दो दबावयुक्त पंपों के साथ गैस-तंग समर्थन प्रणाली

कंप्रेसर एयर सील तकनीक से अनुकूलित डबल बूस्टर पंप एयर सील, शाफ्ट सील उद्योग में अधिक आम हैं। ये सील वायुमंडल में पंप किए गए तरल का शून्य निर्वहन प्रदान करते हैं, पंप शाफ्ट पर कम घर्षण प्रतिरोध प्रदान करते हैं और एक सरल समर्थन प्रणाली के साथ काम करते हैं। ये लाभ कम समग्र समाधान जीवनचक्र लागत प्रदान करते हैं।
ये सीलें आंतरिक और बाहरी सीलिंग सतहों के बीच दबावयुक्त गैस के बाहरी स्रोत को पेश करके काम करती हैं। सीलिंग सतह की विशेष स्थलाकृति बाधा गैस पर अतिरिक्त दबाव डालती है, जिससे सीलिंग सतह अलग हो जाती है, जिससे सीलिंग सतह गैस फिल्म में तैरने लगती है। घर्षण हानि कम है क्योंकि सीलिंग सतहें अब स्पर्श नहीं करतीं। अवरोधक गैस कम प्रवाह दर पर झिल्ली से होकर गुजरती है, रिसाव के रूप में अवरोध गैस का उपभोग करती है, जिनमें से अधिकांश बाहरी सील सतहों के माध्यम से वायुमंडल में लीक हो जाती है। अवशेष सील कक्ष में रिसता है और अंततः प्रक्रिया धारा द्वारा दूर ले जाया जाता है।
सभी डबल हर्मेटिक सीलों को यांत्रिक सील असेंबली की आंतरिक और बाहरी सतहों के बीच एक दबावयुक्त तरल पदार्थ (तरल या गैस) की आवश्यकता होती है। इस द्रव को सील तक पहुंचाने के लिए एक सहायता प्रणाली की आवश्यकता होती है। इसके विपरीत, एक तरल चिकनाई वाले दबाव डबल सील में, अवरोधक तरल पदार्थ यांत्रिक सील के माध्यम से जलाशय से फैलता है, जहां यह सील सतहों को चिकनाई देता है, गर्मी को अवशोषित करता है, और जलाशय में लौटता है जहां इसे अवशोषित गर्मी को खत्म करने की आवश्यकता होती है। ये द्रव दबाव दोहरी सील समर्थन प्रणालियाँ जटिल हैं। थर्मल लोड प्रक्रिया के दबाव और तापमान के साथ बढ़ता है और अगर ठीक से गणना और सेट न किया जाए तो विश्वसनीयता की समस्याएं पैदा हो सकती हैं।
संपीड़ित वायु डबल सील समर्थन प्रणाली कम जगह लेती है, ठंडे पानी की आवश्यकता नहीं होती है, और कम रखरखाव की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, जब परिरक्षण गैस का एक विश्वसनीय स्रोत उपलब्ध होता है, तो इसकी विश्वसनीयता प्रक्रिया दबाव और तापमान से स्वतंत्र होती है।
बाजार में दोहरे दबाव पंप एयर सील की बढ़ती स्वीकार्यता के कारण, अमेरिकन पेट्रोलियम इंस्टीट्यूट (एपीआई) ने एपीआई 682 के दूसरे संस्करण के प्रकाशन के हिस्से के रूप में प्रोग्राम 74 को जोड़ा।
74 एक प्रोग्राम सपोर्ट सिस्टम आम तौर पर पैनल-माउंटेड गेज और वाल्व का एक सेट होता है जो बाधा गैस को शुद्ध करता है, डाउनस्ट्रीम दबाव को नियंत्रित करता है, और यांत्रिक मुहरों में दबाव और गैस प्रवाह को मापता है। प्लान 74 पैनल के माध्यम से बैरियर गैस के पथ का अनुसरण करते हुए, पहला तत्व चेक वाल्व है। यह फिल्टर तत्व प्रतिस्थापन या पंप रखरखाव के लिए बैरियर गैस आपूर्ति को सील से अलग करने की अनुमति देता है। इसके बाद बैरियर गैस 2 से 3 माइक्रोमीटर (µm) के एकत्रित फिल्टर से होकर गुजरती है जो तरल पदार्थ और कणों को फंसा लेता है जो सील की सतह की स्थलाकृतिक विशेषताओं को नुकसान पहुंचा सकते हैं, जिससे सील की सतह पर एक गैस फिल्म बन जाती है। इसके बाद यांत्रिक सील पर बैरियर गैस आपूर्ति के दबाव को सेट करने के लिए एक दबाव नियामक और एक मैनोमीटर लगाया जाता है।
दोहरे दबाव पंप गैस सील को सील कक्ष में अधिकतम दबाव के ऊपर न्यूनतम अंतर दबाव को पूरा करने या उससे अधिक करने के लिए बाधा गैस आपूर्ति दबाव की आवश्यकता होती है। यह न्यूनतम दबाव ड्रॉप सील निर्माता और प्रकार के अनुसार भिन्न होता है, लेकिन आम तौर पर लगभग 30 पाउंड प्रति वर्ग इंच (पीएसआई) होता है। प्रेशर स्विच का उपयोग बैरियर गैस आपूर्ति दबाव के साथ किसी भी समस्या का पता लगाने और दबाव न्यूनतम मूल्य से नीचे जाने पर अलार्म बजाने के लिए किया जाता है।
सील के संचालन को फ्लो मीटर का उपयोग करके बैरियर गैस प्रवाह द्वारा नियंत्रित किया जाता है। मैकेनिकल सील निर्माताओं द्वारा रिपोर्ट की गई सील गैस प्रवाह दर से विचलन कम सीलिंग प्रदर्शन का संकेत देता है। बाधा गैस का प्रवाह कम होना पंप के घूमने या सील चेहरे पर तरल पदार्थ के प्रवास (दूषित बाधा गैस या प्रक्रिया तरल पदार्थ से) के कारण हो सकता है।
अक्सर, ऐसी घटनाओं के बाद, सीलिंग सतहों को नुकसान होता है, और फिर बाधा गैस का प्रवाह बढ़ जाता है। पंप में दबाव बढ़ने या बैरियर गैस के दबाव में आंशिक कमी से भी सीलिंग सतह को नुकसान हो सकता है। उच्च प्रवाह अलार्म का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है कि उच्च गैस प्रवाह को ठीक करने के लिए हस्तक्षेप की आवश्यकता कब है। उच्च प्रवाह अलार्म के लिए सेटपॉइंट आम तौर पर सामान्य बाधा गैस प्रवाह से 10 से 100 गुना की सीमा में होता है, आमतौर पर यांत्रिक सील निर्माता द्वारा निर्धारित नहीं किया जाता है, लेकिन यह इस पर निर्भर करता है कि पंप कितना गैस रिसाव सहन कर सकता है।
परंपरागत रूप से परिवर्तनीय गेज फ्लोमीटर का उपयोग किया गया है और निम्न और उच्च श्रेणी के फ्लोमीटर को श्रृंखला में जोड़ा जाना असामान्य नहीं है। फिर उच्च प्रवाह अलार्म देने के लिए उच्च श्रेणी प्रवाह मीटर पर एक उच्च प्रवाह स्विच स्थापित किया जा सकता है। परिवर्तनीय क्षेत्र प्रवाहमापी को केवल कुछ तापमानों और दबावों पर कुछ गैसों के लिए अंशांकित किया जा सकता है। अन्य परिस्थितियों में संचालन करते समय, जैसे गर्मी और सर्दी के बीच तापमान में उतार-चढ़ाव, प्रदर्शित प्रवाह दर को सटीक मान नहीं माना जा सकता है, लेकिन यह वास्तविक मूल्य के करीब है।
एपीआई 682 के चौथे संस्करण के जारी होने के साथ, प्रवाह और दबाव माप स्थानीय रीडिंग के साथ एनालॉग से डिजिटल में स्थानांतरित हो गए हैं। डिजिटल फ्लोमीटर का उपयोग परिवर्तनीय क्षेत्र फ्लोमीटर के रूप में किया जा सकता है, जो फ्लोट स्थिति को डिजिटल सिग्नल या द्रव्यमान प्रवाहमीटर में परिवर्तित करता है, जो स्वचालित रूप से द्रव्यमान प्रवाह को वॉल्यूम प्रवाह में परिवर्तित करता है। द्रव्यमान प्रवाह ट्रांसमीटरों की विशिष्ट विशेषता यह है कि वे ऐसे आउटपुट प्रदान करते हैं जो मानक वायुमंडलीय परिस्थितियों में वास्तविक प्रवाह प्रदान करने के लिए दबाव और तापमान की भरपाई करते हैं। नुकसान यह है कि ये उपकरण परिवर्तनीय क्षेत्र प्रवाहमापी की तुलना में अधिक महंगे हैं।
प्रवाह ट्रांसमीटर का उपयोग करने में समस्या एक ऐसे ट्रांसमीटर को ढूंढना है जो सामान्य ऑपरेशन के दौरान और उच्च प्रवाह अलार्म बिंदुओं पर बाधा गैस प्रवाह को मापने में सक्षम हो। फ्लो सेंसर में अधिकतम और न्यूनतम मान होते हैं जिन्हें सटीक रूप से पढ़ा जा सकता है। शून्य प्रवाह और न्यूनतम मान के बीच, आउटपुट प्रवाह सटीक नहीं हो सकता है। समस्या यह है कि जैसे-जैसे किसी विशेष प्रवाह ट्रांसड्यूसर मॉडल के लिए अधिकतम प्रवाह दर बढ़ती है, न्यूनतम प्रवाह दर भी बढ़ती है।
एक समाधान दो ट्रांसमीटरों (एक कम आवृत्ति और एक उच्च आवृत्ति) का उपयोग करना है, लेकिन यह एक महंगा विकल्प है। दूसरी विधि सामान्य ऑपरेटिंग फ्लो रेंज के लिए फ्लो सेंसर का उपयोग करना और उच्च रेंज एनालॉग फ्लो मीटर के साथ उच्च प्रवाह स्विच का उपयोग करना है। बैरियर गैस जिस अंतिम घटक से होकर गुजरती है वह चेक वाल्व है, इससे पहले कि बैरियर गैस पैनल छोड़ दे और यांत्रिक सील से जुड़ जाए। पैनल में पंप किए गए तरल पदार्थ के बैकफ़्लो को रोकने और असामान्य प्रक्रिया गड़बड़ी की स्थिति में उपकरण को होने वाले नुकसान को रोकने के लिए यह आवश्यक है।
चेक वाल्व में खुलने का दबाव कम होना चाहिए। यदि चयन गलत है, या यदि दोहरे दबाव पंप की वायु सील में कम अवरोधक गैस प्रवाह है, तो यह देखा जा सकता है कि अवरोध गैस प्रवाह स्पंदन चेक वाल्व के खुलने और फिर से सेट होने के कारण होता है।
आम तौर पर, पौधे नाइट्रोजन का उपयोग अवरोधक गैस के रूप में किया जाता है क्योंकि यह आसानी से उपलब्ध है, निष्क्रिय है और पंप किए गए तरल में कोई प्रतिकूल रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं करता है। अक्रिय गैसें जो उपलब्ध नहीं हैं, जैसे आर्गन, का भी उपयोग किया जा सकता है। ऐसे मामलों में जहां आवश्यक परिरक्षण गैस का दबाव संयंत्र नाइट्रोजन दबाव से अधिक है, एक दबाव बूस्टर दबाव बढ़ा सकता है और प्लान 74 पैनल इनलेट से जुड़े रिसीवर में उच्च दबाव गैस को संग्रहीत कर सकता है। बोतलबंद नाइट्रोजन बोतलों की आमतौर पर अनुशंसा नहीं की जाती है क्योंकि उन्हें खाली सिलेंडर को भरे हुए सिलेंडर से बदलने की आवश्यकता होती है। यदि सील की गुणवत्ता खराब हो जाती है, तो बोतल को जल्दी से खाली किया जा सकता है, जिससे यांत्रिक सील की अधिक क्षति और विफलता को रोकने के लिए पंप बंद हो जाता है।
तरल बाधा प्रणालियों के विपरीत, योजना 74 समर्थन प्रणालियों को यांत्रिक मुहरों के करीब होने की आवश्यकता नहीं होती है। यहां एकमात्र चेतावनी छोटे व्यास वाली ट्यूब का लम्बा भाग है। उच्च प्रवाह (सील गिरावट) की अवधि के दौरान पाइप में प्लान 74 पैनल और सील के बीच दबाव में गिरावट हो सकती है, जिससे सील के लिए उपलब्ध बाधा दबाव कम हो जाता है। पाइप का आकार बढ़ाने से यह समस्या हल हो सकती है। एक नियम के रूप में, प्लान 74 पैनल वाल्व को नियंत्रित करने और उपकरण रीडिंग पढ़ने के लिए सुविधाजनक ऊंचाई पर एक स्टैंड पर लगाए जाते हैं। ब्रैकेट को पंप बेस प्लेट पर या पंप के बगल में पंप निरीक्षण और रखरखाव में हस्तक्षेप किए बिना लगाया जा सकता है। यांत्रिक मुहरों के साथ प्लान 74 पैनलों को जोड़ने वाले पाइपों/पाइपों पर ट्रिपिंग के खतरों से बचें।
दो यांत्रिक सील वाले अंतर-असर वाले पंपों के लिए, पंप के प्रत्येक छोर पर एक, प्रत्येक यांत्रिक सील के लिए एक पैनल और अलग बैरियर गैस आउटलेट का उपयोग करने की अनुशंसा नहीं की जाती है। अनुशंसित समाधान प्रत्येक सील के लिए एक अलग प्लान 74 पैनल, या दो आउटपुट वाले प्लान 74 पैनल का उपयोग करना है, प्रत्येक के पास फ्लोमीटर और फ्लो स्विच का अपना सेट है। ठंडी सर्दियों वाले क्षेत्रों में योजना 74 पैनलों को ओवरविन्टर करना आवश्यक हो सकता है। यह मुख्य रूप से पैनल के विद्युत उपकरणों की सुरक्षा के लिए किया जाता है, आमतौर पर पैनल को कैबिनेट में बंद करके और हीटिंग तत्वों को जोड़कर।
एक दिलचस्प घटना यह है कि बाधा गैस आपूर्ति तापमान घटने के साथ बाधा गैस प्रवाह दर बढ़ जाती है। यह आमतौर पर किसी का ध्यान नहीं जाता है, लेकिन ठंडी सर्दियों या गर्मियों और सर्दियों के बीच बड़े तापमान अंतर वाले स्थानों में ध्यान देने योग्य हो सकता है। कुछ मामलों में, झूठे अलार्म को रोकने के लिए उच्च प्रवाह अलार्म सेट बिंदु को समायोजित करना आवश्यक हो सकता है। योजना 74 पैनलों को सेवा में रखने से पहले पैनल वायु नलिकाओं और कनेक्टिंग पाइपों/पाइपों को शुद्ध किया जाना चाहिए। यह यांत्रिक सील कनेक्शन पर या उसके निकट एक वेंट वाल्व जोड़कर सबसे आसानी से प्राप्त किया जाता है। यदि ब्लीड वाल्व उपलब्ध नहीं है, तो ट्यूब/ट्यूब को यांत्रिक सील से अलग करके और फिर शुद्ध करने के बाद इसे फिर से जोड़कर सिस्टम को शुद्ध किया जा सकता है।
प्लान 74 पैनलों को सील से जोड़ने और लीक के लिए सभी कनेक्शनों की जांच करने के बाद, दबाव नियामक को अब एप्लिकेशन में निर्धारित दबाव में समायोजित किया जा सकता है। पंप को प्रक्रिया द्रव से भरने से पहले पैनल को यांत्रिक सील में दबावयुक्त बाधा गैस की आपूर्ति करनी चाहिए। पंप चालू करने और वेंटिंग प्रक्रिया पूरी होने पर योजना 74 सील और पैनल शुरू करने के लिए तैयार हैं।
यदि कोई संदूषण नहीं पाया जाता है, तो ऑपरेशन के एक महीने के बाद या हर छह महीने में फिल्टर तत्व का निरीक्षण किया जाना चाहिए। फ़िल्टर प्रतिस्थापन अंतराल आपूर्ति की गई गैस की शुद्धता पर निर्भर करेगा, लेकिन तीन वर्ष से अधिक नहीं होना चाहिए।
नियमित निरीक्षण के दौरान बैरियर गैस दरों की जाँच और रिकॉर्ड किया जाना चाहिए। यदि चेक वाल्व के खुलने और बंद होने के कारण होने वाला अवरोधक वायु प्रवाह स्पंदन उच्च प्रवाह अलार्म को ट्रिगर करने के लिए पर्याप्त बड़ा है, तो झूठे अलार्म से बचने के लिए इन अलार्म मूल्यों को बढ़ाने की आवश्यकता हो सकती है।
डिकमीशनिंग में एक महत्वपूर्ण कदम यह है कि परिरक्षण गैस का अलगाव और अवसादन अंतिम चरण होना चाहिए। सबसे पहले, पंप आवरण को अलग करें और दबाव कम करें। एक बार जब पंप सुरक्षित स्थिति में हो, तो परिरक्षण गैस आपूर्ति दबाव को बंद किया जा सकता है और प्लान 74 पैनल को यांत्रिक सील से जोड़ने वाली पाइपिंग से गैस का दबाव हटाया जा सकता है। कोई भी रखरखाव कार्य शुरू करने से पहले सिस्टम से सारा तरल पदार्थ निकाल दें।
योजना 74 समर्थन प्रणालियों के साथ संयुक्त दोहरी दबाव पंप एयर सील ऑपरेटरों को शून्य-उत्सर्जन शाफ्ट सील समाधान, कम पूंजी निवेश (तरल बाधा प्रणालियों के साथ सील की तुलना में), कम जीवन चक्र लागत, छोटे समर्थन प्रणाली पदचिह्न और न्यूनतम सेवा आवश्यकताएं प्रदान करती है।
जब सर्वोत्तम अभ्यास के अनुसार स्थापित और संचालित किया जाता है, तो यह रोकथाम समाधान दीर्घकालिक विश्वसनीयता प्रदान कर सकता है और घूमने वाले उपकरणों की उपलब्धता बढ़ा सकता है।
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मार्क सैवेज जॉन क्रेन में उत्पाद समूह प्रबंधक हैं। सैवेज ने ऑस्ट्रेलिया के सिडनी विश्वविद्यालय से इंजीनियरिंग में विज्ञान स्नातक की उपाधि प्राप्त की है। अधिक जानकारी के लिए johncrane.com पर जाएं।