Разница между хорошей и плохой производительностью оборудования заключается во внимании к деталям

Планы API (Американского института нефти) - это стандартизированные рекомендации, которые определяют наилучшие методы работы технологических систем для достижения наилучшего времени безотказной работы. Понимание преимуществ и недостатков каждого плана API необходимо для обеспечения максимальной долговечности вращающегося оборудования и механических уплотнений. В данном документе рассматривается план API 23.

API Plan 23 часто используется с вращающимся оборудованием, таким как центробежные насосы, которые обрабатывают жидкость при повышенных температурах. Типичные области применения включают питательные и циркуляционные насосы для котлов, а также насосы для горячего масла.

API Plan 23 предназначен для подачи жидкости в торцевое уплотнение для охлаждения и смазки уплотнительных поверхностей, что, в свою очередь, способствует повышению долговечности торцевого уплотнения и насоса.

‍

ЧТО НА САМОМ ДЕЛЕ ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ API PLAN 23?

Рисунок 1- План 23

На рисунке 1 показана типичная конфигурация API Plan 23.

Долговечность механического уплотнения Plan 23 достигается благодаря его невероятной эффективности охлаждения.

План 23 - это, по сути, система "замкнутого контура охлаждения", которая создает идеальную среду на торцах механических уплотнений, разделяя температуры и условия в технологическом насосе и условия на торцах уплотнений.

Безусловно, существуют адаптации, усовершенствования и дополнения, такие как датчики температуры и оребренные трубки, однако базовая система Plan 23 в основном использует устройство циркуляции жидкости, которое часто является частью механического уплотнения, и внешний теплообменник.

В системе Plan 23 "изолированная" технологическая жидкость циркулирует в практически замкнутом контуре от уплотнения к теплообменнику и обратно к уплотнению.

‍

ТЕПЕРЬ ДАВАЙТЕ РАССМОТРИМ НЕКОТОРЫЕ ОСНОВНЫЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ ПРИНЦИПЫ.

Вопрос: "Если вы хотите эффективно охладить жидкость с помощью теплообменника в системе с замкнутым контуром, что лучше - попытаться охладить большой объем жидкости или охладить небольшой объем жидкости?"

‍

Ответ: При прочих равных условиях, чем меньше объем жидкости, проходящей через теплообменник в системе с замкнутым контуром, тем эффективнее теплообменник отводит тепло от жидкости.

‍

Это связано с тем, что небольшой резервуар с жидкостью пройдет через теплообменник гораздо большее количество раз, чем большой резервуар с жидкостью, за любой заданный период времени. Это показано на рисунке 2.

‍

Рисунок 2- Хороший план 23 против плохого плана 23

Помните: Крутые лица тюленей = счастливые лица тюленей.

‍

Поэтому, когда вы собираетесь установить систему Plan 23, первое, что нужно учитывать, - это объем жидкости, который присутствует в замкнутой системе Plan 23.

Теперь давайте рассмотрим несколько примеров реальных конструкций уплотнений/насосов Plan 23.

API682 считается премиальной спецификацией механических уплотнений, используемых во многих отраслях промышленности, но особенно часто они применяются в нефтегазовой и нефтехимической отраслях.

API682 определяет большие площади уплотнительных камер в технологических насосах, чтобы по существу максимизировать объем жидкости вокруг уплотнительных поверхностей для облегчения охлаждения и смазки уплотнительных поверхностей.

Однако такой большой объем жидкости работает против вас при применении плана 23, особенно если разработчик оборудования разместил ограничительную втулку в нижней части камеры уплотнения, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3- Большой объем жидкости в плане 23 Замкнутый контур.

Как показано на рисунке 3, весь объем технологической жидкости "большого бассейна" в камере уплотнения является частью системы с замкнутым контуром! Мало того, что это большой объем жидкости, она еще и постоянно перегревается за счет тепловой конвекции через корпус насоса от горячей части насоса. Это добавляет лишнее тепло в замкнутый контур Plan 23. Что касается уплотнительных поверхностей, то такое расположение является ДВОЙНЫМ НЕГАТИВОМ!

В результате такой некачественной конструкции оборудования уплотнительные поверхности либо перегреваются, либо поставщику системы приходится устанавливать теплообменник слишком большого размера, чтобы справиться с огромным "лавовым бассейном" жидкости. Это увеличивает ненужные затраты на систему и повышает риск для торцов механических уплотнений.

На рисунке 4 показан гораздо более удачный дизайн Plan 23.

На рисунке 4 видно, что картриджное торцевое уплотнение имеет встроенную ограничительную втулку для изоляции рабочей жидкости в камере уплотнения от рабочей жидкости на торцах уплотнения.

Во-первых, читатель увидит, что объем жидкости в "замкнутом контуре" механического уплотнения значительно меньше в решении, представленном на рисунке 4, по сравнению с рисунком 3.

Кроме того, из рисунка 4 видно, что технологическая жидкость, циркулирующая в замкнутом контуре механического уплотнения, изолирована от тепловой конвекции, воздействующей на жидкость камеры уплотнения от технологического насоса.

Такое расположение не только благоприятно для торцов механического уплотнения, производительности теплообменника и размера/стоимости, но и означает, что тепло не будет постоянно отсасываться и охлаждаться от горячей рабочей жидкости, как показано на рисунке 3.

Просто обращая внимание на детали, конструкция торцевого уплотнения, показанная на рисунке 4, позволяет значительно сэкономить энергию и стоимость целостной насосной системы, что может стать огромной экономией за годы эксплуатации насоса.

Рисунок 4- Малый объем жидкости в плане 23 Замкнутый контур.

ДАЛЬНЕЙШИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ЭЛЕГАНТНОГО ДИЗАЙНА ПЛАНА 23?

Теперь, когда требуемый размер/емкость теплообменника минимизированы благодаря конструкции уплотнения Plan 23 на рис. 4, можно использовать альтернативное теплообменное оборудование.

Опытный читатель поймет, что большинство обычных теплообменников Plan 23 имеют "кожухотрубную" конструкцию. Эти теплообменники охлаждаются путем пропускания воды через корпус теплообменника, как показано на рис. 4. Иногда эта вода подается из замкнутой кольцевой магистрали, а иногда использованная вода из теплообменника просто направляется в дренаж.

В некоторых регионах мира вода в водопроводных сетях является "жесткой". Это означает, что она содержит большое количество кальция и магния, которые могут откладываться на внутренних поверхностях трубопроводов и в конечном итоге ограничивают поток воды и эффективность теплообмена в системе. Поэтому перед использованием жесткой воды некоторые установки обрабатывают ее для удаления кальция и магния. Это увеличивает стоимость установки и делает систему физически неприглядной во всех отношениях.

Поэтому, независимо от способа подачи воды, читатель заметит, что подача воды в обычный теплообменник Plan 23 связана с определенными затратами.

Теперь давайте вернемся к нашей элегантной конструкции механического уплотнения на рисунке 4.

Теперь, когда размер/емкость теплообменника сведены к минимуму, можно изучить альтернативные, возможно, менее эффективные, но более экономичные решения по отводу тепла.

Взгляните на решение, показанное на рисунке 5.

Рисунок 5- Экологически чистый план 23 Замкнутый контур.

Из рисунка 5 видно, что к теплообменнику больше не подводится сетевая вода. Показанная система представляет собой конструкцию с воздушным охлаждением и сочетанием опорной системы теплообменных уплотнений и оребренных трубок.

Поскольку эта система не требует внешнего водоснабжения, она позволяет экономить на

- расходы на водоснабжение,

- первоначальные капитальные затраты на поставку оборудования,

- текущие эксплуатационные расходы и

- сложность системы.

Так как механическое уплотнение имеет элегантный дизайн, оно оказывает огромное влияние на требования к системе поддержки..... победитель победитель куриный ужин!

‍

РЕЗЮМЕ:

API Plan 23 - отличная система для горячих технологических процессов, но ее эффективность может быть значительно снижена из-за недостаточного внимания к деталям и плохой конструкции оборудования.

Здравый смысл подсказывает, что гораздо лучше минимизировать объем жидкости, циркулирующей в системе с замкнутым контуром. Это позволяет минимизировать размер и стоимость теплообменника.

Здравый смысл показывает, что гораздо лучше изолировать жидкость на торцах торцевого уплотнения от жидкости в камере уплотнения, которая перегревается за счет конвективной теплопередачи от технологического насоса.

Если обратить внимание на эти две простые детали, можно получить множество прямых и косвенных преимуществ.

Вы не только создаете идеальную охлаждающую среду для долговечности механических уплотнений, но и экономите огромные средства на капитальных затратах, связанных с приобретением крупногабаритного теплообменного оборудования.

Кроме того, вы экономите на расходах на водоснабжение, либо полностью исключая воду из системы, либо сокращая ее подачу в теплообменник.

И наконец, что, вероятно, является наиболее существенной экономией, элегантная конструкция уплотнения обеспечивает экономию тепловых/тепловых затрат, делая технологический насос более эффективным при работе в условиях высоких температур.

Поэтому внимание к деталям при выборе, проектировании и эксплуатации оборудования Plan 23 очень важно.

‍

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Свяжитесь с отделом технических продаж компании "Надежные уплотнения", чтобы получить дополнительную информацию или записаться на нашу программу "Онлайн-обучение надежности".

"Обучение - это постоянный процесс открытий без конца" - Брюс Ли (мастер боевых искусств и актер)