Проблемы, с которыми сталкиваются перерабатывающие отрасли, изменились, хотя они продолжают перекачивать жидкости, в том числе опасные или токсичные. Безопасность и надежность по-прежнему имеют первостепенное значение. Однако операторы увеличивают скорость, давление, скорость потока и даже жесткость характеристик жидкости (температуру, концентрацию, вязкость и т. д.) при выполнении многих пакетных операций. Для операторов нефтеперерабатывающих, газоперерабатывающих, нефтехимических и химических заводов безопасность означает контроль и предотвращение потери или воздействия перекачиваемых жидкостей. Надежность означает, что насосы работают эффективно и экономично, требуя меньшего обслуживания.
Правильно спроектированное механическое уплотнение гарантирует оператору насоса длительную, безопасную и надежную работу насоса благодаря проверенной технологии. Доказано, что среди множества вращающихся устройств и множества компонентов механические уплотнения надежно работают в большинстве типов условий эксплуатации.
НАСОСЫ И УПЛОТНЕНИЯ — ХОРОШО ПОДХОДЯТ
Трудно поверить, что прошло почти 30 лет с момента массового продвижения технологии бессальниковых насосов в перерабатывающую промышленность. Новая технология рекламировалась как решение всех проблем и очевидных ограничений механических уплотнений. Некоторые предположили, что эта альтернатива полностью исключит использование механических уплотнений.
Однако вскоре после этой акции конечные пользователи узнали, что механические уплотнения могут соответствовать или превосходить законодательные требования по утечкам и локализации. Кроме того, производители насосов поддержали эту технологию, предоставив обновленные уплотнительные камеры для замены старых «сальников» уплотнений сжатия.
Современные камеры уплотнений разработаны специально для механических уплотнений, что позволяет использовать более надежную технологию в картриджной платформе, обеспечивая более простую установку и создавая среду, позволяющую уплотнениям функционировать в полную силу.
УЛУЧШЕНИЯ ДИЗАЙНА
В середине 1980-х годов новые экологические нормы заставили промышленность обратить внимание не только на сдерживание выбросов и выбросы, но и на надежность оборудования. Среднее среднее время между ремонтами (MTBR) механических уплотнений на химическом заводе составило около 12 месяцев. Сегодня средний MTBR составляет 30 месяцев. В настоящее время в нефтяной промышленности, где действуют одни из самых строгих уровней выбросов, среднее время восстановления составляет более 60 месяцев.
Механические уплотнения сохранили свою репутацию, продемонстрировав способность соответствовать и даже превосходить требования наилучших доступных технологий управления (BACT). Более того, они сделали это, оставаясь при этом экономичной и энергоэффективной технологией, соответствующей нормам выбросов и охраны окружающей среды.
Компьютерные программы позволяют моделировать и создавать прототипы уплотнений до начала производства, чтобы подтвердить, как они будут работать в конкретных условиях эксплуатации, прежде чем устанавливать их в полевых условиях. Возможности проектирования уплотнений и технологии материалов поверхностей уплотнений достигли такой степени, что их можно разрабатывать для индивидуального соответствия технологическому приложению.
Современные программы и технологии компьютерного моделирования позволяют использовать программы трехмерного проектирования, анализа методом конечных элементов (FEA), вычислительной гидродинамики (CFD), анализа твердого тела и диагностических программ тепловидения, которые в прошлом были недоступны или были слишком дорогими. для частого использования при более ранних двухмерных чертежах. Эти достижения в методах моделирования повысили надежность конструкции механических уплотнений.
Эти программы и технологии проложили путь к разработке стандартных картриджных уплотнений с гораздо более прочными компонентами. Они включали удаление пружин и динамических уплотнительных колец из технологической жидкости, а также сделали технологию гибкого статора предпочтительной конструкцией.
ВОЗМОЖНОСТЬ ТЕСТИРОВАНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ДИЗАЙНА
Внедрение стандартных картриджных уплотнений в значительной степени способствовало повышению надежности системы уплотнений благодаря их прочности и простоте установки. Такая надежность обеспечивает более широкий диапазон условий применения и надежную работу.
Кроме того, более быстрое проектирование и изготовление систем уплотнений по индивидуальному заказу позволило выполнить «тонкую настройку» для различных требований к режиму работы насоса. Индивидуальную настройку можно внести либо путем изменения самого уплотнения, либо, что проще, с помощью вспомогательных компонентов системы, таких как схема трубопроводов. Возможность контролировать среду уплотнения в различных условиях эксплуатации с помощью системы поддержки или планов трубопроводов наиболее важна для производительности и надежности уплотнения.
Естественным прогрессом также стало появление большего количества насосов, разработанных по индивидуальному заказу, с соответствующим индивидуальным механическим уплотнением. Сегодня механическое уплотнение можно быстро спроектировать и протестировать для любого типа технологических условий или характеристик насоса. Поверхности уплотнения, размерные параметры камеры уплотнения и способ установки уплотнения в камеру уплотнения могут быть спроектированы и изготовлены по индивидуальному заказу для широкого спектра применений. Обновление таких стандартов, как стандарт 682 Американского института нефти (API), также способствовало повышению надежности уплотнений благодаря требованиям, проверяющим конструкцию, материалы и функциональность уплотнений.
ИНДИВИДУАЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА
Индустрия тюленей ежедневно борется с коммерциализацией технологий производства тюленей. Слишком многие покупатели думают, что «печать есть печать и есть печать». В стандартных насосах часто может использоваться одно и то же основное уплотнение. Однако при установке и применении в конкретных условиях технологического процесса в систему уплотнений часто вносятся некоторые изменения для достижения требуемой надежности при этом конкретном наборе условий эксплуатации и химическом процессе.
Даже при одной и той же стандартной конструкции картриджа существует широкий диапазон возможностей индивидуальной настройки: от выбора компонентов материала до используемой схемы трубопроводов. Рекомендации производителя уплотнений по выбору компонентов системы уплотнений имеют решающее значение для достижения необходимого уровня производительности и общей надежности. Такая индивидуальная настройка может позволить механическим уплотнениям продлить срок обычного использования до 30–60 месяцев MTBR, а не до 24 месяцев.
При таком подходе конечные пользователи могут быть уверены, что получат систему уплотнений, разработанную для их конкретного применения, формы и функций. Эта возможность предоставляет конечному пользователю необходимые знания о работе насоса до его установки. Нет необходимости гадать о том, как работает насос и справится ли он с данной задачей.
НАДЕЖНАЯ КОНСТРУКЦИЯ
Хотя большинство операторов процессов выполняют одни и те же функции, приложения различаются. Процессы протекают с разной скоростью, разной температурой и разной вязкостью, с разными эксплуатационными процедурами и разными конфигурациями насосов.
За прошедшие годы в отрасли механических уплотнений были внедрены значительные инновации, которые снизили чувствительность уплотнений к изменяющимся условиям эксплуатации и привели к повышению надежности. Это означает, что если у конечного пользователя нет контрольно-измерительных приборов для предупреждения о вибрации, температуре, нагрузках на подшипники и электродвигатели, современные уплотнения в большинстве случаев все равно будут выполнять свои основные функции.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Благодаря обеспечению надежности, усовершенствованию материалов, компьютерному проектированию и передовым технологиям производства механические уплотнения продолжают доказывать свою ценность и надежность. Несмотря на изменение контроля выбросов и локализации, а также пределов безопасности и воздействия, уплотнения остались на шаг впереди сложных требований. Вот почему механические уплотнения по-прежнему являются предпочтительным выбором в перерабатывающей промышленности.
Время публикации: 30 июня 2022 г.