Предизвикателствата пред преработвателните индустрии са се променили, въпреки че те продължават да изпомпват флуиди, някои от които опасни или токсични. Безопасността и надеждността все още са от първостепенно значение. Въпреки това, операторите увеличават скоростите, налягането, дебита и дори тежестта на характеристиките на флуида (температура, концентрация, вискозитет и др.), докато обработват много партидни операции. За операторите на петролни рафинерии, газопреработвателни съоръжения и нефтохимически и химически заводи, безопасността означава контролиране и предотвратяване на загубата или излагането на изпомпваните флуиди. Надеждността означава помпи, които работят ефективно и икономично, с по-малко необходима поддръжка.
Правилно проектираното механично уплътнение гарантира на оператора на помпата дълготрайна, безопасна и надеждна работа с доказана технология. Сред множеството въртящи се съоръжения и безброй компоненти, механичните уплътнения са доказано надеждни при повечето видове работни условия.
ПОМПИ И УПЛЪТНЕНИЯ – ДОБРО ПОДХОДЯЩИ
Трудно е да се повярва, че са минали почти 30 години от масовото навлизане на технологията за безуплътнителни помпи в преработвателната промишленост. Новата технология беше рекламирана като решение на всички проблеми и предполагаеми ограничения на механичните уплътнения. Някои предполагаха, че тази алтернатива ще елиминира изцяло използването на механични уплътнения.
Въпреки това, не след дълго след тази промоция, крайните потребители научиха, че механичните уплътнения могат да отговарят или да надхвърлят законовите изисквания за течове и ограничаване на течове. Освен това, производителите на помпи подкрепиха технологията, като предоставиха актуализирани уплътнителни камери, за да заменят старите компресионни „салникови кутии“.
Днешните уплътнителни камери са проектирани специално за механични уплътнения, което позволява по-стабилна технология в картриджна платформа, осигурява по-лесен монтаж и създава среда, която позволява на уплътненията да функционират с пълния си потенциал.
ПОДОБРЕНИЯ В ДИЗАЙНА
В средата на 80-те години на миналия век, новите екологични разпоредби принудиха индустрията не само да обърне внимание на ограничаването на емисиите, но и на надеждността на оборудването. Средното време между ремонти (MTBR) за механични уплътнения в химически заводи беше приблизително 12 месеца. Днес средното MTBR е 30 месеца. В момента петролната промишленост, подложена на едни от най-строгите нива на емисии, има средно MTBR от над 60 месеца.
Механичните уплътнения запазиха репутацията си, като демонстрираха способността си да отговарят и дори да надхвърлят изискванията на най-добрата налична технология за контрол (BACT). Освен това, те направиха това, като същевременно останаха икономична и енергийно ефективна технология, достъпна за спазване на разпоредбите за емисии и опазване на околната среда.
Компютърните програми позволяват моделирането и прототипирането на уплътненията преди производството им, за да се потвърди как ще се справят със специфични работни условия, преди да бъдат инсталирани на място. Възможностите за проектиране в производството на уплътнения и технологията на материалите за повърхността на уплътненията са се развили до степен, че те могат да бъдат разработени за перфектно съответствие с дадено технологично приложение.
Съвременните програми и технологии за компютърно моделиране позволяват използването на 3D преглед на проекта, анализ на крайни елементи (FEA), изчислителна флуидна динамика (CFD), анализ на твърдо тяло и програми за термовизионна диагностика, които не бяха лесно достъпни в миналото или бяха твърде скъпи за честа употреба с по-ранните 2D чертежи. Тези подобрения в техниките за моделиране допринесоха за надеждността на дизайна на механичните уплътнения.
Тези програми и технологии проправиха пътя към проектирането на стандартни картриджни уплътнения с много по-здрави компоненти. Те включват премахването на пружини и динамични О-пръстени от технологичния флуид и правят технологията на гъвкавия статор предпочитан дизайн.
ВЪЗМОЖНОСТ ЗА ТЕСТВАНЕ НА ПОРЪЧАЛЕН ДИЗАЙН
Въвеждането на стандартни картриджни уплътнения допринесе значително за по-голяма надеждност на уплътнителните системи чрез тяхната здравина и лесен монтаж. Тази здравина позволява по-широк диапазон от условия на приложение с надеждна работа.
Освен това, по-бързото проектиране и производство на персонализирани уплътнителни системи позволиха „фина настройка“ за различни изисквания за работа на помпата. Персонализирането може да се осъществи или чрез промени в самото уплътнение, или, по-лесно, чрез помощни системни компоненти, като например план за тръбопроводи. Възможността за контрол на средата на уплътнението при различни работни условия чрез опорна система или планове за тръбопроводи е най-важна за производителността и надеждността на уплътнението.
Естествено развитие се наблюдаваше и при по-специализираните помпи със съответно персонализирано механично уплътнение. Днес механичното уплътнение може да бъде бързо проектирано и тествано за всякакъв тип технологични условия или характеристики на помпата. Уплътнителните повърхности, размерните параметри на уплътнителната камера и начинът, по който уплътнението пасва в нея, могат да бъдат проектирани и изработени по поръчка за широк спектър от приложения. Актуализирането на стандарти, като например стандарт 682 на Американския петролен институт (API), също доведе до по-голяма надеждност на уплътненията чрез изисквания, които валидират дизайна, материалите и функционалността на уплътнението.
ПЕРСОНАЛИЗИРАНО ПРИЛЕПВАНЕ
Уплътнителната индустрия се бори ежедневно с комерсиализацията на уплътнителната технология. Твърде много купувачи смятат, че „уплътнението си е уплътнение“. Стандартните помпи често могат да използват едно и също основно уплътнение. Въпреки това, когато се инсталира и прилага при специфични технологични условия, често се прилага някакъв вид персонализиране в уплътнителната система, за да се постигне необходимата надеждност при този специфичен набор от работни условия и химичен процес.
Дори при един и същ стандартен дизайн на патрона, съществува широк спектър от възможности за персонализиране - от избор на материални компоненти до използваната схема на тръбопроводите. Указанията за избор на компонентите на уплътнителната система от производителя на уплътненията са от решаващо значение за постигане на необходимото ниво на производителност и цялостна надеждност. Този тип персонализиране може да позволи на механичните уплътнения да удължат нормалната си употреба до 30 до 60 месеца MTBR, вместо 24 месеца.
С този подход крайните потребители могат да бъдат сигурни, че ще получат уплътнителна система, проектирана за тяхното специфично приложение, форма и функция. Тази възможност предоставя на крайния потребител необходимите знания за работата на помпата, преди тя да бъде инсталирана. Не е необходимо да се правят предположения относно това как работи помпата или дали може да се справи с приложението.
НАДЕЖДЕН ДИЗАЙН
Въпреки че повечето оператори на процеси изпълняват едни и същи функции, приложенията им не са еднакви. Процесите протичат с различни скорости, различни температури и различен вискозитет, с различни оперативни процедури и различни конфигурации на помпите.
През годините индустрията за механични уплътнения въведе значителни иновации, които намалиха чувствителността на уплътненията към различни работни условия и доведоха до повишаване на надеждността. Това означава, че ако крайният потребител не разполага с инструменти за мониторинг, които да предоставят предупреждения за вибрации, температура, лагери и натоварвания на двигателя, днешните уплътнения в повечето случаи все още ще изпълняват основните си функции.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Чрез надеждно инженерство, подобрения на материалите, компютърно проектиране и усъвършенствани производствени техники, механичните уплътнения продължават да доказват своята стойност и надеждност. Въпреки променящите се емисии и контрол на задържането, както и ограниченията за безопасност и експозиция, уплътненията са изпреварили високите изисквания. Ето защо механичните уплътнения все още са предпочитаният избор в преработвателните индустрии.
Време на публикуване: 30 юни 2022 г.