Блог

Apr 05, 2024

Определите лучший план трубопроводов для поддержки механических уплотнений в вертикальных насосах

Максимальное использование механического уплотнения прямо пропорционально качеству окружающей среды, в которой оно работает. Почти в каждом применении ключ к долговечности и долговечности механического уплотнения

Максимальное использование механического уплотнения прямо пропорционально качеству окружающей среды, в которой оно работает. Практически во всех случаях применения ключом к долговечности механического уплотнения и увеличению средней наработки на отказ (MTBF) является понимание потребностей механического уплотнения и способов его обслуживания. Хотя каждое применение уникально в своих требованиях к механическому уплотнению, применение вертикальных насосов сопряжено с определенным набором проблем.

При определении наилучшего плана(ов) трубопроводов для поддержки механического уплотнения важно сначала понять, как различные типы насосов могут влиять на давление в камере уплотнения. Например, давление в камере уплотнения вертикального консольного насоса (OH3) будет зависеть от конкретных характеристик рабочего колеса. В то время как для вертикального водоотливного насоса (VS5), поскольку нагнетательный трубопровод проходит за пределами колонны вала, давление в камере уплотнения будет очень близко к атмосферному давлению. В этой статье основное внимание уделяется трем уникальным категориям насосов: вертикальным турбинным насосам и насосам для мокрой ямы, вертикальным водоотливным и шламовым насосам и вертикальным консольным насосам.

Механическое уплотнение вертикальной турбины или насоса для мокрой ямы расположено в колонне вала над монтажной пластиной насоса. Технологическая жидкость поднимается через колонну вала и выходит из насоса из нагнетательного патрубка. Благодаря этому давление в камере уплотнения будет эквивалентно давлению нагнетания насоса. Механическое уплотнение должно иметь надлежащую вентиляцию, чтобы предотвратить образование паровых пробок, поэтому промывочное отверстие должно располагаться как можно выше в осевом направлении (над поверхностями уплотнения).

Наиболее распространенной системой трубопроводов, выбираемой для насосов такого типа, является план 13 Американского нефтяного института (API), размер которого необходимо выбирать так, чтобы обеспечить достаточный поток промывки через поверхности уплотнения, чтобы они оставались прохладными и смазанными. Основное преимущество плана 13 API в этой компоновке заключается в том, что он обеспечивает непрерывную вентиляцию технологической жидкости во избежание накопления пара в камере уплотнения и образования паровой пробки в уплотнении.

Осевое положение промывочных отверстий становится важным при эксплуатации вертикального механического уплотнения. Чтобы обеспечить наилучший сценарий вентиляции, промывочные (FO) порты должны располагаться как можно дальше снаружи, над поверхностями уплотнения. Напротив, для любого вертикально ориентированного уплотнения порты для промывки (FI) должны находиться ниже портов FO. Если возможно, промывочные отверстия в механическом уплотнении должны быть тангенциальными, чтобы облегчить поток жидкости через уплотнение.

API Plan 13 также можно использовать для удаления твердых частиц из камеры уплотнения. Если в технологической жидкости есть твердые частицы, рекомендуется использовать план API 13 в сочетании со спускной втулкой (обычно поставляемой производителем насоса) и включать план API 32 для правильной промывки камеры уплотнения.

Вертикальные водоотливные и шламовые насосы отличаются от вертикальных турбинных насосов тем, что технологическая жидкость не выбрасывается через колонну вала. К выпускному патрубку подсоединяется отдельный участок трубопровода, так что технологическая жидкость выбрасывается за пределы колонны шахты в отдельное место.

В результате большая часть шахтной колонны остается пустой (заполненной воздухом или паром) и при атмосферном давлении. Поскольку это так, механическое уплотнение требуется только для предотвращения утечки нежелательных паров в атмосферу. В зависимости от выбранной схемы трубопроводов для этого можно использовать систему газовой или жидкостной барьерной жидкости.

Планы API 53, 54 и 74 предусматривают подачу затворной жидкости под давлением (жидкий барьер для Плана 53 и 54, газовый барьер для Плана 74) в уплотнение, чтобы предотвратить утечку технологической жидкости в атмосферу. Это может быть наиболее критично при герметизации вертикального отстойника или шламового насоса, где пар может накапливаться в колонне шахты. Если для вертикального отстойника или шламового насоса выбрана барьерная система под давлением, крайне важно обеспечить наличие дренажного отверстия в колонне шахты. Если дренажное отверстие отсутствует, колонка вала может заполниться жидкостью и создать избыточное давление в уплотнении.

В вертикальном консольном насосе механическое уплотнение находится прямо над задней частью рабочего колеса, как и в горизонтальном консольном насосе. Поскольку это так, характеристики рабочего колеса будут оказывать значительное влияние на давление, действующее в камере уплотнения. Компенсационные кольца обеспечивают плотный контакт между рабочим колесом и корпусом насоса, чтобы предотвратить рециркуляцию жидкости на нагнетании обратно на всасывание. Они также уменьшают осевую нагрузку на рабочее колесо за счет уменьшения перепада давления между передней частью рабочего колеса и камерой уплотнения. В зависимости от характеристик рабочего колеса давление в камере уплотнения будет находиться между давлением всасывания и нагнетания для вертикальных консольных насосов.