu ambien antara siang dan malam, penebat penumpuk boleh menyederhanakan ayunan suhu berkesan pundi kencing yang menghasilkan suhu operasi yang lebih stabil.

Pendekatan ini boleh diperluaskan kepada menggunakan pengesanan haba dan penebat pada penumpuk. Apabila ini digunakan dengan betul, penumpuk akan beroperasi pada satu suhu tanpa mengira perubahan harian atau bermusim dalam suhu ambien. Ini mungkin pilihan reka bentuk tunggal yang paling penting untuk dipertimbangkan di kawasan yang mempunyai variasi suhu yang besar. Pendekatan ini mempunyai tapak terpasang yang besar di lapangan dan telah membenarkan Pelan 53B digunakan di lokasi yang tidak mungkin dilakukan dengan pengesanan haba.

Pengguna akhir yang sedang mempertimbangkan untuk menggunakan Pelan Perpaipan 53B harus sedar bahawa pelan perpaipan ini bukan sekadar Pelan Perpaipan 53A dengan penumpuk. Hampir setiap aspek reka bentuk sistem, pentauliahan, operasi dan penyelenggaraan Pelan 53B adalah unik untuk pelan perpaipan ini. Kebanyakan kekecewaan yang dialami pengguna akhir datang daripada kekurangan pemahaman tentang sistem. OEM Seal boleh menyediakan analisis yang lebih terperinci untuk aplikasi tertentu dan boleh menyediakan latar belakang yang diperlukan untuk membantu pengguna akhir menentukan dan mengendalikan sistem ini dengan betul.