Wyzwania stojące przed przemysłem przetwórczym uległy zmianie, mimo że nadal pompuje się płyny, niektóre niebezpieczne lub toksyczne. Bezpieczeństwo i niezawodność nadal mają pierwszorzędne znaczenie. Jednak operatorzy zwiększają prędkości, ciśnienia, natężenia przepływu, a nawet surowość charakterystyki płynu (temperaturę, stężenie, lepkość itp.) podczas przetwarzania wielu operacji wsadowych. Dla operatorów rafinerii ropy naftowej, zakładów przetwórstwa gazu oraz zakładów petrochemicznych i chemicznych bezpieczeństwo oznacza kontrolowanie i zapobieganie utracie lub narażeniu na pompowane płyny. Niezawodność oznacza pompy, które działają wydajnie i ekonomicznie, przy mniejszej wymaganej konserwacji.
Dobrze zaprojektowane uszczelnienie mechaniczne zapewnia operatorowi pompy długotrwałą, bezpieczną i niezawodną pracę pompy dzięki sprawdzonej technologii. Wśród wielu obracających się elementów wyposażenia i niezliczonej liczby komponentów, uszczelnienia mechaniczne są sprawdzone pod kątem niezawodnej pracy w większości warunków pracy.
POMPY I USZCZELNIENIA — DOBRE DOPASOWANIE
Trudno uwierzyć, że minęło prawie 30 lat od masowej promocji technologii pomp bezuszczelnikowych w przemyśle przetwórczym. Nowa technologia była promowana jako rozwiązanie wszystkich problemów i postrzeganych ograniczeń uszczelnień mechanicznych. Niektórzy sugerowali, że ta alternatywa całkowicie wyeliminuje stosowanie uszczelnień mechanicznych.
Jednak niedługo po tej promocji użytkownicy końcowi dowiedzieli się, że uszczelnienia mechaniczne mogą spełniać lub przekraczać wymagania prawne dotyczące szczelności i powstrzymywania. Ponadto producenci pomp wspierali tę technologię, dostarczając zaktualizowane komory uszczelniające, aby zastąpić stare uszczelnienia kompresyjne „dławnice”.
Współczesne komory uszczelnień projektowane są specjalnie pod kątem uszczelnień mechanicznych, co pozwala na zastosowanie trwalszej technologii w platformie wkładowej, ułatwia instalację i tworzy środowisko, w którym uszczelnienia mogą w pełni wykorzystać swój potencjał.
POSTĘP W PROJEKTOWANIU
W połowie lat 80. nowe przepisy dotyczące ochrony środowiska zmusiły przemysł nie tylko do zwrócenia uwagi na ograniczenia i emisje, ale także na niezawodność sprzętu. Średni czas między naprawami (MTBR) uszczelnień mechanicznych w zakładzie chemicznym wynosił około 12 miesięcy. Obecnie średni MTBR wynosi 30 miesięcy. Obecnie przemysł naftowy, podlegający jednemu z najbardziej rygorystycznych poziomów emisji, ma średni MTBR wynoszący ponad 60 miesięcy.
Uszczelnienia mechaniczne utrzymały swoją reputację, wykazując zdolność do spełniania, a nawet przekraczania wymagań najlepszej dostępnej technologii sterowania (BACT). Co więcej, uczyniły to, pozostając jednocześnie ekonomiczną i energooszczędną technologią dostępną do spełniania przepisów dotyczących emisji i ochrony środowiska.
Programy komputerowe umożliwiają modelowanie i prototypowanie uszczelnień przed produkcją, aby potwierdzić, jak poradzą sobie w określonych warunkach pracy przed zainstalowaniem w terenie. Możliwości projektowania produkcji uszczelnień i technologia materiałów powierzchni uszczelnień rozwinęły się do tego stopnia, że można je rozwijać w celu dopasowania do konkretnego zastosowania procesowego.
Dzisiejsze programy i technologie modelowania komputerowego pozwalają na wykorzystanie trójwymiarowego przeglądu projektu, analizy elementów skończonych (FEA), obliczeniowej dynamiki płynów (CFD), analizy ciał sztywnych i programów diagnostycznych obrazowania termicznego, które nie były łatwo dostępne w przeszłości lub były zbyt kosztowne do częstego stosowania przy wcześniejszym projektowaniu dwuwymiarowym. Te postępy w technikach modelowania przyczyniły się do niezawodności projektu uszczelnień mechanicznych.
Te programy i technologie doprowadziły do zaprojektowania standardowych uszczelnień wkładowych z dużo bardziej wytrzymałymi komponentami. Obejmowały one usunięcie sprężyn i dynamicznych pierścieni uszczelniających z płynu procesowego i sprawiły, że elastyczna technologia statora stała się projektem z wyboru.
MOŻLIWOŚĆ TESTOWANIA PROJEKTÓW NIESTANDARDOWYCH
Wprowadzenie standardowych uszczelnień wkładowych znacząco przyczyniło się do większej niezawodności systemu uszczelniającego dzięki ich solidności i łatwości instalacji. Ta solidność umożliwia szerszy zakres warunków zastosowania przy niezawodnej wydajności.
Ponadto szybsze projektowanie i wytwarzanie specjalnie zaprojektowanych systemów uszczelniających umożliwiło „dokładne dostrojenie” do zmieniających się wymagań dotyczących pracy pompy. Dostosowanie można wprowadzić albo poprzez zmiany w samym uszczelnieniu, albo, co jest łatwiejsze, poprzez pomocnicze komponenty systemu, takie jak plan rurociągów. Możliwość kontrolowania środowiska uszczelnienia w zmieniających się warunkach pracy za pomocą systemu wsparcia lub planów rurociągów jest najważniejsza dla wydajności i niezawodności uszczelnienia.
Naturalnym postępem było również zaprojektowanie większej liczby pomp na zamówienie z odpowiednim dostosowanym uszczelnieniem mechanicznym. Obecnie uszczelnienie mechaniczne można szybko zaprojektować i przetestować pod kątem dowolnych warunków procesowych lub charakterystyk pompy. Powierzchnie uszczelnienia, parametry wymiarowe komory uszczelnienia i sposób dopasowania uszczelnienia do komory uszczelnienia można zaprojektować i wykonać tak, aby pasowały do szerokiego zakresu zastosowań. Aktualizacja norm, takich jak norma American Petroleum Institute (API) 682, również zwiększyła niezawodność uszczelnienia dzięki wymaganiom, które weryfikują projekt uszczelnienia, materiały i funkcjonalność.
DOPASOWANIE NA MIARĘ
Branża uszczelnień codziennie walczy z komodytyzacją technologii uszczelnień. Zbyt wielu nabywców myśli, że „uszczelnienie to uszczelnienie to uszczelnienie”. Standardowe pompy często mogą używać tego samego podstawowego uszczelnienia. Jednak po zainstalowaniu i zastosowaniu w określonych warunkach procesu, pewien rodzaj dostosowania w systemie uszczelnień jest często wdrażany w celu uzyskania wymaganej niezawodności w ramach określonego zestawu warunków pracy i procesu chemicznego.
Nawet przy tej samej standardowej konstrukcji wkładu istnieje szeroki zakres możliwości dostosowania, od wyboru komponentów materiałowych po zastosowany plan rurociągów. Wskazówki dotyczące wyboru komponentów systemu uszczelniającego przez producenta uszczelnienia są kluczowe dla osiągnięcia wymaganego poziomu wydajności i ogólnej niezawodności. Ten typ dostosowania może umożliwić uszczelnieniom mechanicznym wydłużenie normalnego użytkowania do 30 do 60 miesięcy MTBR zamiast 24 miesięcy.
Dzięki takiemu podejściu użytkownicy końcowi mogą być pewni, że otrzymają system uszczelniający zaprojektowany do ich konkretnego zastosowania, formy i funkcji. Możliwość ta zapewnia użytkownikowi końcowemu wiedzę wymaganą na temat działania pompy przed jej zainstalowaniem. Nie jest konieczne zgadywanie, jak pompa działa lub czy poradzi sobie z zastosowaniem.
NIEZAWODNA KONSTRUKCJA
Podczas gdy większość operatorów procesów wykonuje te same funkcje, zastosowania nie są takie same. Procesy przebiegają z różnymi prędkościami, różnymi temperaturami i różnymi lepkościami, z różnymi procedurami operacyjnymi i różnymi konfiguracjami pomp.
Przez lata przemysł uszczelnień mechanicznych wprowadził znaczące innowacje, które zmniejszyły wrażliwość uszczelnień na zmienne warunki pracy i doprowadziły do wzrostu niezawodności. Oznacza to, że jeśli użytkownik końcowy nie ma urządzeń monitorujących, które mogłyby ostrzegać przed wibracjami, temperaturą, obciążeniami łożysk i silników, dzisiejsze uszczelnienia w większości przypadków nadal będą spełniać swoje podstawowe funkcje.
WNIOSEK
Dzięki inżynierii niezawodności, ulepszeniom materiałów, projektowaniu wspomaganemu komputerowo i zaawansowanym technikom produkcji uszczelnienia mechaniczne nadal udowadniają swoją wartość i niezawodność. Pomimo zmieniających się kontroli emisji i ograniczania oraz limitów bezpieczeństwa i narażenia, uszczelnienia wyprzedzają trudne wymagania. Dlatego uszczelnienia mechaniczne są nadal preferowanym wyborem w przemyśle przetwórczym.
Czas publikacji: 30-06-2022