P: Instal·larem el doble d'alta pressiósegells mecànicsi esteu considerant utilitzar un Pla 53B?Quines són les consideracions?Quines diferències hi ha entre les estratègies d'alarma?
Disposició 3 segells mecànics sóndoble segellon la cavitat del fluid de barrera entre els segells es manté a una pressió superior a la pressió de la cambra de segellat.Amb el temps, la indústria ha desenvolupat diverses estratègies per crear l'entorn d'alta pressió necessari per a aquests segells.Aquestes estratègies es recullen als plànols de canonades del segell mecànic.Tot i que molts d'aquests plans compleixen funcions similars, les característiques operatives de cadascun poden ser molt diferents i afectaran tots els aspectes del sistema de segellat.
El pla de canonades 53B, tal com es defineix per l'API 682, és un pla de canonades que pressuritza el fluid de barrera amb un acumulador de bufeta carregat de nitrogen.La bufeta a pressió actua directament sobre el fluid de barrera, pressionant tot el sistema de segellat.La bufeta evita el contacte directe entre el gas de pressurització i el fluid de barrera eliminant l'absorció de gas al fluid.Això permet que el Piping Plan 53B s'utilitzi en aplicacions de pressió més alta que el Piping Plan 53A.La naturalesa autònoma de l'acumulador també elimina la necessitat d'un subministrament constant de nitrogen, cosa que fa que el sistema sigui ideal per a instal·lacions remotes.
Els beneficis de l'acumulador de bufeta es veuen, però, compensats per algunes de les característiques de funcionament del sistema.La pressió d'un pla de canonades 53B està determinada directament per la pressió del gas a la bufeta.Aquesta pressió pot canviar dràsticament a causa de diverses variables.
Precàrrega
La bufeta de l'acumulador s'ha de carregar prèviament abans d'afegir fluid de barrera al sistema.Això crea la base per a tots els càlculs i interpretacions futurs del funcionament dels sistemes.La pressió real de precàrrega depèn de la pressió de funcionament del sistema i del volum de seguretat del fluid de barrera als acumuladors.La pressió de precàrrega també depèn de la temperatura del gas a la bufeta.Nota: la pressió de precàrrega només s'estableix a la posada en marxa inicial del sistema i no s'ajustarà durant el funcionament real.
Temperatura
La pressió del gas a la bufeta variarà en funció de la temperatura del gas.En la majoria dels casos, la temperatura del gas farà un seguiment de la temperatura ambient al lloc d'instal·lació.Les aplicacions en regions on hi ha grans canvis de temperatura diaris i estacionals experimentaran grans oscil·lacions en la pressió del sistema.
Consum de líquid de barreraDurant el funcionament, els segells mecànics consumiran fluid de barrera mitjançant una fuita normal del segell.Aquest fluid de barrera és reposat pel fluid de l'acumulador, donant lloc a una expansió del gas a la bufeta i una disminució de la pressió del sistema.Aquests canvis són una funció de la mida de l'acumulador, les taxes de fuites del segell i l'interval de manteniment desitjat per al sistema (per exemple, 28 dies).
El canvi en la pressió del sistema és la forma principal en què l'usuari final fa un seguiment del rendiment del segell.La pressió també s'utilitza per crear alarmes de manteniment i detectar fallades de segell.Tanmateix, les pressions canviaran contínuament mentre el sistema estigui en funcionament.Com ha de configurar l'usuari les pressions en el sistema del Pla 53B?Quan cal afegir líquid barrera?Quant de líquid s'ha d'afegir?
El primer conjunt de càlculs d'enginyeria àmpliament publicat per als sistemes del Pla 53B va aparèixer a la quarta edició de l'API 682.L'annex F proporciona instruccions pas a pas sobre com determinar les pressions i els volums per a aquest pla de canonades.Un dels requisits més útils de l'API 682 és la creació d'una placa d'identificació estàndard per als acumuladors de bufeta (API 682 Quarta edició, Taula 10).Aquesta placa d'identificació conté una taula que recull les pressions de precàrrega, recàrrega i alarma del sistema en el rang de condicions de temperatura ambient al lloc d'aplicació.Nota: la taula de l'estàndard és només un exemple i que els valors reals canviaran significativament quan s'apliquin a una aplicació de camp específica.
Un dels supòsits bàsics de la figura 2 és que s'espera que el pla de canonades 53B funcioni de manera contínua i sense canviar la pressió inicial de precàrrega.També es suposa que el sistema pot estar exposat a tot un rang de temperatura ambient durant un període curt de temps.Aquests tenen implicacions importants en el disseny del sistema i requereixen que el sistema funcioni a una pressió superior a la d'altres plans de canonades de doble segell.
Utilitzant la figura 2 com a referència, l'aplicació d'exemple s'instal·la en un lloc on la temperatura ambient està entre -17 °C (1 °F) i 70 °C (158 °F).L'extrem superior d'aquest rang sembla ser poc realista, però també inclou els efectes de l'escalfament solar d'un acumulador que està exposat a la llum solar directa.Les files de la taula representen els intervals de temperatura entre els valors més alt i més baix.
Quan l'usuari final està operant el sistema, afegirà pressió de fluid de barrera fins que s'assoleixi la pressió de recàrrega a la temperatura ambient actual.La pressió d'alarma és la pressió que indica que l'usuari final necessita afegir fluid de barrera addicional.A 25 °C (77 °F), l'operador carregaria prèviament l'acumulador a 30,3 bar (440 PSIG), l'alarma s'establiria en 30,7 bar (445 PSIG) i l'operador afegiria fluid de barrera fins que arribés a la pressió. 37,9 bar (550 PSIG).Si la temperatura ambient baixa a 0 °C (32 °F), la pressió d'alarma baixarà a 28,1 bar (408 PSIG) i la pressió d'ompliment a 34,7 bar (504 PSIG).
En aquest escenari, les pressions d'alarma i de recàrrega canvien, o floten, en resposta a les temperatures ambientals.Aquest enfocament es coneix sovint com a estratègia flotant-flotant.Tant l'alarma com la recàrrega "floten".Això es tradueix en les pressions de funcionament més baixes per al sistema de segellat.Això, però, posa dos requisits específics a l'usuari final;determinant la pressió d'alarma i la pressió d'ompliment correctes.La pressió d'alarma del sistema és una funció de la temperatura i aquesta relació s'ha de programar al sistema DCS de l'usuari final.La pressió de recàrrega també dependrà de la temperatura ambient, de manera que l'operador haurà de consultar la placa d'identificació per trobar la pressió correcta per a les condicions actuals.
Simplificació d'un procés
Alguns usuaris finals demanen un enfocament més senzill i desitgen una estratègia en què tant la pressió d'alarma com les pressions d'ompliment siguin constants (o fixes) i independents de la temperatura ambient.L'estratègia fix-fix proporciona a l'usuari final només una pressió per reomplir el sistema i un únic valor per alarmar el sistema.Malauradament, aquesta condició ha de suposar que la temperatura es troba al valor màxim, ja que els càlculs compensen la caiguda de la temperatura ambient de la temperatura màxima a la mínima.Això fa que el sistema funcioni a pressions més altes.En algunes aplicacions, l'ús d'una estratègia fixa-fixa pot provocar canvis en el disseny del segell o en les classificacions MAWP d'altres components del sistema per gestionar les pressions elevades.
Altres usuaris finals aplicaran un enfocament híbrid amb una pressió d'alarma fixa i una pressió de recàrrega flotant.Això pot reduir la pressió de funcionament alhora que simplifica la configuració de l'alarma.La decisió de l'estratègia d'alarma correcta només s'ha de prendre després de considerar les condicions de l'aplicació, el rang de temperatura ambient i els requisits de l'usuari final.
Eliminació d'obstacles
Hi ha algunes modificacions en el disseny del pla de canonades 53B que poden ajudar a mitigar alguns d'aquests reptes.L'escalfament de la radiació solar pot augmentar considerablement la temperatura màxima de l'acumulador per als càlculs de disseny.Col·locar l'acumulador a l'ombra o construir un protector solar per a l'acumulador pot eliminar l'escalfament solar i reduir la temperatura màxima en els càlculs.
A les descripcions anteriors, el terme temperatura ambient s'utilitza per representar la temperatura del gas a la bufeta.En condicions de temperatura ambient en estat estacionari o canviant lentament, aquesta és una hipòtesi raonable.Si hi ha grans oscil·lacions en les condicions de temperatura ambient entre el dia i la nit, l'aïllament de l'acumulador pot moderar els canvis efectius de la temperatura de la bufeta, donant lloc a temperatures de funcionament més estables.
Aquest enfocament es pot estendre a l'ús de traçat de calor i aïllament a l'acumulador.Quan això s'aplica correctament, l'acumulador funcionarà a una temperatura independentment dels canvis diaris o estacionals de la temperatura ambient.Aquesta és potser l'opció de disseny únic més important a considerar en zones amb grans variacions de temperatura.Aquest enfocament té una gran base instal·lada al camp i ha permès utilitzar el Pla 53B en llocs que no haurien estat possibles amb el traçat tèrmic.
Els usuaris finals que estiguin considerant utilitzar un pla de canonades 53B han de tenir en compte que aquest pla de canonades no és simplement un pla de canonades 53A amb un acumulador.Pràcticament tots els aspectes del disseny del sistema, la posada en marxa, l'operació i el manteniment d'un Pla 53B són únics d'aquest pla de canonades.La majoria de les frustracions que han experimentat els usuaris finals provenen de la manca de comprensió del sistema.Els OEM de Seal poden preparar una anàlisi més detallada per a una aplicació específica i poden proporcionar els antecedents necessaris per ajudar l'usuari final a especificar i operar correctament aquest sistema.
Hora de publicació: Jun-01-2023