Athugasemdir við val á innsigli – Uppsetning tvöfaldra vélrænna háþrýstingsþéttinga

Fyrirkomulag 3 vélrænar þéttingar erutvöföld innsigliþar sem hindrunarvökvaholið á milli innsiglanna er haldið við meiri þrýsting en innsiglihólfsþrýstingurinn. Með tímanum hefur iðnaðurinn þróað nokkrar aðferðir til að búa til háþrýstingsumhverfið sem nauðsynlegt er fyrir þessa innsigli. Þessar aðferðir eru teknar upp í lagnaáætlunum vélrænni innsiglisins. Þó að margar þessara áætlana þjóni svipuðum aðgerðum, geta rekstrareiginleikar hverrar þeirra verið mjög mismunandi og munu hafa áhrif á alla þætti þéttikerfisins.

Pípuáætlun 53B, eins og skilgreint er af API 682, er pípuáætlun sem þrýstir hindrunarvökvanum með köfnunarefnishlaðnum þvagblöðru. Þrýstiblöðran verkar beint á hindrunarvökvann og þrýstir á allt þéttikerfið. Þvagblöðran kemur í veg fyrir beina snertingu á milli þrýstigassins og hindrunarvökvans og útilokar frásog gass inn í vökvann. Þetta gerir Piping Plan 53B kleift að nota í hærri þrýstingi en Piping Plan 53A. Sjálfstætt eðli rafgeymisins útilokar einnig þörfina fyrir stöðugt köfnunarefnisbirgðir, sem gerir kerfið tilvalið fyrir fjaruppsetningar.

Kostir blöðrusafnsins eru hins vegar á móti sumum rekstrareiginleikum kerfisins. Þrýstingur A Piping Plan 53B er ákvarðaður beint af þrýstingi gassins í þvagblöðru. Þessi þrýstingur getur breyst verulega vegna nokkurra breyta.

Þvagblöðruna í rafgeyminum verður að forhlaða áður en hindrunarvökvi er bætt inn í kerfið. Þetta skapar grundvöll fyrir alla framtíðarútreikninga og túlkanir á kerfisrekstrinum. Raunverulegur forhleðsluþrýstingur fer eftir rekstrarþrýstingi kerfisins og öryggisrúmmáli hindruvökva í rafgeymunum. Forhleðsluþrýstingurinn er einnig háður hitastigi gassins í þvagblöðru. Athugið: Forhleðsluþrýstingurinn er aðeins stilltur við fyrstu gangsetningu kerfisins og verður ekki stilltur meðan á raunverulegri notkun stendur.

Þrýstingur gassins í þvagblöðrunni mun vera breytilegur eftir hitastigi gassins. Í flestum tilfellum mun hitastig gassins fylgjast með umhverfishitastigi á uppsetningarstaðnum. Notkun á svæðum þar sem miklar daglegar og árstíðabundnar breytingar verða á hitastigi munu upplifa miklar sveiflur í kerfisþrýstingi.

Neysla hindrunarvökvaMeðan á notkun stendur munu vélrænu innsiglin neyta hindrunarvökva í gegnum venjulegan innsigli. Þessi hindrunarvökvi er endurnýjaður af vökvanum í rafgeyminum, sem leiðir til stækkunar á gasi í þvagblöðru og lækkunar á kerfisþrýstingi. Þessar breytingar eru fall af stærð rafgeymans, lekahraða innsigli og æskilegt viðhaldstímabil fyrir kerfið (td 28 dagar).

Breytingin á kerfisþrýstingnum er aðal leiðin til að endanlegur notandi fylgist með innsigli. Þrýstingur er einnig notaður til að búa til viðhaldsviðvörun og til að greina bilanir í innsigli. Hins vegar mun þrýstingur vera stöðugt að breytast á meðan kerfið er í gangi. Hvernig ætti notandinn að stilla þrýstinginn í Plan 53B kerfinu? Hvenær er nauðsynlegt að bæta við hindrunarvökva? Hversu miklum vökva á að bæta við?

Fyrsta útgefið sett af verkfræðilegum útreikningum fyrir Plan 53B kerfi birtist í API 682 fjórðu útgáfu. Viðauki F veitir skref-fyrir-skref leiðbeiningar um hvernig á að ákvarða þrýsting og rúmmál fyrir þessa leiðsluáætlun. Ein af gagnlegustu kröfum API 682 er að búa til staðlaða nafnplötu fyrir blöðrusafna (API 682 fjórða útgáfa, tafla 10). Þetta nafnspjald inniheldur töflu sem sýnir forhleðslu-, áfyllingar- og viðvörunarþrýsting fyrir kerfið yfir svið umhverfishitaskilyrða á notkunarstaðnum. Athugið: taflan í staðlinum er aðeins dæmi og að raunveruleg gildi munu breytast verulega þegar þau eru notuð á tiltekna vettvangsforrit.

Ein af grunnforsendum myndar 2 er að gert er ráð fyrir að leiðsluáætlun 53B virki stöðugt og án þess að breyta upphaflegum forhleðsluþrýstingi. Einnig er gert ráð fyrir að kerfið geti orðið fyrir heilu umhverfishitasviði á stuttum tíma. Þetta hefur veruleg áhrif á hönnun kerfisins og krefjast þess að kerfið sé notað við meiri þrýsting en aðrar pípur með tvöföldum innsigli.

Með því að nota mynd 2 til viðmiðunar er dæmið sett upp á stað þar sem umhverfishiti er á milli -17°C (1°F) og 70°C (158°F). Efri endi þessa sviðs virðist vera óraunhæft hár, en það felur einnig í sér áhrif sólarhitunar á rafgeyma sem verður fyrir beinu sólarljósi. Línurnar á töflunni tákna hitabil á milli hæsta og lægsta gildisins.

Þegar notandi notar kerfið mun hann bæta við hindrunarvökvaþrýstingi þar til áfyllingarþrýstingi er náð við núverandi umhverfishita. Viðvörunarþrýstingurinn er þrýstingurinn sem gefur til kynna að notandi þurfi að bæta við viðbótar hindrunarvökva. Við 25°C (77°F) myndi stjórnandinn forhlaða rafgeyminn í 30,3 bör (440 PSIG), viðvörunin yrði stillt á 30,7 bör (445 PSIG) og stjórnandinn myndi bæta við hindrunarvökva þar til þrýstingurinn náðist. 37,9 bör (550 PSIG). Ef umhverfishiti lækkar í 0°C (32°F), þá mun viðvörunarþrýstingurinn lækka í 28,1 bar (408 PSIG) og áfyllingarþrýstingurinn í 34,7 bör (504 PSIG).

Í þessari atburðarás breytist viðvörunar- og áfyllingarþrýstingur, eða fljóta, til að bregðast við umhverfishita. Þessi aðferð er oft kölluð fljótandi-fljótandi stefna. Bæði vekjarinn og áfyllingin „fljóta“. Þetta leiðir til lægsta rekstrarþrýstings fyrir þéttikerfið. Þetta gerir hins vegar tvær sérstakar kröfur til endanotandans; ákvarða réttan viðvörunarþrýsting og áfyllingarþrýsting. Viðvörunarþrýstingur fyrir kerfið er fall af hitastigi og þetta samband verður að vera forritað inn í DCS kerfi notandans. Áfyllingarþrýstingurinn mun einnig ráðast af umhverfishita, þannig að rekstraraðili þarf að vísa til nafnplötunnar til að finna réttan þrýsting fyrir núverandi aðstæður.

Sumir notendur krefjast einfaldari nálgunar og vilja stefnu þar sem bæði viðvörunarþrýstingur og áfyllingarþrýstingur eru stöðugir (eða fastir) og óháðir umhverfishita. Föst fasta stefnan veitir endanotandanum aðeins einn þrýsting til að fylla á kerfið á ný og aðeins gildi til að gera kerfið viðvörun. Því miður verður þetta ástand að gera ráð fyrir að hitastigið sé við hámarksgildi, þar sem útreikningarnir vega upp á móti því að umhverfishitinn lækkar úr hámarkshita í lágmarkshita. Þetta leiðir til þess að kerfið virkar við hærri þrýsting. Í sumum forritum getur notkun á fastri fastri stefnu leitt til breytinga á innsiglishönnun eða MAWP einkunnum fyrir aðra kerfishluta til að takast á við hækkaðan þrýsting.

Aðrir notendur munu beita blendingsaðferð með föstum viðvörunarþrýstingi og fljótandi áfyllingarþrýstingi. Þetta getur dregið úr rekstrarþrýstingi á sama tíma og viðvörunarstillingar eru einfaldaðar. Ákvörðun um rétta viðvörunarstefnu ætti aðeins að vera tekin eftir að hafa tekið tillit til notkunarskilyrða, umhverfishitasviðs og kröfur notenda.

Það eru nokkrar breytingar á hönnun Piping Plan 53B sem geta hjálpað til við að draga úr sumum þessara áskorana. Upphitun frá sólargeislun getur aukið hámarkshita rafgeymans til muna við hönnunarútreikninga. Með því að setja rafgeyminn í skugga eða smíða sólarhlíf fyrir rafgeyminn getur það eytt sólarhitun og dregið úr hámarkshita í útreikningunum.

Í lýsingunum hér að ofan er hugtakið umhverfishiti notað til að tákna hitastig gassins í þvagblöðru. Við stöðugt ástand eða hægt breytilegt umhverfishitaskilyrði er þetta eðlileg forsenda. Ef það eru miklar sveiflur í umhverfishitaskilyrðum milli dags og nætur getur einangrun rafgeymisins stillt áhrifaríkar hitasveiflur þvagblöðrunnar sem leiðir til stöðugra rekstrarhita.

Hægt er að útvíkka þessa nálgun til að nota hitaspor og einangrun á rafgeymanum. Þegar þessu er beitt á réttan hátt mun rafgeymirinn starfa við eitt hitastig óháð daglegum eða árstíðabundnum breytingum á umhverfishita. Þetta er ef til vill mikilvægasti einstaki hönnunarvalkosturinn sem þarf að íhuga á svæðum með miklum hitabreytingum. Þessi nálgun hefur stóran uppsettan grunn á vettvangi og hefur gert kleift að nota Plan 53B á stöðum sem ekki hefði verið mögulegt með hitaspori.

Notendur sem eru að íhuga að nota Piping Plan 53B ættu að vera meðvitaðir um að þetta lagnaplan er ekki einfaldlega Piping Plan 53A með rafgeyma. Nánast sérhver þáttur kerfishönnunar, gangsetningar, reksturs og viðhalds Plan 53B er einstakur fyrir þessa lagnaáætlun. Flest gremjan sem notendur hafa upplifað stafar af skorti á skilningi á kerfinu. Seal OEMs geta undirbúið ítarlegri greiningu fyrir tiltekið forrit og geta veitt bakgrunninn sem þarf til að hjálpa endanotandanum að tilgreina og reka þetta kerfi á réttan hátt.